在数据中心空调水系统中,冷源和末端依靠管网连接在一起,冷冻水和冷却水的循环都是通过水泵和管网来实现,管网起到承上启下,把冷却塔、冷机、水泵和末端等单个设备联系起来成为一个整体,水泵、冷机和管网不同的组合可以组成不同的水系统架构,架构设计的优劣好坏,直接关系到设备能耗和系统效率,可以说系统架构是整个空调系统的核心和枢纽。
1 水系统架构基础
(1)开式系统和闭式系统
数据中心冷却水系统侧一般采用开式系统,冷冻水系统侧则采用闭式系统。开式还是闭式是指循环管路系统,也就是水泵的出口到水泵的入口这个循环是否是闭合的,如果系统循环管路中有水箱与大气相通,系统就是开式系统;如果系统循环是闭合的,就是闭式系统。
开式系统如图1,由于始终和大气接触,循环水中含氧量高,宜腐蚀管路;杂质和脏物也易进入系统,导致系统过滤器堵塞,增大系统维护工作量;当末端设备与冷冻站高差较大时,水泵则须克服高差造成的静水压力,会增加耗电量,水泵启停过程中也容易产生水锤现象。
闭式系统如图2,管路里的水不与大气相接触,水在系统内密封循环,仅在系统最高点设置膨胀水箱对系统进行定压和补水,膨胀水箱的水平时不参与系统循环,如果膨胀水箱无法设置,则设定压罐对系统定压。闭式系统管道与设备不宜腐蚀,闭式循环中水泵扬程只需要克服系统管路阻力,不需为高处设备提供静水压力,循环水泵的压差较低,从而水泵的功率相对较小;闭式系统不和大气接触,杂质和异物不易进入系统,水系统维护工作量低。