整个水系统由以下两个环路组成:以分集水器为界,左边是冷源侧环路,它是指从集水器经过冷水机组至分水器这一环路,按定流量运行;右边是负荷侧环路,它是指从分水器经过空调末端设备至集水器的这一环路按变流量运行,一级泵系统比较简单,操作维护方便,现有的数据中心设计多采用这种方式,按照末端流量是否变化它又可分为一级泵定流量系统和一级泵变流量系统。一级泵变流量系统的控制原理:当机房负荷下降时,负荷侧机房空调的二通调节阀陆续关小,当供、回水总管之间的压差超过了设定值,此时压差控制器动作,让旁通管路上的二通调节阀打开并开大,使部分冷冻水不经末端机房空调设备而从分集水器的旁通管直接返回冷水机组,从而确保冷水机组的水量不变。
②二级泵(复式泵)系统(图8)
二级泵系统是指冷源侧和负荷侧分别配置循环泵的系统,冷源侧循环泵和负荷侧循环泵是相互分开的。由冷水机组、供回水总管、一次泵和旁通管组成一次环路,也称冷源侧环路,该环路水泵曲线可以选用平坦性;由二次泵、空调末端设备、供回水管路与旁通管组成二次环路,也称负荷侧环路,该环路水泵曲线可以选用陡峭性;这样的选择有利于制冷机组运行的平稳和保证蒸发器的安全运行,同时降低输配能耗,和一级泵相比,节能潜力较大,在大型数据中心,冷冻站同时供给多个数据中心机楼,采用二级泵设计可以作为优先选择的节能方案。
2 冷却水侧系统架构
在冷却水侧,水泵、冷机和冷塔对应方式有多种形式,可以多机对多泵对多塔形式,也可以是一机一泵一塔形式,各种设计各有自己的特点,数据中心需要根据系统运行的不间断性、可维护性和系统节能性出发,选择适合的架构和方式。
(1)单机单泵单塔方式
单机单泵单塔这种方式是一台水泵对应于一台冷机,如图9,这种方式的电气控制简单,可避免频繁开关主机或冷却塔入口阀门,适应部分负荷时的运行,开启主机同时只要开启相对应的水泵就可以,简化操作又节约能源,不存在运行部分机组时出现水流旁通降低机组COP问题,缺点是这种设计条件下,当系统里面一个设备发生故障时,别的系统里面同类型设备无法为这个设备备用,系统的备用性很差。