图 8 福建联通应用蒸发式冷气机
1.2 间接蒸发冷却在数据机房中的应用
间接蒸发冷却(IEC)空调技术是产出介质(空气或水)与工作介质(空气和水)间接接触进行热湿交换,产出介质与工作介质之间不存在质的交换,仅是显热的交换,以获取冷风或冷水的技术 。管式间接蒸发冷却技术以其较高的效率和不宜堵塞的特点,在我国的部分数据机房已经得到应用。(1)管式间接蒸发冷却技术管式间接蒸发冷却器中,一次空气在管内流过,在管组上方由布水装置淋水,在管外壁形成水膜,二次空气自下而上横掠管束,与管外水膜发生热、湿交换(图 8)。传热管可以采用圆管或椭圆管,材料为聚氯乙烯等高分子材料或铝箔。管外可以包覆吸水性纤维材料,使管外侧保持均匀的水膜,以增强蒸发冷却
的效果。尽管管式间接蒸发空气冷却器的紧凑性不及板式,但它能弥补板式的不足:管式间接蒸发冷却器通过合理设计布水装置,做到布水均匀,形成稳定水膜,有利于蒸发冷却的进行;流道较宽,不会产生堵塞,因而流动阻力小;容易清洗;成本低。目前蒸发冷却空调工程中越来越多地使用管式间接蒸发空气冷却器。
图 8 管式间接蒸发冷却器结构图及实物
管式间接 - 直接蒸发冷却空气处理机组的产出空气温度理论上可以达到入口空气的亚湿球温度(湿球温度以下,露点温度以上)。管式间接 - 直接蒸发冷却空气处理机组的产出空气处理过程(直流式系统)如图 9 所示,入口空气 W 经过间接蒸发冷却至 W1,W1 点的空气经过直接蒸发冷却至 O 点,送入机房完成处理过程至 N。
图 9 管式间接 - 直接蒸发冷却空调机组空气处理(直流式)焓湿图
(2)管式间接蒸发冷却技术在数据机房中的应用情况 a. 工程案例
西安某数据机房建筑面积 440 m2,该机房的空调冷负荷为 454 W/m2。采用全空气空调系统,配备有 1 台额定风量为 42000 m3/h 的蒸发冷却与机械制冷联合空气处理机组,该企业为了响应国家节能减排的号召,将该数据机房室内热环境可以接受的温度上限调整为 30℃。 该空气处理机组由初效过滤段、管式间接蒸发冷却段、混合段、中效过滤段、低温表冷段、直接蒸发冷却段和送风段组成,机组结构组成如图 10 所示,机组实物照片如图 11 所示。
图 10 蒸发冷却优化后空气处理机组结构示意图
图 11 蒸发冷却优化后空气处理机组实物照片
b. 系统运行模式
如图 12 所示,该套空气处理机组在过渡季节关闭阀门 2,开启阀门 3 和阀门 1(见图 13),采用直流式系统运行。过渡季节中室外温度低于室内温度,利用室外的一部分自然冷源,通过间接 - 直接蒸发冷却机组处理,送入室内,以保证室内的温湿度要求 。该系统处理空气的过程如图 13 所示,室外空气由 Wg 经过管式间接段处理至 W’,然后通过直接蒸发冷却段处理为 O 点,满足要求送入室内至 N(ε 为热温比,下同)。