污水源热泵应用于大型idc机房集中供冷的方案探讨3.3

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1、污水源热泵应用于大型IDC机房集中供冷的方案探讨江苏绿色都建工程顾问有限公司朱棣淳摘要：本文基于国内某数据中心开发其周边污水厂再生水冷源进行集中供冷的两个方案，通过经济性、可靠性等方面的比较分析，发现采用集中能源总线系统的方案B具有较高的可行性。由此总结出了一套通过集中能源总线系统开发天然冷源或可再生能源向大型IDC机房集中供冷的初步技术方案，为国内通信机房行业的节能减排提供新的思路和前瞻性探索。关键词：IDC机房；集中供冷；集中能源总线系统1引言近几年来，一方面随着电子信息系统机房IT设备高度的集成化，IDC机房散热量日渐增高，另一方面随着我国低碳经济的到来，各个行业对

2、节能减排的需求与日俱增，此时IDC机房的节能意义显得尤为重要。为了降低运营能耗，国际上很多大型的数据中心都在考虑采用可再生能源如太阳能、风能、雨水再利用和热量再循环等用于供电或用于制冷。目前，大型数据中心对于可再生能源的利用率普遍不高，如：Google公司声称其约有30%的业务运营是利用可再生能源进行供电的。正兴建于加利福尼亚州SonomaMountainVillage的新数据中心，采用了太阳能供电系统，仅太阳能电池板占地面积就达7英亩，但是其供电能力只有一兆瓦。艾默生网络能源位于圣路易斯总部的全球数据中心，拥有密苏里州最大、面积达7800平方英尺的屋顶太阳能电池阵、及超

3、过550块的太阳能电池板，但是它在峰值的时候仅仅能满足数据中心16%的电力需要[1]。造成上述情况的主要原因有：一、IDC机房要求全年不间断运行，对于供电系统和供冷系统的可靠性要求较高。而很多可再生能源的供给具有间歇性，很难满足要求；二、数据中心属于能源密集型建筑，IDC机房发热量大。太阳能板和风力涡轮机等可再生能源通常不能产生完全为数据中心供电所需要的电量；由于国情和国内IDC机房的运行条件的不同，目前国内数据中心在应用可再生能源时面临着更多困难，主要体现在：一、国外数据中心重视运行成本，而国内重视运行可靠性，这就增加了利用可再生能源或免费自然冷源的技术难度和成本；二、

4、国内用地贵且自然冷源稀缺，大多数数据中心的选址不以节能为导向，数据中心所在地点不一定有合适的可再生能源可开发；三、国内数据中心一般没有足够的空间用于安装太阳能板、风力发电站等设施。可再生能源密度低，常规的分散式冷热源系统对于可再生能源的利用十分有限，只有集成化、规模化使用可再生能源，才能体现经济与社会效益。所以对于国内的数据中心而言，如果能采用区域集中供冷系统，将为可再生能源在数据中心的应用打开新的局面。但是目前为止区域集中供冷一般应用于民用住宅，在大型IDC机房中应用极少。本文以国内某数据中心为例，对其拟采用的污水源热泵集中供冷方案从可靠性和经济性两方面进行了全面的探讨

5、。2IDC机房区域集中供冷的提出朱棣淳男1972年7月生大学全国注册公用设备师高级工程师210008江苏南京珠江路88号新世界中心B座4111室（025）86872688-24E-mail:zdchun720@163.com2.1IDC机房空调系统特点IDC机房的发热量很大，并且保持某一温度和湿度设计条件对于数据机房的平稳运行至关重要，此外，数据中心还要求全年连续不间断运行。目前，IDC机房传统空调方案主要有两种：一是采用风冷精密空调；二是采用离心式水冷空调系统。离心式水冷空调系统是目前大型IDC机房的主流空调方案，如图1所示，虽然水冷空调系统比较复杂，成本比较高，维护也

6、有难度，但是相比风冷空调系统，水冷空调系统更能满足大型数据中心的冷却和节能要求。图1IDC机房离心式水冷空调系统简图综上所诉，可以总结IDC机房空调系统的特点：一、空调系统持续不间断运行，可靠性要求高；二、全年制冷，制冷量大且稳定；三、温湿度控制精度高，大风量、小焓差、高显热比。2.2污水源热泵用于IDC机房集中供冷的设想以国内某数据中心为例，该数据中心工程规划为4万平米，均考虑作为IDC机房使用。数据中心附近有一座污水处理厂，现计划以污水厂的再生水能源作为低品位冷源，利用污水源热泵技术，向数据中心IDC机房直接供冷，之所以考虑采用集中供冷方案，其目的主要有：一、数据中心

7、周边有丰富的再生水冷源可利用，若不利用势必是一种能源浪费；二、不同于民用区域供冷项目，数据中心全年冷负荷量大稳定，采用集中供冷时，制冷系统运行中的平均负荷率高，系统能效比高；三、节省数据中心制冷机房的运行电耗，降低数据中心运营能耗；当然，此集中供冷方案是否可行还依赖于以下几项条件的满足：一、再生水水量。数据中心标准层设备功耗约为26000Kw（已含围护结构的负荷），考虑10%的富裕量（局部机房预估规划设备功耗），总空调负荷需求=28600Kw。空调供回水温度按5/13℃（温差8℃）考虑，污水处理厂再生水供回水温度按22/30℃