數據中心自然冷卻制冷有哪些解決方案？

隨著經濟快速發展,我國能源供應面臨諸多挑戰,節能減排已成為一項基本國策，數據中心就是其中能源消耗巨大的產業之一。

在數據中心中，為維持恒定的室內溫度需要全年為之降溫，由此帶來了巨額的耗電量和電費。在節能減排和降低運營成本的雙重壓力，迫使人們不斷地研發新的節能技術和產品。機房空調一年四季都需要制冷，過渡季節室外溫度低于室內溫度時，自然界存在著豐富的冷源，如何利用大自然的冷源進行冷卻是機房空調節能減排的重點問題。


在上圖中可見，在我國華北、西北及東北等地區，室外氣溫低于10℃的天數占全年的百分比相當可觀，大自然是最好的冷源，不僅能夠節省機械制冷的能耗，而且供給充足、無污染，屬于綠色冷源。

數據中心利用自然冷源進行制冷的解決方案主要有間接自然冷卻和直接自然冷卻兩種方式。

間接自然冷卻

帶自然冷卻節能模塊的風冷式冷水機組

春秋過渡季節和晚上，當環境溫度達到比冷凍水回水溫度低兩度或以上時，開啟自然冷卻模塊制冷，無壓縮機功耗，自然冷卻不夠的部分，再由壓縮制冷接力達到需求冷量。隨著室外環境溫度降低，自然冷卻部分占的比例越來越大，直至達到100%，完全自然冷卻制冷，無壓縮機功耗。

水側板換節能裝置

由大型冷卻塔、水冷型冷水機組、板式換熱器組成，夏季采用冷水機組和冷卻塔制冷，冬季采用板換將有雜質的冷卻水轉變為干凈的冷凍水送入空調室內機，冷水機組停機。

雙盤管乙二醇自然冷卻

在直膨蒸發器盤管上，再并一組冷凍水經濟盤管，通過兩套兩通閥來調節水是經過板式熱交換器的冷凝器還是經過冷凍水盤管。室外干冷器夏季提供冷卻水給板換用于直膨制冷，冬季提供冷凍水給經濟盤管用于冷凍水制冷。

氟泵自然冷卻

在夏季，制冷壓縮機運行;當室外溫度低于設定點時，自動切換為氟泵節能系統運行，停止壓縮機運行，保證全年機房空調安全可靠運行。氟泵不高于壓縮機運行功耗的10%，相對于水系統空調，無需添加防凍劑，無水患憂慮。

輔助蒸發自然冷卻

空調室外機霧化水噴淋系統將軟化水進行增壓后通過高速直流馬達進行霧化處理，將每一滴水霧化成原水滴的體積1/500左右直接噴灑在冷凝器翅片上實現輔助蒸發，使得冷凝器的整體散熱量增大、功耗降低。這種通過室外機霧化噴淋延長自然冷卻運行時間的方式，在干燥氣候下最為有效，如中國西部和東北部。

直接自然冷卻

全新風自然冷卻

直接引入室外新風、配合冷熱通道隔離實現機房制冷，針對不同地區的氣候條件，新風進入機房前需要經過過濾、加濕、除濕、送回風混合等預處理。

雞舍式熱壓自然循環風冷卻

不需要機械幫助，直接靠服務器散發的熱能產生動力自然散熱。把服務器散發的熱量收集起來，利用空氣膨脹后產生向上的動力，通過足夠高的煙囪讓熱空氣往上升帶動空氣流動，完成散熱循環。

轉輪式熱交換自然冷卻

利用轉輪內填料的儲能功能，讓轉輪在兩個封閉的風道內緩慢旋轉，被室外空氣冷卻的填料冷卻室內空氣。

綜上，對常見的幾種自然冷卻制冷方式進行綜合比較。