高运华
河北白沙烟草有限责任公司
摘要：可持续发展是未来经济的主要发展方向，为了加快可持续经济发展体系的建设速度，我国开始大力推广环保技术以及技能技术。数据机房需要全年供冷，对于空调风冷系统的要求较高，如果风冷系统使用效果较差会影响到数据机房运行效率，增加机房运行故障出现几率。因此必须要对空调冷通设计进行优化，积极使用节能技术，在保证空调风冷系统运行质量的基础上减少能源消耗，为数据机房提供更加合适、稳定的运行环境。基于此，本文分析了数据机房空调系统设计流程以及节能技术的应用，以期可以为数据机房空调节能研究提供有效参考。
关键词:数据机房;空调节能;研究
数据机房是一个可以完成集中处理信息、存储信息、交换信息、传输信息、管理信息的物理空间，在数据机房中拥有较多的设备分别负责相应的功能，如网络设备、服务器设备或者存储设备等。当前人们每天在生产活动中产生的数据量极其庞大，增加了数据机房及其设备的工作压力，为了满足数据处理需求需要对服务器进行升级和优化，使得数据机房设备功率呈现出持续上升的状态，对于空调系统也提出了新的要求。然而当前能源枯竭问题愈发严重，为了减少能源消耗需要积极使用新型的节能技术，空调系统作为数据机房内的重要系统之一也需要进行改造，落实我国可持续发展要求。
一、数据机房空调系统节能改造流程
不同数据机房拥有不同的特征，要想保证空调系统节能技术应用的有效性必须要结合数据机房的特点制定相应的改造方案，其中最为重要的一点在于正确分析空调系统的负荷特征[1]。在数据机房内拥有多个计算机设备、交换机设备以及网络服务器，都属于电子设备，空调的功能要求、负荷特点和其他为人服务空调系统存在较大差异。具体特点如下：第一，对于室内环境控制水平要求较高。为了确保电子设备的有序运行针对室内环境制定了明确的参数，包括温度参数、湿度参数以及洁净度参数的数值范围和变化范围。第二，数据机房内电子设备需要持续运行，发热密度较高，使得机房冷负荷出现了高、恒定的特点，一般情况下数据中心每1平方米发热密度均在1000W之上，这就要空调系统全年对数据机房供应冷气。数据机房内部拥有密闭性好的围护结构，室外没有湿气渗入，室内人员活动空间有限，使得数据机房内总得湿量较少，加之设备产生的巨大热量影响，使得数据机房显热比较高[2]。因此数据机房的空调主要发挥的是制冷降温功能，除湿量较小。在分析负荷特征之后需要对数据机房所在区域的气象数据进行调查，了解空调利用自然优势减少能源消耗的潜力。冬季地区空调可以使用的冷源较多，如果当地自然冷源可以利用的效率较低可以从设备自身出发实施节能改造。在确定完毕后根据不同的改造对象选择相应的节能改造技术。
二、数据机房空调系统节能改造技术
（一）风侧节能改造技术
风侧节能改造技术包括以下三种类型：（1）新风直接引进技术。
该技术可以提高自然冷源的引用和使用效率，但是需要对引进的空气实施重复性过滤，将空气中带有的杂质如沙尘全部清理，避免给空调系统正常运行造成影响，特别是北方地区在引进自然冷源时必须要注意这一问题。冬季新风过于干燥，容易出现静电的现象，也是引进冷源的注意要点[3]。（2）风冷式机组接入技术。该技术目前应用较为广泛，在各个地区均有所应用，技术成熟，主要利用室外和室内的冷蒸发器、冷传递器进行冷量的传递。但是该技术使用能效较低，并且在使用过程中冷蒸发器容易出现排热堆积的问题。（3）热管换热器接入机组技术。该技术是新型的节能技术，使用制冷剂转化空气中的冷量，并将冷量传递到空调系统的换热区域，和第一种技术相比换热效率较低，但是在室外机内外高差的状态下该技术可以发挥较好的应用效果。
（二）水侧节能改造技术
水侧节能改造技术中最为常见的是风冷式冷水机组，将换热器作为冷量的传递方式，把冷量送入到冷水管中，在经过冷水管时直接将冷冻水接入之前的冷水系统之中。虽然该技术已经较为成熟，但是在应用过程中需要考虑室外水管的保温工作和防冻措施，否则会影响到水管的正常使用。冷却塔免费供冷也是一种节能改造技术，然而冷却塔以及数据机房之间出现了设计容量和冷量不相符的问题，在过渡季节冷却塔无法专门对数据机房提供制冷服务，在使用时也需要考虑水管防护[4]。热管式水冷机是以热管技术为基础的节能技术，室外水管同样使用制冷剂达到换热的目的，但是所使用的制冷剂较为特殊，其不会在冰点下凝固，可以避免保温而造成的电能损失，但是该项技术需要的成本投入较多，并且室外设备需要较大的场地。
（三）室内侧节能改造技术
室内侧改造技术都需要对数据机房内的机柜进行改动，或者调整机柜布局进行调整，部分空调系统在改造过程中甚至需要直接机柜进行更换。微通道换热器直接冷却具有较高的换热效率，冷却效果好，可以对数据机房内的发热部件进行直接冷却，一般空调节能改造工程中都需要对机柜进行更滑，改造技术应用造价高。和上一种技术相比背板冷却技术的换热效率低，但是技术应用成本较低，只需要改造背板即可。冷热通道也是减少空调能耗的一种方式，通过对现有的布置实施优化，改变机架通风方式，使得正面送风、后面排风温度分别变低和变高。但是该种节能改造技术在应用时需要让个别机房设备停止运转，适合在装机容量较小的数据机房进行应用[5]。
结束语：
在数据机房能源消耗中空调制冷系统占比达到4成左右，因此要想减少数据机房的整体能源消耗，必然要对空调制冷系统进行改进和优化。并且我国目前较多建筑内的数据机房由于容量增加、换热设备老化等原因出现了安全事件频发的现象，为了保障数据机房运行安全需要加快空调节能改造工程的建设速度。数据机房空调制冷系统在进行节能改造前应对其负荷情况、节能潜力实施分析，结合场地因素和投资因素制定合理的节能改造方案，从风侧、水侧以及室内侧方面出发完成空调系统的整体节能改造。
参考文献：
[1]郑邦鑫,林卫东,戴文献.夏热冬暖地区数据机房空调系统节能分析[J].福建建设科技,2020(05):82-83+97.
[2]周康乐.数据机房空调设备节能运行控制策略[J].工程技术研究,2020,5(14):121-122.
[3]张春朋.数据中心暖通空调水冷系统节能控制优化及应用[J].暖通空调,2020,50(12):50-53.
[4]谭浪,刘鹏,周雪梅.间接蒸发在数据机房的新风节能与过滤特性[J].建筑节能,2020,48(11):23-27+44.
[5]沈铮.超大型数据中心空调系统设计实践[J].建筑热能通风空调,2020,39(10):97-100.