摘要

　　間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)以支持快速交付、分期部署、高能效水平等優(yōu)勢特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目。但應(yīng)用過程中，仍需面對建筑外立面耦合、直膨式（DX）補(bǔ)冷比例高低與IT設(shè)備容量產(chǎn)出強(qiáng)相關(guān)、連續(xù)制冷實(shí)現(xiàn)、換熱芯體結(jié)垢和結(jié)露等設(shè)計、建造、運(yùn)營維度的諸多問題與挑戰(zhàn)。

 

　　關(guān)鍵詞

　　數(shù)據(jù)中心；間接蒸發(fā)冷卻（IDEC）；電能利用效率（PUE）；主機(jī)托管服務(wù)（COLO）；制冷負(fù)載系數(shù)（CLF）

 

　　作者  

　　陳聰1  葛林2

　　（1.國網(wǎng)思極紫光（青島）云數(shù)科技有限公司；2.萬國數(shù)據(jù)服務(wù)有限公司）

 

　　隨著云計算、人工智能（AI）、大數(shù)據(jù)、無人駕駛與5G等數(shù)字經(jīng)濟(jì)技術(shù)應(yīng)用的快速迭代與繁榮發(fā)展，對數(shù)據(jù)中心（或邊緣數(shù)據(jù)中心）等新型基礎(chǔ)設(shè)施的需求愈發(fā)旺盛。但不可否認(rèn)的是，數(shù)據(jù)中心的快速增長在碳中和、碳達(dá)峰背景下將面臨一系列挑戰(zhàn)，如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心高能效水平的設(shè)計、運(yùn)營，達(dá)到減排、減碳的目標(biāo)，是行業(yè)面臨的難題。

 

　　電能利用效率（power usage effectiveness,PUE）是一種較為直接的用來客觀量化數(shù)據(jù)中心能效水平的評估指標(biāo)，被行業(yè)機(jī)構(gòu)、運(yùn)營商、第三方中立數(shù)據(jù)中心等廣泛采納。PUE可簡單劃分為IT設(shè)備基準(zhǔn)耗電比（其值為1）、制冷負(fù)載系數(shù)（cooling load factor,CLF）、供電負(fù)載系數(shù)（power load factor,PLF），而供電負(fù)載系數(shù)受制于供電系統(tǒng)架構(gòu)固化、IT設(shè)備負(fù)載率水平等因素的影響，其能效治理的難度較大、空間相對有限。在IT負(fù)載率相對平穩(wěn)的條件下（如超過40%水平），制冷負(fù)載系數(shù)與制冷系統(tǒng)型式、室外氣象條件、運(yùn)營管理水平等因素強(qiáng)相關(guān)。

 

　　數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)比較典型的應(yīng)用型式有冷水系統(tǒng)、風(fēng)冷氟泵系統(tǒng)等，且近幾年來，伴隨預(yù)制化建造模式的逐步成熟與快速交付的迫切需求，間接蒸發(fā)冷卻（indirect evaporative cooling，IDEC）的制冷型式在行業(yè)互聯(lián)網(wǎng)客戶、第三方定制化數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目中也得到了大量應(yīng)用。間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)作為一種迭代更新的新技術(shù)，在特定區(qū)域應(yīng)用具有高能效、低耗水、低成本等諸多優(yōu)勢，但在設(shè)計、建造、運(yùn)營過程仍然會面對諸多問題與挑戰(zhàn)。

 

　　文獻(xiàn)已對間接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)、節(jié)能性、經(jīng)濟(jì)性等問題進(jìn)行了深入研究。本文旨在通過對間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)路徑與應(yīng)用案例簡述，結(jié)合筆者設(shè)計與運(yùn)營的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，多維度總結(jié)間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢及應(yīng)用中面臨的問題挑戰(zhàn)與思考等，以供參考。

 

　　02、間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)原理與路徑

　　蒸發(fā)冷卻技術(shù)是基于空氣與水的直接接觸、以兩者間的水蒸氣分壓力差與溫差為驅(qū)動力、利用水蒸發(fā)吸熱進(jìn)行制冷的綠色節(jié)能技術(shù)。按照被處理空氣與水的接觸方式的不同，蒸發(fā)冷卻一般可分為直接蒸發(fā)冷卻與間接蒸發(fā)冷卻。

 

　　間接蒸發(fā)冷卻是二次側(cè)工作空氣與循環(huán)水在換熱芯體的濕通道內(nèi)直接接觸，等焓降溫后具備冷卻能力，一次側(cè)的使用空氣流經(jīng)換熱芯體的干通道時僅被冷卻而不被加濕，2種工作介質(zhì)通過換熱芯體進(jìn)行換熱，從而達(dá)到對一次側(cè)使用空氣進(jìn)行等濕降溫的效果。應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心場景時，間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備的工作空氣多為室外新風(fēng)，使用空氣多為數(shù)據(jù)機(jī)房內(nèi)的熱回風(fēng)，以兩者的溫差為驅(qū)動力，通過換熱芯體間壁的熱傳導(dǎo)將數(shù)據(jù)機(jī)房內(nèi)IT設(shè)備的熱量傳遞給室外側(cè)空氣，不足部分通過設(shè)置輔助機(jī)械補(bǔ)冷滿足送風(fēng)溫度要求，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)機(jī)房制冷的目的。

 

　　間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備的核心部件為換熱芯體，按照換熱芯體內(nèi)一次側(cè)空氣的流向與流道分布結(jié)構(gòu)的不同，可分為板翅式、管式、板管式等型式。數(shù)據(jù)中心間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備換熱芯體以板翅式、管式應(yīng)用居多，而無論采用哪種型式，均有2個互不連通的空氣流道，借助通道的間壁冷卻數(shù)據(jù)機(jī)房回風(fēng)。

 

　　圖1為一種典型的基于板翅式換熱芯體的間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備原理圖，室外新風(fēng)流過經(jīng)水噴淋（或高壓微霧）浸潤的濕通道，與其內(nèi)附著的水膜進(jìn)行熱濕交換等焓降溫后，再通過換熱芯體間壁吸收數(shù)據(jù)機(jī)房回風(fēng)的熱量，最后排至室外環(huán)境。數(shù)據(jù)機(jī)房回風(fēng)流過換熱芯體的干通道，進(jìn)行等濕冷卻后重新送入數(shù)據(jù)機(jī)房。

　　雖然數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目采用間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)是出于節(jié)能等因素考慮，但數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的可靠性、可用性要求高，僅采用空氣-空氣換熱很難在全壽命周期內(nèi)所有工況下提供足夠的冷卻能力。因此，基于數(shù)據(jù)中心所在地室外氣象參數(shù)、機(jī)房送回風(fēng)溫度等參數(shù)，間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備通常會設(shè)置一定比例的補(bǔ)冷措施。補(bǔ)冷措施有風(fēng)冷直膨式（direct expansion，DX）、水冷盤管式（chilled water，CW）等，但水冷盤管通常需額外配置冷源，不僅占地面積大、增大投資，還會面臨表冷器盤管冬季防凍等難題，而風(fēng)冷直膨式具有配置靈活方便、安全可靠、成本低等優(yōu)勢，因此大量應(yīng)用于間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備的機(jī)械補(bǔ)冷系統(tǒng)，如圖1所示。

 

　　1.2、間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備運(yùn)行模式

　　間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備以自然冷卻為主，機(jī)械補(bǔ)冷系統(tǒng)為補(bǔ)充，其主要運(yùn)行模式可分為干模式、濕模式和混合模式3種。以北京為例，結(jié)合數(shù)據(jù)機(jī)房服務(wù)等級協(xié)議（service level agreement，SLA）送/回風(fēng)溫度（25 ℃/38 ℃）、IDEC設(shè)備效率（干模式60%，濕模式70%）、極端濕球溫度（ASHRAE極端濕球溫度20年重現(xiàn)期值30.9 ℃）、典型氣象年室外逐時參數(shù)等，進(jìn)行3種模式的切換溫度推演，進(jìn)而測算間接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)全年平均PUE值。

 

　　忽略一次、二次空氣風(fēng)量差異，由顯熱交換效率公式進(jìn)行計算：

　　式中 ηIDEC為芯體的換熱效率；tra為一次側(cè)回風(fēng)溫度，℃；tsa為一次側(cè)送風(fēng)溫度，℃；tb為二次側(cè)空氣溫度，干模式為干球溫度tdb，濕模式為濕球溫度twb，℃。

 

　　干模式：將送/回風(fēng)溫度、干模式效率代入式（1），計算得出tdb=16.3 ℃。即室外干球溫度低于16.3 ℃時，間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備可干模式運(yùn)行。

 

　　濕模式：將送/回風(fēng)溫度、濕模式效率代入式（1），計算得出twb=19.4 ℃。即室外干球溫度高于16.3 ℃且濕球溫度低于19.4 ℃時（非極端濕球溫度場景，逼近度按0 ℃考慮），間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備可濕模式運(yùn)行。

 

　　機(jī)械補(bǔ)冷：將回風(fēng)溫度、極端濕球溫度、濕模式效率代入式（1），計算得出tsa=33 ℃。要求送風(fēng)溫度達(dá)到25 ℃，送風(fēng)由33 ℃降溫至25 ℃需由機(jī)械制冷處理，機(jī)械補(bǔ)冷比例χDX=（33.0 ℃-25 ℃）/（38 ℃-25 ℃）×100%=61.5%。

 

　　較高的DX補(bǔ)冷比例會影響IT設(shè)備容量產(chǎn)出（詳見后續(xù)章節(jié)分析）。通過以上分析計算可知，該假定條件下，數(shù)據(jù)中心間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備的運(yùn)行模式切換溫度如表1所示。

　　查閱《中國建筑熱環(huán)境分析專用氣象數(shù)據(jù)集》中北京典型氣象年室外逐時干濕球溫度，可知干球溫度低于16.3 ℃運(yùn)行干模式的時長為5 052 h，干球溫度高于16.3 ℃且濕球溫度低于19.4 ℃運(yùn)行濕模式的時長為1 989 h，濕球溫度高于19.4 ℃運(yùn)行混合模式的時長為1 719 h。結(jié)合各模式運(yùn)行時長與耗電功率，可推算出間接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)年均CLF值在0.095～0.110之間。與典型冷水系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)營年均CLF值0.168（SLA冷通道溫度25 ℃）相比，僅從能耗角度考量，間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)具備較高能效水平，可有效降低數(shù)據(jù)中心年均PUE值。

 

　　1.3、國內(nèi)外數(shù)據(jù)中心間接蒸發(fā)冷卻應(yīng)用案例

　　歐洲、美國等國外地區(qū)的數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目應(yīng)用了較多的間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)，尤其是北歐地區(qū)，呈溫帶海洋性氣候，全年最高干球溫度僅26 ℃左右，較為激進(jìn)的項(xiàng)目甚至取消機(jī)械補(bǔ)冷等措施。國內(nèi)近年來采用間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)的項(xiàng)目以互聯(lián)網(wǎng)或云計算公司自建項(xiàng)目居多。國內(nèi)外數(shù)據(jù)中心間接蒸發(fā)冷卻應(yīng)用案例、設(shè)備廠商，以及換熱芯體型式、材質(zhì)、噴淋方式等匯總見表2。

　　02、數(shù)據(jù)中心間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢

　　2.1、支持快速交付、分期部署

　　數(shù)據(jù)中心服務(wù)于上層業(yè)務(wù)應(yīng)用，當(dāng)某項(xiàng)應(yīng)用存在爆發(fā)性增長時，用戶側(cè)的訴求即為數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施快速建設(shè)與交付，滿足業(yè)務(wù)快速部署和上線需求。間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備作為一種融合自然冷卻、機(jī)械補(bǔ)冷，高度集成控制模式的預(yù)制化產(chǎn)品，可按需設(shè)置、分期部署。既能滿足快速交付需求，也能很好地規(guī)避常規(guī)冷水系統(tǒng)較強(qiáng)的工程屬性，實(shí)現(xiàn)縮短建造、安裝周期等目的。

 

　　2.2、高能效水平

　　前已述及，PUE可作為一種較為直接的評估指標(biāo)來客觀量化數(shù)據(jù)中心能效水平。此外，水利用效率（water usage effectiveness，WUE）可表征為數(shù)據(jù)中心水利用效率的指標(biāo)，其值為數(shù)據(jù)中心內(nèi)所有用水設(shè)備消耗的總水量與所有電子信息設(shè)備消耗的總電能之比。

 

　　間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)的應(yīng)用區(qū)域已逐步從西北、東北等區(qū)域逐步向東南區(qū)域擴(kuò)展，在數(shù)據(jù)機(jī)房送風(fēng)溫度貼近A1級推薦值（classes A1 recommended）上限時，可充分利用自然冷源，相比于傳統(tǒng)水冷系統(tǒng)有明顯的節(jié)電、節(jié)水優(yōu)勢。以北京、上海和深圳某數(shù)據(jù)中心模型為例，間接蒸發(fā)冷卻與傳統(tǒng)水冷方案的PUE與WUE對比數(shù)據(jù)如表3所示。從對比結(jié)果來看，間接蒸發(fā)冷卻方案的CLF值和WUE值均大幅低于傳統(tǒng)水冷系統(tǒng)方案。

　　2.3、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢

　　從全壽命周期考量，經(jīng)過近幾年的快速發(fā)展和行業(yè)項(xiàng)目應(yīng)用落地，國內(nèi)間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備的造價大幅下降，其投資相較于同等配置、冗余條件的傳統(tǒng)水冷系統(tǒng)低20%左右，10年總擁有成本（total cost of ownership，TCO）則低27%左右。

 

　　2.4、降低運(yùn)維難度

　　間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備是高度集成的盒化產(chǎn)品，通過預(yù)置控制邏輯、傳感器等實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、自動模式切換、機(jī)房級設(shè)備群控等，降低對運(yùn)維人員的技術(shù)要求。與傳統(tǒng)水冷系統(tǒng)相比，設(shè)備維護(hù)種類與工時可大幅削減，整體來看對運(yùn)維環(huán)節(jié)是比較有利的。

 

　　03、數(shù)據(jù)中心間接蒸發(fā)冷卻應(yīng)用中

　　面臨的問題與思考

 

　　3.1、設(shè)計維度

　　3.1.1 間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備與外立面耦合問題

　　間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備與數(shù)據(jù)機(jī)房外立面強(qiáng)耦合，對既有建筑適配性難度較大，適合于大平層新建項(xiàng)目，且應(yīng)用于新建多層項(xiàng)目時，設(shè)備二次側(cè)進(jìn)出風(fēng)氣流組織、維護(hù)通道、排風(fēng)管道等需結(jié)合間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備特征進(jìn)行重點(diǎn)考慮，否則極易出現(xiàn)氣流組織短路、產(chǎn)生熱島效應(yīng)等問題。

 

　　此外，因行業(yè)廠商的設(shè)備特征參數(shù)如進(jìn)出風(fēng)口位置與尺寸、設(shè)備質(zhì)量與尺寸差異性極大，在項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計階段，需梳理所有候選設(shè)備廠商的關(guān)鍵性參數(shù)，但很難形成一致性條件使大部分設(shè)備入圍以滿足公開招標(biāo)要求。故設(shè)計方案需綜合考慮不同廠家的設(shè)備參數(shù)，配置合理的混風(fēng)箱或按特定技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)計，待中標(biāo)廠商確定后，以固化的設(shè)備參數(shù)、基礎(chǔ)等提資條件深化圖紙滿足施工要求。

 

　　3.1.2 DX比例高低與IT設(shè)備容量產(chǎn)出關(guān)聯(lián)問題

　　數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目市電容量相對固化，主機(jī)托管（COLO）型數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目IT設(shè)備容量產(chǎn)出的高低直接影響項(xiàng)目收益率，也即低于IT設(shè)備容量產(chǎn)出限制值時經(jīng)濟(jì)性惡化。

 

　　以20 000 kV·A市電容量2N架構(gòu)為例，設(shè)計PUE值為1.395，功率因數(shù)為0.9，IT設(shè)備容量產(chǎn)出為6 450 kW。常規(guī)水冷系統(tǒng)冷源部分性能系數(shù)按5.0、末端水冷精密空調(diào)性能系數(shù)按16.0考慮，則設(shè)計CLF值約為0.34。同等冗余條件下，間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備按單臺制冷量250 kW、EC風(fēng)機(jī)與噴淋泵等功率按42 kW、壓縮機(jī)性能系數(shù)按3.5、輔助用房氟泵空調(diào)性能系數(shù)按4.0考慮，則可推導(dǎo)出間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備DX補(bǔ)冷比例平衡值約為40%。即在市電容量固化的條件下，DX比例高于40%時，則會劣化IT設(shè)備容量產(chǎn)出。

 

　　3.1.3 連續(xù)制冷實(shí)現(xiàn)問題

　　GB 50174—2017附錄A明確A級數(shù)據(jù)中心對連續(xù)制冷時間要求不應(yīng)小于不間斷電源設(shè)備的供電時間，通常柴油發(fā)電機(jī)組作為后備電源時，不間斷電源系統(tǒng)電池供電時間不短于15 min。前已述及，機(jī)械補(bǔ)冷的型式有風(fēng)冷直膨式和水冷盤管式，水冷盤管式需要適配一套冷源系統(tǒng)，通常不予考慮。目前，間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備通常會對室內(nèi)外EC風(fēng)機(jī)、噴淋泵及控制器等分別提供市電和不間斷電源，確保其對應(yīng)部件連續(xù)運(yùn)行。對壓縮機(jī)一般提供兩路電源，而為滿足連續(xù)制冷，是否按壓縮機(jī)容量100%或50%（亦或者不考慮連續(xù)制冷）配置不間斷電源，通常需結(jié)合業(yè)務(wù)需求、SLA溫度條件、DX配電增加成本等因素綜合確定。

 

　　3.1.4 實(shí)現(xiàn)高能效潛在制約因素

　　間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)比較適用于干濕球溫差大、干燥的地區(qū)，且需配合數(shù)據(jù)機(jī)房較高的送/回風(fēng)溫度。當(dāng)送/回風(fēng)溫度趨近于A1級推薦值上限區(qū)或A1級允許值（classes A1 allowable）中下區(qū)時，設(shè)備綜合能效比較高，否則能效數(shù)據(jù)與常規(guī)水冷方案相比優(yōu)勢較難體現(xiàn)。

 

　　3.1.5 換熱芯體材質(zhì)與處理水質(zhì)要求標(biāo)準(zhǔn)差異化問題

　　行業(yè)各廠商設(shè)備采用的芯體材質(zhì)型式存在差異，金屬芯體與高分子芯體對水質(zhì)的要求不同，如表4所示。根據(jù)芯體材質(zhì)，結(jié)合項(xiàng)目所在地原水水質(zhì)選擇合適的水處理方式。通常，金屬芯體對水的硬度和氯化物含量要求較高，需要采用反滲透水；高分子芯體防腐性能好，只對水的硬度有明確要求，需要采用軟化水。因此，在規(guī)劃設(shè)計階段，設(shè)備難以固化，對水質(zhì)的處理工藝流程較難歸一化處理。

　　3.1.6 應(yīng)用于COLO型數(shù)據(jù)中心難度極大

　　規(guī)劃設(shè)計階段建筑布局明確時，每個數(shù)據(jù)機(jī)房的間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備數(shù)量與尺寸也相對固化。此時，數(shù)據(jù)機(jī)房總制冷量與所在地室外氣象參數(shù)和冷熱通道溫度有關(guān)，而關(guān)鍵的影響參數(shù)為一次側(cè)送回風(fēng)溫度。若后續(xù)進(jìn)駐客戶要求SLA溫度明顯低于規(guī)劃設(shè)計工況，容易造成數(shù)據(jù)機(jī)房電力、制冷容量規(guī)劃與實(shí)際使用需求錯位，變相影響商務(wù)成本。

 

　　以1.2節(jié)計算模型為例，以單臺間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備制冷量為基準(zhǔn)，設(shè)備尺寸、壓縮機(jī)配置相對固化時，若送風(fēng)溫度調(diào)低至22 ℃，機(jī)械補(bǔ)冷比例由61.5%提升至77.9%，間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備的制冷能力則減少16%左右。

 

　　因而，以客戶需求為導(dǎo)向的COLO型數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目，在客戶需求未明確時，兼顧數(shù)據(jù)機(jī)房的靈活性、可擴(kuò)展性、彈性等因素，很難主動應(yīng)用間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)方案，故往往以客戶高度定制化項(xiàng)目應(yīng)用居多，這與國內(nèi)間接蒸發(fā)冷卻應(yīng)用案例匯總結(jié)果一致。

 

　　3.2、建造維度

　　在建造環(huán)節(jié)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備配套風(fēng)管與外立面墻體銜接處的密閉性。該處密閉性的優(yōu)劣，不僅影響機(jī)房氣體滅火防護(hù)區(qū)密閉的有效性（數(shù)據(jù)機(jī)房采用預(yù)作用滅火系統(tǒng)時則不受影響），還直接影響機(jī)房的氣密性。若處理不佳，將增加機(jī)房溫濕度、潔凈度控制難度，還存在雨水從外立面進(jìn)入機(jī)房環(huán)境的風(fēng)險。故需在土建建設(shè)時預(yù)留好穿墻風(fēng)管的預(yù)埋件，便于設(shè)備與外墻銜接處密封處理。

 

　　3.3、運(yùn)營維度

　　3.3.1 數(shù)據(jù)機(jī)房氣流組織問題

　　間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備單體制冷量通常在200 kW以上，與水冷型或風(fēng)冷型精密空調(diào)末端相比較大，因而其循環(huán)風(fēng)量也較大，對應(yīng)單體設(shè)備的循環(huán)次數(shù)變大，導(dǎo)致其故障時影響的范圍同步擴(kuò)大，同時機(jī)房溫度場與速度場的變化也更劇烈。

 

　　此外，過渡季室外氣象參數(shù)變化較快，間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備濕模式與混合模式切換時，因壓縮機(jī)的啟停受控制時間、冷量加載速度、油壓等因素影響，再疊加較高換氣次數(shù)，間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備送風(fēng)溫度波動明顯。機(jī)柜服務(wù)器端進(jìn)風(fēng)溫度同步變化，進(jìn)風(fēng)溫度高低影響服務(wù)器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，進(jìn)而機(jī)房速度場也產(chǎn)生波動。

 

　　3.3.2 芯體維護(hù)與結(jié)垢等問題

　　間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備換熱芯體結(jié)垢主要?dú)w因于水質(zhì)、芯體材料和運(yùn)行環(huán)境等方面。

 

　　水盤內(nèi)循環(huán)水在噴淋過程中不斷蒸發(fā)濃縮，濃縮倍數(shù)的增大使得換熱芯體濕通道側(cè)壁上微溶性碳酸鹽類水垢附著概率增大，因而補(bǔ)充水質(zhì)處理工藝及循環(huán)水電導(dǎo)率、pH值等指標(biāo)的控制至關(guān)重要，勿壓減成本多機(jī)共用傳感器，應(yīng)一機(jī)專用。

 

　　換熱芯體材料的表面能、粗糙度、親水性等方面對結(jié)垢有著重要影響。表面能越大，濕通道側(cè)壁面與水垢親和力越大，水垢穩(wěn)定性越強(qiáng)；粗糙度越大，越容易結(jié)垢；濕通道側(cè)壁換熱材料親水性越差，越容易結(jié)垢。

 

　　間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備二次側(cè)循環(huán)水與大氣直接接觸，而室外新風(fēng)中的粉塵、灰塵等固體顆粒物易導(dǎo)致水盤產(chǎn)生黏泥或微生物聚集，高濃縮倍數(shù)循環(huán)水進(jìn)而導(dǎo)致芯體結(jié)垢，影響換熱效率。芯體的清洗維護(hù)操作難度極大。

 

　　3.3.3 室外極寒條件下芯體結(jié)露問題

　　數(shù)據(jù)機(jī)房低負(fù)荷疊加極寒室外氣象條件時，冷備間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備換熱芯體一次側(cè)內(nèi)部通道容易結(jié)露/冰，劣化數(shù)據(jù)機(jī)房內(nèi)濕度條件。換熱芯體二次側(cè)的通道側(cè)壁與一次側(cè)較高溫度空氣接觸，存在結(jié)露/冰的可能，進(jìn)而間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備冷凝排水路徑存在結(jié)冰的可能。間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備一次側(cè)回風(fēng)路徑上存在內(nèi)壁結(jié)冰的可能，設(shè)備殼體鈑金拼接處存在冷橋，保溫性能差時同樣會結(jié)冰。間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備芯體存在質(zhì)量問題時，不僅影響氣密性，導(dǎo)致漏風(fēng)，更易導(dǎo)致一次側(cè)回風(fēng)的冷凝水在低處聚集，進(jìn)而通過漏點(diǎn)流至室外二次側(cè)的設(shè)備水盤而結(jié)冰。

 

　　3.3.4 間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備二次側(cè)進(jìn)風(fēng)路徑清理問題

　　春季時楊柳絮等頻發(fā)，間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備二次側(cè)進(jìn)風(fēng)路徑粗效過濾網(wǎng)極易被堵塞，維護(hù)工作量大且易導(dǎo)致設(shè)備噴淋側(cè)頻繁故障報警。需考慮設(shè)置降低維護(hù)難度的電動清掃措施。

 

　　3.3.5 間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備邏輯優(yōu)化問題

　　間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備的模式切換與節(jié)能控制邏輯通常由廠家預(yù)置，但運(yùn)營應(yīng)用階段，需結(jié)合數(shù)據(jù)機(jī)房負(fù)載、環(huán)境條件等因素調(diào)節(jié)比例、積分、微分的預(yù)設(shè)參數(shù)，以匹配調(diào)優(yōu)送風(fēng)溫度與室外環(huán)境擾動的調(diào)整響應(yīng)速度、震蕩等問題。但隨著間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備硬件的差距越來越小，硬件節(jié)能空間有限，因此借助AI智能算法，實(shí)現(xiàn)間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備與上層服務(wù)器進(jìn)風(fēng)溫度聯(lián)動按需制冷，結(jié)合配置、環(huán)境擾動等關(guān)聯(lián)因子實(shí)時動態(tài)調(diào)節(jié)間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備間協(xié)同、模式尋優(yōu)等智能控制策略是未來發(fā)展趨勢。

 

　　3.3.6 設(shè)備供應(yīng)商平均修復(fù)時間管理問題

　　間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備對運(yùn)維人員技術(shù)能力要求降低，但反而增強(qiáng)了對設(shè)備供應(yīng)商的依賴，平均修復(fù)時間（mean time to repair，MTTR）等管理難度加大，且項(xiàng)目通常選址于二、三線城市，往往需要設(shè)備供應(yīng)商派維護(hù)人員駐場解決設(shè)備突發(fā)故障問題。

 

　　05、結(jié)語

　　間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)以支持快速交付、分期部署、高能效水平、TCO低等優(yōu)勢特點(diǎn)，在國內(nèi)外數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目中得到較多地應(yīng)用。但應(yīng)用過程中，仍需面對間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備與建筑外立面適配耦合、DX補(bǔ)冷比例高低與IT設(shè)備容量產(chǎn)出強(qiáng)相關(guān)、連續(xù)制冷實(shí)現(xiàn)、換熱芯體結(jié)垢和結(jié)露、水質(zhì)處理、間接蒸發(fā)冷卻設(shè)備邏輯優(yōu)化等設(shè)計、建造、運(yùn)營維度的諸多問題與挑戰(zhàn)。技術(shù)本身存在多面性，從不同角度考量，結(jié)合多方需求進(jìn)行評估，在合適的環(huán)境條件下選擇適合的技術(shù)路線才是最佳的。