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冷冻水系统机房专用空调系统图

2.2.1可靠性：如果将冷冻主机部分设计为单机系统，或管路系统设计为单管路，将存在严重的单点瓶颈，一旦冷冻主机故障或管路故障，整个系统将瘫痪，因此如果该系统采用冷冻水冷却方式，必须采用主机备份和双管路系统来解决，要求冷冻主机系统、冷却水系统、泵系统采用N+X备份，确保任意系统发生故障，整个系统正常提供冷冻水。如项目采用冷冻水主设备冗余、管路系统采用双环管网等设计，在任意管路或主器件出现问题，仍能不影响绝大部分的机组运行。 

　　 

精密空调漏水隐患：冷冻水冷却方式隐患较大，问题在大型冷冻水管进入机房，就存在水浸机房的风险，一旦进入机房的主管路发生问题，由于水量大，很难通过防水坝以及排水孔排除漏水。这就需要设计有漏水报警与联动系统（例如在发生漏水时，立即判断并自动关闭相应段的水阀），并需要在系统运行的每个月进行检查，避免出现即使漏水告警系统发出信号，但电动水阀也无法关闭的问题。若主管路发生漏水将带来灾难性影响。 

　　 

精密空调能效比：冷冻水冷却方式中，大型冷冻主机的压缩机能效比高于机房空调压缩机，但是整个冷冻水的耗电包括压缩机、冷冻水泵、冷却水系统、末端冷冻水机组的总耗电，这样，针对整个空调系统的能效比约在2.5～3.5。而综合效率取决于冷冻主机的效率，总冷量为4500KW的系统冷冻水主机能效比取国标二级能效5.6，按5000平方米机房计算，并考虑冷冻主机水泵冷却塔能无极调节变频时，总能效比显示出优势。当然，可以设计在冬季利用自然冷源，进一步提高全年能效比。 

 

精密空调可扩容性：冷冻水冷却方式的管路系统和主机系统，都需要提前规划设计，例如否则后期扩容难度大。冷冻主机系统可按N+X方式逐一设计，但管路系统无法逐一设计，必须根据终期容量进行统一设计，否则后期无法更改，这样就会带来很多问题，例如：前期管路设计与冷冻主机设计很难匹配运行的问题等，同时也会影响前期运行的效率。因此需要在设计中充分考虑。 

　　 

精密空调灵活性：冷冻水冷却方式的主管路系统需要提前安装到位，制冷主机可分期实施，末端管路系统因主管系统限制，调整余地少，水路平衡和互相干扰大，因此对设计要求很高，分期建设难度很大，很难在不同建设时期保证系统都运行在最佳状态。 

　　 

精密空调对建筑外部条件的要求：这一点是冷冻水冷却方式的优势，其冷冻主机和冷却塔可以集中布置，占地面积少。但不足在于，如果冷冻主机系统或其冷却塔设计在屋面，则对承重要求高。如设计在地下室，需要进行好降噪工作等。本项目规模下冷冻水主机一般设计在地下室，按2+1备份，2600kW/台考虑，并考虑配电、泵、控制装置、水处理装置、管路，需要约300～400平方米。冷却塔一般设计在楼顶或户外地面，选择按3台2+1备份考虑，占地约100平方米。 

　　 

针对5000平米机房，与风冷冷却方式比较，冷冻水冷却方式投资较高。包括冷冻主机、冷却塔、管路、末端冷冻水机房专用空调等系统，应设计有冷冻主机水泵冷却塔能无极调节变频系统等，另外北京地区必须考虑冷却水防冻问题，因此将进一步增加成本。如为高可用性要求机房，为考虑安全性，设计为双盘管冷冻水系统，也就是说冷冻水机房专用空调同时设计有两套盘管，并有两路进水、两路排水，正常运行时一路供回水系统和一套盘管工作，另一路处于备用，任意路系统无法正常供水，系统将自动切换到另一套盘管。此方案将进一步保障系统的安全性，但同时也将增加投资。 

　　 

精密空调可维护管理：冷冻水冷却方式需要高水平的运行与维护队伍，需要时时检测水管路系统的压力、水温，检查冷冻主机、冷却塔、泵的运行状态，实验关键电动水阀以及漏水检测元件的有效性，因此必须建设有高水平的运行维护队伍，对人员素质要求较高，投入运维方面的人员开支等远高于风冷系统。 

　　 

精密空调系统的适应性：冷冻水冷却方式适应管路较长（水泵扬程范围内）。目前国内选择冷冻水冷却方案，一般有两种情况：情况一：应用冷冻水空调的投资收益率适合的超大机房；情况二、无法设计风冷室外冷凝器场地的机房。 

　　 

精密空调设计要求：如为高可用性要求，必须考虑冷冻主机的备份问题、双管路设计、双盘管冷冻水空调末端设计，冷冻主机水泵冷却塔能无极调节变频设计等，关键设计包括可点水压的平衡性，末端水流量、压降的合理性等等，因此对设计的要求非常高。综合说明：优点（适合管路长，高度，建筑外立面考虑美观）与缺点都非常明显，系统的高效性与系统的可扩容性、系统的可分期实施性、系统的灵活性形成了不可调和的矛盾。 

 

 

用风冷直接蒸发式冷却塔，优势是冬季节能明显，缺点是价格较高，夏季使用效率较低。另外，如果设计为相对高的进出水温度，例如：不是设计为传统的7℃进水，12℃回水（此时制冷终端冷冻水机房专用空调的显热比在80%左右），而是设计为10℃进水，16℃回水，将提高制冷终端冷冻水机房专用空调的显热比，甚至达到100%，这样，将减少因低显热比的除湿与加湿能耗，进一步实现节能，但代价是将设计有更多数量的制冷终端冷冻水机房专用空调，这种方法已经在国内最新的一些项目中应用。 

该系统由：室内冷冻水机房空调、冷冻水供回水管路、冷冻水水泵、冷冻水机组、冷却水塔、冷却水供回水管路、冷却水泵等部分组成。