當(dāng)下，云計(jì)算大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵和核心，隨之而來的是數(shù)據(jù)中心的建設(shè)與投產(chǎn)日益增多?？照{(diào)系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)中心的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其系統(tǒng)運(yùn)行的好壞對(duì)數(shù)據(jù)中心的安全運(yùn)行與能耗節(jié)約起著至關(guān)重要的作用。目前，數(shù)據(jù)中心的空調(diào)系統(tǒng)主要分為水冷系統(tǒng)、風(fēng)冷系統(tǒng)以及新風(fēng)系統(tǒng)，綜合效率、能耗、投資等方面進(jìn)行對(duì)比，特別對(duì)于北方嚴(yán)寒地區(qū)而言，水冷系統(tǒng)是最優(yōu)選擇。但水冷系統(tǒng)也存在一個(gè)很大的缺點(diǎn)，即水質(zhì)污染導(dǎo)致設(shè)備結(jié)垢、腐蝕，尤其是在內(nèi)蒙地區(qū)， 水質(zhì)偏硬鈣鎂離子含量超標(biāo)，水堿嚴(yán)重余氯問題難以解決。故對(duì)于數(shù)據(jù)中心的水處理問題，必須要采取有效合理的治理方案。

1、為什么要進(jìn)行水處理

數(shù)據(jù)中心空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)主要包括冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)，冷凍水系統(tǒng)負(fù)責(zé)在制冷源與機(jī)房負(fù)荷之間進(jìn)行熱交換， 一般為密閉式循環(huán)體系。而冷卻水系統(tǒng)則負(fù)責(zé)在制冷源內(nèi)與冷凍水進(jìn)行熱交換，并將熱量傳遞至冷卻塔進(jìn)行室外散熱，一般多為敞開式循環(huán)系統(tǒng)。雖然空調(diào)水系統(tǒng)的這兩個(gè)部分各有特點(diǎn)， 但它們均是以水作為介質(zhì)來傳遞熱量的。自然界中我們所能接觸到的水包括自來水的水質(zhì)多為含有溶解了多數(shù)鹽類的水，水質(zhì)多表現(xiàn)為不穩(wěn)定的狀態(tài)。在外界條件改變時(shí)（溫度、流速），就會(huì)發(fā)生結(jié)垢、腐蝕、生物粘泥等現(xiàn)象，如不采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段進(jìn)行水處理，就會(huì)引起管道堵塞、腐蝕泄漏、效率降低等一系列問題，影響整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的正常工作。如表1所示，某云計(jì)算內(nèi)蒙古信息園A3數(shù)據(jù)中心2＃冷卻水系統(tǒng)水處理工作實(shí)施前的水質(zhì)測(cè)試數(shù)據(jù)。

綜合上述測(cè)試數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，該數(shù)據(jù)中心冷卻水的PH值、電導(dǎo)率、總硬度、總堿度均不符合控制指標(biāo)， 并且循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)較高，導(dǎo)致堿度較高，會(huì)進(jìn)一步增加系統(tǒng)結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)。

2、敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)存在的問題及危害

2.1 水垢的危害

眾所周知，冷卻水補(bǔ)水直接來自市政提供的自來水，加上室外空氣中的塵土，以及冷卻塔的蒸發(fā)散熱系統(tǒng)，使得系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)水中的雜質(zhì)越來越濃。如果循環(huán)冷卻水系統(tǒng)未進(jìn)行合適的水處理和合理的排污，水中的鈣、鐵離子在受熱情況下產(chǎn)生碳酸鈣、碳酸鎂等水垢，沉積在管道、冷機(jī)冷凝器、板換、砂濾布水器以及冷卻塔換熱填料表面上， 如圖1所示。管道中的水垢增大管線的阻力，導(dǎo)致循環(huán)水量減少或支管的阻塞，而冷機(jī)冷凝器、 板換及冷卻塔換熱填料表面上的結(jié)垢使熱交換效率大大降低，進(jìn)而導(dǎo)致制冷能耗大幅增加。

2.2 腐蝕的危害

敞開式循環(huán)水中含有大量的氣體，如氧氣、二氧化碳、二氧化硫等，這些氣體溶解在水中，對(duì)金屬都有腐蝕作用，這是引起腐蝕的主要原因。如果循環(huán)冷卻水系統(tǒng)未進(jìn)行合適的水處理，金屬腐蝕將大大減短設(shè)備使用壽命。

2.3微生物的危害

冷卻水循環(huán)水水溫及高含氧量，特別適宜微生物的滋生。微生物的大量滋生，會(huì)產(chǎn)生一種膠狀、粘性或粘泥狀的附著力強(qiáng)的沉積物，它們覆蓋在金屬表面上降低傳熱效率，嚴(yán)重的會(huì)以塊狀形式進(jìn)入系統(tǒng)中堵塞管道。

3、敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)正確的水處理方式

數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)為全年不間斷運(yùn)行系統(tǒng)， 系統(tǒng)調(diào)試驗(yàn)收、投入正常運(yùn)行后，冷卻水循環(huán)系統(tǒng)必須采取合適的、持續(xù)的化學(xué)加藥水處理和合理的排污， 以保證合格的冷卻水循環(huán)水水質(zhì)條件，任何形式的物理處理方式均只能作為輔助處理設(shè)施。

通常的化學(xué)水處理藥劑為緩蝕阻垢、殺菌滅藻復(fù)合藥劑。正確的加藥方式為通過穩(wěn)定可靠的自動(dòng)控制加藥系統(tǒng)往冷卻水循環(huán)管道中適時(shí)適量加注各藥劑，并自動(dòng)合理排污，以保證循環(huán)水的水質(zhì)合格。因補(bǔ)水水質(zhì)、 制冷負(fù)荷及外界氣候條件不是一成不變的，定期地（一般間隔時(shí)間為2周）對(duì)循環(huán)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)循環(huán)水水質(zhì)指標(biāo)適時(shí)調(diào)整加藥、排污方案，是持續(xù)做好水處理工作的必要手段。如果發(fā)現(xiàn)補(bǔ)水水源或水質(zhì)發(fā)生明顯變化，則必須盡快檢測(cè)補(bǔ)水和循環(huán)水水質(zhì)指標(biāo)，并盡快調(diào)整加藥、排污方案。如表2所示，某云計(jì)算內(nèi)蒙古信息園A3數(shù)據(jù)中心2＃冷卻水系統(tǒng)在實(shí)施水處理工作后的測(cè)試數(shù)據(jù)。對(duì)比表1各項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目的控制標(biāo)準(zhǔn)，該數(shù)據(jù)中心2#冷卻水的水質(zhì)檢測(cè)的各項(xiàng) 數(shù)據(jù)基本達(dá)到了控制標(biāo)準(zhǔn)， 機(jī)組小溫差也保持住了沒有上漲。

過去傳統(tǒng)的定時(shí)、定量加藥，以及往冷卻塔水盤中直接加藥的方式都是不正確或者說不完美的加藥方式， 不適用于大型數(shù)據(jù)中心的水處理系統(tǒng)。另外， 選擇性能良好的自動(dòng)加藥設(shè)備，技術(shù)實(shí)力強(qiáng)、服務(wù)意識(shí)強(qiáng)的水處理服務(wù)團(tuán)隊(duì)也是做好水處理的必要條件。片面地追求低成本水處理藥劑， 或者重藥劑輕服務(wù)都是水處理工作的誤區(qū)。

4、敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水處理效益分析

4.1 節(jié)能分析

在大型數(shù)據(jù)中心冷水機(jī)組＋板換＋開式冷卻塔組合的空調(diào)制冷系統(tǒng)中， 冷卻水循環(huán)水系統(tǒng)的水處理節(jié)能主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

4.1.1 水冷機(jī)組冷凝器能耗分析

水冷機(jī)組的冷疑器作為冷卻水與機(jī)組制冷劑熱交換的場(chǎng)所， 其受水質(zhì)污染導(dǎo)致的結(jié)垢腐蝕問題尤為突出。正常冷凝器運(yùn)行小溫差一般為2℃左右， 一旦冷凝器開始結(jié)垢，小溫差經(jīng)常能達(dá)到4-5℃、甚至6-8℃，嚴(yán)重的導(dǎo)致冷機(jī)超溫超壓報(bào)警停機(jī)。眾所周知，冷機(jī)冷凝器小溫差每上升l℃，冷機(jī)效率將會(huì)下降2-3%，也就是說冷機(jī)能耗增加2-3%。按小溫差平均升高2℃計(jì)算，冷機(jī)能耗增加5%以上。

4.1.2冷卻塔能耗分析

保持冷卻塔換熱填料干凈， 冷卻水供水溫度保持合理低溫。眾所周知， 冷機(jī)冷卻水入口溫度在正常情況下， 每升高1℃，冷機(jī)效率下降2-3%，也就是說冷機(jī)能耗增加2-3%；如果冷卻水水處理沒做好， 冷卻塔供水溫度按平均升高2℃計(jì)算，冷機(jī)能耗又增加5%以上。

4.1.3制冷模式能耗分析

在內(nèi)蒙地區(qū)當(dāng)室外環(huán)境溫度達(dá)到一定條件時(shí)， 水冷系統(tǒng)可切換為冷卻塔＋板換免費(fèi)制冷運(yùn)行（Free-cooling）或部分免費(fèi)制冷運(yùn)行模式， 從而使冷機(jī)停止運(yùn)行或者低負(fù)荷運(yùn)行。如果冷卻水水處理沒做好， 冷卻塔換熱填料結(jié)垢導(dǎo)致冷卻水供水溫度升高， 以及板換表面結(jié)垢導(dǎo)致冷卻水與冷凍水換熱溫差升高，這兩方面都會(huì)縮短免費(fèi)制冷時(shí)間，在原本可以免費(fèi)制冷的時(shí)段，因?yàn)槔鋮s塔和板換的結(jié)垢而必須開啟冷機(jī)運(yùn)行。

綜合以上三方面， 以某云計(jì)算內(nèi)蒙古信息園運(yùn)行實(shí)例， 一套1200RT的制冷系統(tǒng)，在板換不運(yùn)行季節(jié)，冷機(jī)運(yùn)行每天電耗約10000KWh。前2種節(jié)能因素，冷機(jī)降耗每天1000KWh，按冷機(jī)每年正常運(yùn)行7個(gè)月計(jì)算， 前2種節(jié)能因素帶給冷機(jī)降耗約20萬KWh。第3種節(jié)能因素， 好的水處理與不好的水處理， 全年可能導(dǎo)致免費(fèi)制冷運(yùn)行時(shí)間相差30天以上， 導(dǎo)致冷機(jī)能耗相差約30萬KWh。綜合三種節(jié)能因素，全年能耗可降低50萬KWh 以上，節(jié)能效益十分顯著。

4.2 降低機(jī)組故障率，減少維修費(fèi)用

沒有實(shí)時(shí)做好水處理，就會(huì)使得冷機(jī)、板換、冷卻塔及管道囤積大量的水垢、設(shè)備被銹蝕、產(chǎn)生很多的污染，由此使得制冷系統(tǒng)在不正常的狀態(tài)下運(yùn)行， 從而容易使得系統(tǒng)出現(xiàn)故障，增加維修工作及維修費(fèi)用。

4.3延長(zhǎng)系統(tǒng)使用壽命，降低設(shè)備折舊率

沒有實(shí)時(shí)做好水處理，就會(huì)使得冷機(jī)、板換、冷卻塔及管道固積大量的水垢、設(shè)備被銹蝕，產(chǎn)生系統(tǒng)故障， 頻繁地清理水垢或處理腐蝕，必將影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行壽命，設(shè)備實(shí)際折 舊率相應(yīng)提高。

5、結(jié)語

綜上所述， 數(shù)據(jù)中心空調(diào)敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)經(jīng)合適的水處理后，可以大幅提高制冷效率，降低能耗，延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命，降低系統(tǒng)故障的發(fā)生率，減少維修費(fèi)用，從而能保證數(shù)據(jù)中心的安全高效的運(yùn)行。因此， 對(duì)數(shù)據(jù)中心空調(diào)敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)乃幚硎欠浅Ｖ匾捅匾摹?/p>

本文標(biāo)題：數(shù)據(jù)中心空調(diào)開式冷卻水循環(huán)系統(tǒng)問題危害及水處理分析

本文鏈接：http://www.yangziriver.cn/faq3/683.html
[版權(quán)聲明]除非特別標(biāo)注，否則均為本站原創(chuàng)文章，轉(zhuǎn)載時(shí)請(qǐng)以鏈接形式注明文章出處。