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数据中心制冷系统设计知识

1风冷DX空调系统

风冷DX空调系统主要是通过风冷DX精密空调对数据中心进行制冷，

其主要特点是设备构成简单、部署灵活，能够满足低功率的制冷需求。风

冷DX空调的蒸发器在数据中心机房室内，为服务器和网络机柜提供冷量；

冷凝器放置于室外，与环境空气进行换热。冷凝器形式较为多样化，可与

采用一对一，也可采用集中布置方式。

2水冷冷水机组系统

水冷冷水机组系统主要构成包括水冷冷水机组、冷冻水泵、水冷型末

端精密空调、室内风机、冷却水泵、冷却塔、板式换热器，其主要特点是

系统较为复杂、设备种类多、需要部署集中式冷站。水冷冷水机组系统利

用水冷冷水机组或者板式换热器制取冷冻水，冷冻水通过末端水冷型精密

空调给机房散热。

根据制取冷冻水方式的不同可分为三种工作模式：完全机械制冷、部

分自然冷却以及完全自然冷却。完全机械制冷模式完全依靠冷水机组制取

冷冻水，一般在夏季开启。如果经过板换后的冷冻水出水温度不能低于供

水温度的要求，则需要打开机械压缩制冷机进一步给冷冻水降温，相当于

利用了部分自然冷源，这就是部分自然冷却模式，一般在春秋等过渡季时

开启。如果经过板换后的冷冻水出水温度达到供水温度要求，则需要完全

打开机械压缩制冷机给冷冻水降温，全部利用室外自由冷源，这就是完全

自然冷却模式，一般在冬季低温节开启。

3蒸发冷却系统

蒸发冷却技术是利用水蒸发冷却原理，采用直接蒸发或者间接蒸发的

方式获得冷风的技术，可以分为直接蒸发冷却技术和间接蒸发冷却技术。

直接蒸发冷却系统是（AHU）是指空气与雾化的水直接接触，由于水

的蒸发，空气和水的温度都降低，而空气的含湿量有所增加，将降温后的

冷空气直接引入数据中心对服务器和网络机柜进行冷却。直接蒸发冷却系

统具有风量大、温差小，冬季加湿效果好等优点，但是该技术也有一定的

局限性，在露点较低的地区使用该技术会带来不必要的除湿费用，而且对

室外空气的直接引入也会导致室内湿度分布不均匀以及细颗粒物和污染物

带入等问题，需采用过滤器对新风进行过滤，因此在使用该技术时，必须

充分考虑当地的空气质量以及气候条件等因素。直接蒸发冷却技术已经在

一些地区得到了应用，并取得很好的效果。

间接蒸发冷却是指将直接蒸发冷却得到的湿空气或循环水的冷量通过

非直接接触式换热器传递给待处理的空气，实现空气的等湿降温。间接蒸

发冷却是通过各种类型换热器来实现的，其主要类型有管束式、板式、热

管式等形式。

间接蒸发冷却技术具有效率高、安全性好、不易堵塞等优点。

4新型氟泵系统

新型氟泵系统结合了间接蒸发、风冷、氟泵、热管（冷媒自身的相变

功能）的各自优势，通过不同的送风方式对数据中心进行制冷，其主要特

点是设备构成简单，部署相对灵活，能够满足中高功率的制冷需求及中大

规模数据中心的需求。新型氟泵系统可以是户外一体机、一拖一、一拖多

等多种型式，在自然冷季节，可完全启动重力热管方式进行制冷。

5液冷系统

现在的机架功率和单机架功率密度都在不断增长，传统的服务器风冷

散热方案已经不能满足散热需要，先进的液冷技术开始在各个数据中心进

行广泛应用。

液冷技术可以将数据中心的空气用液体进行替代，在替代过程就可以

将各个发热器件运行中所产生的热量带走等。目前液冷技术主要分为冷板

式、浸没式和喷淋式三种。其中，浸没式和喷淋式液冷等为接触式液冷，

冷板式液冷为非接触式液冷。冷板式液冷技术可以不直接接触冷却对象就

将热量带走，该技术是通过高效热传导部件来对热量进行发散；浸没式液

冷技术属于直接冷却技术，该技术使用的冷却液能够隔绝元器件产生的电

气，通过和发热器件进行直接接触就可以带走热量；喷淋式液冷技术通过

改造IT设备，部署适量的喷淋器件，在设备运行中，可以针对热量过高的

器件进行冷却。

液冷技术具有制冷能效高、节约水资源和机房空间的优势，因此，有

条件的数据中心开始应用液冷技术进行降温。应用液冷技术进行降温，不

再需要配置风扇、空调末端和冷冻机组，也不需要安装架空地板和冷热通

道设施，和传统的制冷技术相比，液冷技术不需要占据很大的机房空间，

可以将节省的机房空间用来布置更多的IT设备，从而提高了企业的经济收

益。

此外，液冷技术突破了气候条件和地域的限制，可以在全国任何地区

进行应用，即使是华南、华东等温度高的地区也可以应用