淮海大数据中心制冷模式探讨

淮海大数据中心制冷模式探讨

丁宁闫翰

江苏华美热电有限公司江苏徐州221000

摘要：本文通过介绍淮海大数据中心建设情况，分析了淮海大数据中心较之传统数据中心的优势所在。淮海大数据中心通过与江苏华美热电有限公司的有机结合，充分利用了电厂汽轮机排放的蒸汽，采用溴化锂蒸汽制冷技术，不但提高了数据中心业务的可靠性、连续性，也降低了数据中心运营成本，其建设和运行模式为数据中心行业发展树立了新的标杆，开启了全新的产业模式。

关键词：数据中心建设模式电厂蒸汽

1中心简介

淮海大数据中心项目是徐州市委市政府落实省委省政府与华为公司全面战略合作的重要举措，也是响应徐州打造淮海经济区中心城市、开展政务云、智慧城市建设的合作载体。该项目由江苏华美热电公司投资建设，充分利用江苏华美热电有限公司电力、热力和存量土地资源优势，致力于打造一个布局合理、功能齐全，在淮海经济区有较大影响力的大数据产业园基地。主要为徐州市智慧城市建设及淮海经济区发展提供数据存储、灾备、计算、分析等信息化服务。

淮海大数据中心项目规划四期，目前建成的一期项目总投资约5亿元，建筑面积4万m2，可容纳3252机柜，建设标准T3+标准，已通过中国质量认证中心（CQC）增强级（GB50174A级）认证，为全国第31家通过该认证的数据中心。

淮海大数据中心在建设过程中，不断对其特有的制冷模式模式进行探索，开创了数据中心新的产业模式。

2制冷模式对比

传统数据中心制冷系统主要由N+1台电离心机产生冷水，经水泵送至精密空调为机房制冷。淮海大数据中心制冷系统由2N台制冷机组构成。其中3台溴化锂制冷机组作为常规使用机组，3台电离心机组作为备用机组。当蒸汽来源产生故障，或者溴化锂机组出现故障时，电制冷机组作为备用投入运行，满足数据中心制冷需求。淮海大数据中心通过利用华美热电有限公司丰富的蒸汽资源和高品质水资源，达到保证数据中心的安全、稳定和经济运行的要求。

2.1溴化锂冷冻机组运行的优点。

（1）溴化锂制冷机组的工作原理

溴化锂吸收式制冷机主要由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、换热器、循环泵等构成。在制冷循环中，水作为制冷剂，溴化锂作为吸收剂。

因为溴化锂的水溶液沸点较高，非常难以挥发，所以通常认为溴化锂饱和溶液液面上的蒸汽为纯水蒸气。在溴化锂制冷机组运行过程中，当溴化锂溶液因为受到发生器内加热蒸汽的加热后，当溴化锂溶液中的水不断汽化；随着水的汽化过程，发生器内溴化锂水溶液浓度持续升高，并进入吸收器；进入冷凝器的水蒸气，被冷凝器内的冷却水降温后凝结，形成液态水，其具备高压低温的特性；当冷凝器内的水通过节流阀进入蒸气发生器时，迅速膨胀并且汽化，整个汽化过程中大量吸收蒸发器内冷媒水的热量，从而实现降温制冷的目的；同时，低温水蒸气进入吸收器，被溴化锂水溶液吸收，使得溶液浓度随着吸收量增加而逐步降低，再经由循环泵送回发生器，形成完成整个循环过程。

（2）溴化锂制冷机组的制冷机组优点

1、利用蒸汽做为动力，降低了运行成本；

2、震动小，少噪音；

3、以水为制冷剂获得容易、安全性高，有利于满足环保的要求；

4、制冷机在真空状态下运行，无高压爆炸危险，安全可靠；

5、制冷量调节范围广（能在10%-100%范围内无级调节制冷量）；

6、对外界条件变化的适应性强，可在一定的热媒水进口温度、冷媒水出口温度和冷却水温度范围内稳定运转。

3.2水资源优势

传统数据中心的水源由市政水提供，不但使用量受到制约，水的质量也存在隐患。为了保证换热系统高效运行，必须控制水的硬度，碱度，悬浮固体，氯离子等参数，以免在管道内形成生物膜和腐蚀。传统数据中心一般采用加药装置来进行水处理。淮海大数据中心的水源由江苏华美热电有限公司提供。水源采用送锅炉燃烧使用除盐水，水的品质远高于市政水。水源在数据中心循环使用后的排污，经过管道送回去电厂的水处理系统，形成循环达到节能降耗。

除此之外，数据中心定期取水样，送至电厂专业化验室化验，对水质进行监控，从而达到水的品质保证。

3.3淮海大数据中心制冷模式的经济性分析

3.3.1直接成本分析（与离心机组对比）

以淮海大数据中心规模为例，常规电制冷方案与溴化锂机组制冷方案，进行对比分析。

常规电制冷方案：规划4台（3+1）2000冷吨电制冷离心式冷水机组；对应4台（3+1）冷冻水泵，UPS保障；4台（3+1）冷却水泵，布置在制冷站一层制冷机房；4台（3+1）低噪声开式冷却塔设在制冷站屋面。

溴化锂制冷方案：规划2台2000冷吨蒸汽双效溴化锂机组，同时备份2台2000冷吨电制冷离心式冷水机组；对应4台（2+2）冷冻水泵，UPS保障；4台（2+2）冷却水泵，布置在制冷站一层制冷机房；4台低噪声开式冷却塔设在制冷站屋面。

数据中心制冷系统成本主要由采购成本和运维成本两部分构成。

（1）采购成本分析

表4从采购成本对两种方案进行了对比

3.3.2间接成本分析（对发电机组的影响，提供发电机组的效率）

数据中心制冷运行模式分为：夏季模式、过渡季模式和冬季模式。因为冬季模式下经过板换进行自然冷却，无需启动制冷机组，所以制冷机组只在夏季和过渡季模式下启动。考虑到徐州地区气候特点，过渡季较短，一年当中冷机启动时间达到7个月左右。在冷机需要启动的月份里，江苏华美热电有限公司因不需承担为徐州市居民供热任务，供暖量减少，恰好与数据中心制冷机组用汽形成错峰用汽，达到互补效果，从而提高锅炉的使用率。根据统计，三台溴化锂机组满载运行每小时需20吨蒸汽。该蒸汽量可以使锅炉降低0.9%-1.2%供电标煤耗，按照月发电量2亿度计算，可以节省费用20万元。

淮海大数据中心远期规划四期建设，届时用汽量将会极大提供华美热电有限公司的锅炉效率，达到可观的经济效益。

4结论

在各地加大数据中心建设，各种数据中心建设新技术、新模式不断涌现的当下，淮海大数据中心以其独有的模式，保障了数据中心业务连续性，降低了运营成本，其建设和运行模式为数据中心行业发展树立了新的标杆，开启了全新的产业模式，值得推广。

参考文献

【1】梁贵毅，谢敏高压柴油发电机组在数据中心基地的设计与分析《四川省通信学会2013年学术年会论文集》2013年期

【2】钱大勋，夏林，廖述龙高压柴油发电机中性点接地方式研究《现代建筑电气》No.10Vol62015