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單一水源誤區(qū)——冷卻系統(tǒng)補(bǔ)水的技術(shù)探討

發(fā)布時(shí)間:2018-05-18 08:57:10   點(diǎn)擊:
對(duì)于T4高等級(jí)數(shù)據(jù)中心機(jī)房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),從設(shè)計(jì)理念上,要求數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)采用2N獨(dú)立冷源的形式(T4標(biāo)準(zhǔn)要求采用兩路獨(dú)立供電電源,雙路獨(dú)
對(duì)于機(jī)房精密空調(diào)T4高等級(jí)數(shù)據(jù)中心機(jī)房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),從設(shè)計(jì)理念上,要求數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)采用2N獨(dú)立冷源的形式(T4標(biāo)準(zhǔn)要求采用兩路獨(dú)立供電電源,雙路獨(dú)立冷源完全在線運(yùn)行)。但相當(dāng)一部分IDC由于受到場地限制,很難做到獨(dú)立兩路供水廠供水,這樣,有些T4數(shù)據(jù)中心盡管在配電上有兩路輸入供電,另加發(fā)電機(jī)和UPS,達(dá)到四路供電,但水源方面卻成為瓶頸,造成一些偽T4的數(shù)據(jù)中心,給整體系統(tǒng)可靠性帶來危害。在歐洲,由于水源單一問題,已經(jīng)造成相當(dāng)部分?jǐn)?shù)據(jù)中心缺少而導(dǎo)致空調(diào)當(dāng)機(jī),整體機(jī)房在5分鐘內(nèi)溫度高達(dá)60度以上。對(duì)高等級(jí)數(shù)據(jù)中心而言,可靠性是第一位的,我們不贊成單路供水或修建蓄水池(管路和閥門同樣存在單點(diǎn)故障),在歐洲,我們鼓勵(lì)大型IDC修建在水源充足的地區(qū),如利用自然湖泊作為應(yīng)急。我們欣喜看到,歐洲大型IDC逐步轉(zhuǎn)移到北歐較為寒冷地區(qū),這為采取風(fēng)冷自然冷卻方案提供良好基礎(chǔ)。作為自然風(fēng),取之不盡,尤其利用自然冷卻,更提高PUE節(jié)能指標(biāo)。風(fēng)冷機(jī)組由于采用模塊多臺(tái)運(yùn)行,杜絕了單點(diǎn)故障,2N狀態(tài)下,可以允許N臺(tái)設(shè)備同時(shí)故障,而不會(huì)導(dǎo)致整體系統(tǒng)停機(jī)??煽啃杂辛烁颈WC。這類方案最適宜缺水和單一水源并要求極高可靠性的數(shù)據(jù)中心要求。涉及到中水應(yīng)用,也需要考慮到以下一些問題:

1. 中水是否單一和獨(dú)立冷源問題:

由于污水處理廠提供的中水來源于當(dāng)?shù)厣钗鬯氖占幚?,那么中水的來源和?dāng)?shù)刈詠硭墓?yīng)來源是同一源頭上下游的關(guān)系:即如當(dāng)?shù)刈詠硭?yīng)出現(xiàn)變化或者出現(xiàn)緊急狀況,其污水處理廠提供的中水也會(huì)將隨之變化,即污水的水源也就中斷了,實(shí)際上兩套冷源的冷卻水源頭為一路,難滿足數(shù)據(jù)機(jī)房T4的雙路完全獨(dú)立冷源同時(shí)在線運(yùn)行的設(shè)計(jì)要求。

2. 還是存在單故障點(diǎn):

相比冷凍水系統(tǒng)的封閉運(yùn)行,冷卻水系統(tǒng)是開放式的運(yùn)行,如果系統(tǒng)的所有制冷機(jī)組全部采用這種運(yùn)行方式,一旦冷卻水系統(tǒng)的外部配套出現(xiàn)問題,則沒有任何的補(bǔ)救措施;

3. 中水用于數(shù)據(jù)機(jī)房冷卻水的水質(zhì)問題以及對(duì)制冷系統(tǒng)的影響:

由于數(shù)據(jù)機(jī)房的特殊性質(zhì),要求機(jī)房冷卻系統(tǒng)可靠高效,如果全部采用水冷的冷源方案:冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)水量非??捎^。制冷系統(tǒng)一般采用自來水做冷卻水時(shí),需要對(duì)其進(jìn)行物理過濾和電子除垢后進(jìn)入制冷系統(tǒng)中進(jìn)行工作;冷卻水經(jīng)過水冷制冷機(jī)組換熱器后,水溫會(huì)升高,制冷機(jī)組冷凝器和相應(yīng)的冷卻塔、水泵及水路管路系統(tǒng)必然會(huì)出現(xiàn)雜質(zhì)沉淀和結(jié)垢現(xiàn)象,影響制冷機(jī)組的效率和制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定性;運(yùn)行一段時(shí)間后,需要對(duì)制冷主機(jī)和整個(gè)冷卻系統(tǒng)定期清洗。但如果采用中水,中水內(nèi)的礦物質(zhì)和其他雜質(zhì)的含量和濃度明細(xì)高于自來水,尤其藻類和細(xì)菌含量,那么相應(yīng)的未知因素很多;可能會(huì)對(duì)制冷系統(tǒng)的可靠性有較大影響。到目前為止,數(shù)據(jù)中心行業(yè)中還沒有大規(guī)模采用中水做為冷卻水的成功案例和實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)。

污水處理廠提供的中水的水質(zhì)等級(jí):一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中的B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過查閱現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn):《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918-2002中相關(guān)內(nèi)容:(以下為國標(biāo)內(nèi)容原文摘抄)

(4.1.2標(biāo)準(zhǔn)分級(jí))

根據(jù)城鎮(zhèn)污水處理廠排入地表水域環(huán)境功能和保護(hù)目標(biāo),以及污水處理廠的處理工藝,將基本控制項(xiàng)目的常規(guī)污染物標(biāo)準(zhǔn)值分為一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分為A標(biāo)準(zhǔn)和B標(biāo)準(zhǔn)。一類重金屬污染物和選擇控制項(xiàng)目不分級(jí)。

(4.1.2.1)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)是城鎮(zhèn)污水處理廠出水作為回用水的基本要求。

當(dāng)污水處理廠出水引入稀釋能力較小的河湖作為城鎮(zhèn)景觀用水和一般回用水等用途時(shí),執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)。

(4.1.2.2)城鎮(zhèn)污水處理廠出水排入國家和省確定的重點(diǎn)流域及湖泊、水庫等封閉、半封閉水域時(shí),執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn),排入GB3838地表水III類功能水域(劃定的飲用水源保護(hù)區(qū)和游泳區(qū)除外)、GB3097海水二類功能水域時(shí),執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的B標(biāo)準(zhǔn)。

從上述內(nèi)容可知中水回用的基本要求為一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn);污水處理廠提供的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的B標(biāo)準(zhǔn)的中水如果不加深入處理,未達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)是從國家環(huán)保規(guī)范上不允許回用的。需要專門建立設(shè)置專門中水處理站進(jìn)行處理,增大運(yùn)維量和今后運(yùn)行費(fèi)用,具體工程實(shí)施中的技術(shù)要求和投入以及運(yùn)行費(fèi)用需要慎重詳細(xì)認(rèn)證。同時(shí)并需通過國家環(huán)保部門做專項(xiàng)評(píng)審。

4. 如采用中水作為數(shù)據(jù)機(jī)房冷卻對(duì)數(shù)據(jù)中心環(huán)境的影響:

一般情況下冷卻塔在對(duì)外散熱中,冷卻水溫為20°C以上,夏季更是持續(xù)在30度左右的恒定溫度下,非常適合細(xì)菌、真菌等菌類生長,由于散熱時(shí)的冷卻水不斷蒸發(fā)(此為一個(gè)類似濃縮的過程),水中的礦物質(zhì),營養(yǎng)物質(zhì)不斷濃縮,更容易滋生細(xì)菌;目前實(shí)際使用中,用戶即使用自來水作為冷卻水時(shí),也需要經(jīng)過對(duì)冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行投藥殺菌的處理,即使是經(jīng)過處理的達(dá)到飲用級(jí)別的自來水作為冷卻水,也有出現(xiàn)軍團(tuán)菌擴(kuò)散從而影響當(dāng)?shù)厝藛T工作和生活現(xiàn)象。如采用中水作為冷卻水(即使中水達(dá)到國標(biāo)回用的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)),由于中水水質(zhì)的特點(diǎn),本身就富含營養(yǎng)物質(zhì),及各種菌類,極易滋生有害菌,并隨著冷卻水的蒸發(fā)和飄散,將可能出現(xiàn)局部衛(wèi)生污染,影響當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境和人員健康,常年的持續(xù)運(yùn)行有可能造成機(jī)房附近區(qū)域突發(fā)疫情的風(fēng)險(xiǎn)。

大型IDC由于制冷系統(tǒng)的全年連續(xù)工作,冷卻水的補(bǔ)充量非常大。如采用中水作為冷卻水或者冷卻補(bǔ)水來源,除了以上的三條主要制約因素,污水處理廠的水源穩(wěn)定性以及附加另行處理裝置的可靠性均給本項(xiàng)目的帶來一些不確定因素。加之?dāng)?shù)據(jù)中心行業(yè)未有采用中水作為冷卻系統(tǒng)的大規(guī)模成熟使用經(jīng)驗(yàn),采用中水作為冷卻系統(tǒng)的方案還需慎重考量!成熟使用經(jīng)驗(yàn),采用中水作為冷卻系統(tǒng)的方案還需慎重考量!

文章來源:艾默生精密空調(diào)http://www.ipseu98h.cn/jingmikongtiao/emerson.html

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