【科普】风冷型、水冷型、冷冻水型、双冷源型和自然冷却型精密空调

     数据中心机房精密空调的种类主要有风冷型、水冷型、冷冻水型、双冷源型和自然冷却型等。今天，我们主要从它们的原理、结构组成和优缺点出发，对其作一个简单的梳理，方便对这一内容感兴趣的用户能快速了解它们之间的异同之处，打好基础然后再进行更深层次的了解。

1、风冷型精密空调

风冷型机组从机房内吸取的热量通过安装在室外或楼顶的冷凝器（精密空调室外机）传递到室外空气中。

组成简单，由一个内机和一个外机组成，内机包含压缩机、蒸发器和膨胀阀，外机为冷凝器。室内机组与室外机构成闭合回路。

风冷型精密空调原理

优点：系统简单可靠，维护方便，可靠性高，总体投资成本低

缺点：室外机噪声大，对安装距离有限制，制冷效率较低

风冷型精密空调是目前数据中心中应用较为广泛的类型，适用于水资源缺乏地区和缺乏冷却水系统的场所。

2、水冷型精密空调

水冷型机组从机房内吸取的热量通过内置水冷冷凝器传输到制冷剂中。

与风冷型机组的主要差别是：水冷型机组在室内机设置板式冷凝器，制冷剂的内循环只在室内机，需外配冷却塔。

冷却水通常采用抗冻的水和乙二醇的混合物代替常用的制冷剂。

水冷型精密空调原理

优点：能效比风冷型机组高，更节能

缺点：初期的投资和维护成本较高

水冷型精密空调适用于有集中冷却水系统的场所。

3、冷冻水型精密空调

冷冻水型精密空调是通过冷冻水来控制机房内的环境温度，前提是要有冷冻水，可以利用中央空调的冷冻水，或者新建冷冻水系统。

由冷水机组（风冷冷冻水机组、水冷冷冻水机组）、风冷冷凝器、冷却塔组成。

冷水机组相当于室外机，包括四个主要组成部分：压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀，从而实现了机组制冷制热效果。

冷冻水型机房精密空调在室内机主要由冷冻水盘管、风机、电加热器、加湿器和水阀组成，一般不设压缩制冷系统。

冷冻水型精密空调原理

优点：前期投资小

缺点：过度依赖冷冻水

冷冻水型精密空调适用于水资源丰富的地区，或有丰富冷冻水系统的场所。

4、双冷源型精密空调

双冷源型精密空调是具有独立的冷冻水机组和直接膨胀式制冷系统的双重系统，有下面两种结合：

①风冷冷凝+冷冻水，以冷冻水系统为主用，风冷系统为备用

②水冷冷凝+冷冻水，以冷冻水系统为主用，水冷系统为备用

机组在可提供冷冻水资源但不能保证全年持续供应的场所，会优先使用冷冻水系统制冷；当冷冻水供应中断或者冷冻水水温不足以承担全部负荷要求时，会自动启动直接膨胀式制冷系统。

双冷源型精密空调原理

优点：双系统互为备份，可靠性高，节能效果好

缺点：零部件较多，初期投资成本高，优势不大

双冷源型精密空调多用于大中型交换机房和移动机房，计算机房和电信机房（IDC）应用也比较多。

自然冷却型精密空调

自然冷却型精密空调算是水冷型空调系统的一种，主要是采用普通的乙二醇制冷系统进行制冷。由室内机组、室外机组、乙二醇溶液组成。

当室外温度低于设定值时，乙二醇制冷剂可以直接自由节能制冷。

此时，乙二醇在制冷管道中循环，制冷剂回路和乙二醇回路同时制冷，可减少压缩制冷系统的能量消耗。该系统有两个工作模式，部分自然冷却模式和全部自然冷却模式。

乙二醇自然冷却型精密空调在室外安装有干式冷却塔，跟风冷型空调系统的室外机类似，只是管道内的物质不同，前者是热水，后者是高温冷凝剂。

乙二醇自然冷却型精密空调

优点：制冷效率比风冷高，节能减排

缺点：不能实时使用，对室外温度有要求

自然冷却型精密空调适用于北方全年供冷地区，互联网IDC机房节能改造等。

以上介绍的这几种精密空调，相对应的制冷方式各有所长，用户需要根据自己的需求及相关的环境条件，综合考虑来选择属于自己的最佳方案。