數(shù)據(jù)中心冷凍水空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)

華曉輝

（中國移動(dòng)福建公司網(wǎng)絡(luò)部，福建 福州 350108）

0 引 言

隨著互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國家大力推進(jìn)數(shù)字化戰(zhàn)略。數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施為所有的IT設(shè)備提供能源、制冷、網(wǎng)絡(luò)、消防以及空間等基本環(huán)境。目前，冷凍水系統(tǒng)空調(diào)制冷方式是常見的方式。整個(gè)冷凍水中央空調(diào)制冷系統(tǒng)的安全及可靠性，是動(dòng)力專業(yè)人員探討的話題。

1 冷凍水中央空調(diào)系統(tǒng)的冗余配置

如圖1所示，冷凍水空調(diào)系統(tǒng)主要包括：冷源制造，即冷凍水中央空調(diào)；冷源輸送，包括變頻說泵、管道、集水器以及分水器；冷量交換即空調(diào)末端，包括熱管背板、水冷前門以及行間空調(diào)等；熱量交換，即冷卻塔；還有配套設(shè)施，如水凈化處理儀、自動(dòng)控制系統(tǒng)以及告警監(jiān)控系統(tǒng)等。

圖1 冷凍水中央空調(diào)系統(tǒng)原理

實(shí)際維護(hù)中，尤其是冬夏季溫差大的地區(qū)，每臺(tái)機(jī)組約有20%的預(yù)留容量。若考慮設(shè)備系統(tǒng)安全，需要采用N+1模式運(yùn)行，則每臺(tái)機(jī)組運(yùn)行負(fù)載更低。因此，冷水機(jī)組的選型需結(jié)合實(shí)際情況，從安全、經(jīng)濟(jì)以及高效方面進(jìn)行綜合考慮。同理，整個(gè)數(shù)據(jù)中心采用冷凍主機(jī)（N+1）+變頻器（N+1）+水泵采用（N+1）+冷卻塔（N+1）+空調(diào)末端（N+1）配置。整個(gè)冷凍水系統(tǒng)端到端N+1配置模式，通過增加設(shè)備的冗余度，有利于動(dòng)力安全和節(jié)能控制。關(guān)于冷凍水管和冷卻水管道的備份，移動(dòng)運(yùn)營商數(shù)據(jù)中心配置標(biāo)準(zhǔn)同國標(biāo)較為相似。A級(jí)別數(shù)據(jù)中心在空調(diào)組件采用N+1配置，冷凍水管路采用雙回路配置。但是，早期的IDC機(jī)房由于條件限制，采用2+1模式進(jìn)行管道備份，即進(jìn)、回水管路供用一根管路作為備份[1]。

2 冷凍水中央空調(diào)系統(tǒng)深度維護(hù)

2.1 冷凍機(jī)組預(yù)防性維護(hù)

冷凍水中央空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)過長時(shí)間運(yùn)行后，壓縮機(jī)的長期震動(dòng)會(huì)引起鋼管連接、焊接處等地方泄露冷凍劑或冷凍油而影響制冷效果。同時(shí)，由于壓縮機(jī)的長時(shí)間工作機(jī)械磨損，可能伴隨著炭化和乳化現(xiàn)象，大大降低了整個(gè)機(jī)組的壽命。根據(jù)設(shè)備使用規(guī)范，當(dāng)機(jī)組工作40 000 h后，需對水冷中央空調(diào)冷凍機(jī)組做深度保養(yǎng)或者預(yù)防性維護(hù)。

2.2 冷卻水系統(tǒng)凈化處理

數(shù)據(jù)中心冷卻水系統(tǒng)由于水的溫度升高、水流速度的變化、水的蒸發(fā)、各種無機(jī)離子和有機(jī)物質(zhì)的濃縮、冷卻塔在室外受到環(huán)境的影響（如受到陽光照射、風(fēng)吹雨淋以及灰塵雜物的進(jìn)入）以及設(shè)備結(jié)構(gòu)和材料等多種因素的綜合作用，會(huì)造成換熱器效率降低、設(shè)備腐蝕，嚴(yán)重影響中央空調(diào)的穩(wěn)定運(yùn)行[2]。

冷卻水系統(tǒng)做了以下水處理：放空冷卻塔內(nèi)的水，人工清洗冷卻塔內(nèi)的雜物并排污；用清洗機(jī)清洗冷卻塔填料以及其他污垢；人工拆洗主管道過濾器；用電動(dòng)通炮機(jī)對空調(diào)制冷主機(jī)冷凝器、冷干機(jī)進(jìn)行通炮處理。使用通炮機(jī)清洗冷凝器的優(yōu)點(diǎn)：不損傷銅管；同步水流清除垢層；清洗效果好。水處理前如圖2所示，水處理后如圖3所示。

XX局樓水凈化處理后，每月節(jié)省電費(fèi)30 270元。表1為水處理前后冷凍主機(jī)電流情況。

2.3 老化替換及隱患整改

圖2 水處理前

圖3 水處理后

表1 水處理前后冷凍主機(jī)電流情況

XX數(shù)據(jù)中冷凍水中央空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)行10年，地處東南沿海，部分設(shè)備已經(jīng)進(jìn)入老化階段，需進(jìn)行改造，解決隱患。

整改前，保溫層腐化、閥門執(zhí)行器銹蝕、補(bǔ)水管腐爛、風(fēng)葉輪破損、風(fēng)機(jī)老化、維護(hù)操作平臺(tái)缺失，如圖4所示。針對這些情況，替換老化及腐蝕組件，更換大口徑平衡管。整改后如圖6所示。

圖4 整改前

圖5 整改后

3 結(jié) 論

冷凍水中央空調(diào)系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)風(fēng)冷精密空調(diào)結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，大部分水系統(tǒng)的組件及管道為機(jī)械部件，故障及缺陷難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)。因此，在設(shè)計(jì)會(huì)審、施工質(zhì)量、日常維護(hù)、大修保養(yǎng)以及老化改造等方面，均需要精細(xì)化維護(hù)。