冷水流量計在空調冷（lěng）卻（què）水測量係統中的設計與應（yīng）用
點擊次數：2137 發布時間：2021-09-04 02:01:02
水是熱的良導體，無（wú）論是在生產還是生活方麵，水作為導熱媒介都發（fā）揮了重要的作用。*近有一則新聞講的就是阿（ā）裏雲服務器機（jī）房利用大自然湖水的冷卻來對機房降溫，省去了傳（chuán）統風冷和（hé）電力製冷（lěng）巨大能耗的浪費。在華東地區的地下水資源豐富的地區，甚至有專門使用地下（xià）水（shuǐ）恒溫（wēn）的效應進行室外空（kōng）氣調節的水空調，效果（guǒ）也很好，並且（qiě）可以節約電能。本文這裏所說的內容介紹的（de）則是如何（hé）利用自來水作為空調環冷卻水係統冷卻的載（zǎi）體，來迅速帶走製冷機組壓縮機轉移的熱量。著重探討一下空調冷卻水如何（hé）將（jiāng）冷水流量計和其他的裝置組成係（xì）統的設計問題。
引（yǐn）言（yán）
空調（diào）係（xì）統管路錯（cuò）綜複雜，循環冷（lěng）卻水管理係統以整體的形（xíng）式安（ān）裝在一個經防腐處理的（de）金屬機箱內（nèi），直接固（gù）定於係統的機房就進測（cè）量、便於觀察的牆壁上（shàng），水路，電路經過防水接頭連接分別進入幹箱和濕箱。因（yīn）為水體具有很大的比熱物理特性，是良好（hǎo）的冷媒，因此，空調的循環冷卻水係統多是利用自來水作為冷卻的載體，迅速帶走製冷機組壓縮機（jī）轉移的熱量。本文著重探討一下空調冷卻水係統的設計問題。
1.空調冷卻水係統的設計原（yuán）則
1.1靈（líng）活性
冷卻係統設計應具有的特點是減少或避免與安裝新設備有關（guān）的係統（tǒng）停運。這些特點應適用於集中站房（fáng）內的冷卻係統和建築物內的冷水管路構架，其中一些（xiē）特點包括為以後的設備（bèi），如水冷式機架、集中（zhōng）式空（kōng）調器、計（jì）算機房空調器與集中站房設備（bèi）等安裝時需預（yù）留管道閥門和管蓋。集中站房應考慮在負荷增加時能添加（jiā）冷水（shuǐ）機組、水泵與冷卻塔。全麵的靈活性時常會（huì）受到集中站房內（nèi）管道分布係統的限製。當數據中心在線（xiàn）後，從避免運行（háng）中斷和實施費用的角度看，一般禁（jìn）止用改變管道尺寸的方法去求得容量增加。
1.2可擴（kuò）展性
冷卻係統需要有擴（kuò）展能（néng）力，以適應負荷增（zēng）加。建築物內的管路係統設計，應能（néng）支持建築物內的冷負荷密度。還需考慮水泵的能耗、係統的靈活性和冷水儲存，以（yǐ）確定總投資。機房應有足（zú）夠的空間供未來的冷水機（jī）組、水泵和冷卻塔之用（yòng）。機房內冷水和冷卻水係統的分、集水（shuǐ）器的大小，從運行的*一天起到容量增加，以（yǐ）及達到未來的規劃容（róng）量，應都能很好地適應其變化。
1.3便捷（jié）性
冷卻水係統設計應安裝方便（biàn），位置可（kě）見、易近。設計者（zhě）應提供維護與操作閥門、控製裝置、傳（chuán）感器和大型設備所需的通道。在集中機房內，可設置升降機（jī）、吊車、起重機等，用於搬動重的設備（bèi）和部件。冷水管與冷卻水（shuǐ）管的走向應避免與冷卻係統的設備搬動發生衝突；像水泵、冷水機這類機械設備的布置，應方（fāng）便徹底更換；切斷閥門的位置也必須（xū）能在（zài）更換時不便服務中斷。因此，它們的布置與整個管路係統的集成是非常重要的。
2.空調冷（lěng）卻水係統的設計
2.1水冷卻
水冷卻的（de）方（fāng）法采用一套複雜的外置冷卻係（xì）統，通過機架（jià）內一個閉合（hé）回路水冷係統對電子（zǐ）元件進行冷（lěng）卻，供水和排水管（guǎn）道布滿整個數（shù）據中心。這種緊湊型的係統能夠減少（shǎo）空氣流過的路徑，從而減少了風扇的能耗。這種緊湊型散熱方法*大程（chéng）度上降低甚至是完全消除了冷熱空氣的混合（hé），解決當前數據中心大幅增長的能耗成本的（de）問題。
2.2安裝傳感器
在回水母管循環水泵的前方，設置一個引流口，通過一個針形調節閥引出一個很小的水樣，濾除較大的顆粒膠體或雜質進入測量裝置，有效延長傳感器的維護周期，流經電導（dǎo）池測量裝置之後（hòu）另一端與大（dà）氣開放進入積水槽（cáo），這個測量旁流流量僅有100-300mL/min，這（zhè）個水（shuǐ）量與冷卻塔蒸發和風吹損失水量（liàng）相比顯得微不足道（dào）。冷卻水管理係統的整體機箱盡可能與取樣點的（de）距離就近安裝，水樣進入流通測量裝置後，可以再通過流（liú）通裝置上的（de）兩調節閥進行微調（diào），使出水到集水槽末端口的流量控製在（zài）200-400mL/min之間，又因為流通裝置的出（chū）水（shuǐ）口（kǒu）與大氣相通，傳感器不承受壓力會使得傳感器的運行更加（jiā）平穩、使用壽命明（míng）顯延長很久。因（yīn）為循環水水質的老化是一個緩慢的進程，不存在測量數據滯（zhì）後的問題，測量裝（zhuāng）置和儀表直接安裝在一個（gè）壁掛的箱體內（nèi），由於就近測量減少了很多幹擾的可能，檢查維護顯然十分方便。加強（qiáng）循環冷卻水的運行管理是空調實現節能減排，延長設備使用壽命的重要環節，而通過電導率的變化控製循環冷卻水濃縮倍數，實現有科學依據的排汙、換水又是節省（shěng）水力（lì）資源的優先手段，可以有效的避免過量的排汙造成水源的浪費，加大廢水（shuǐ）處理的投入，減少藥劑（jì）的浪費，實現高效、低耗、節能運行。
2.3設置排汙管
排汙管采用插入母管的形式安裝，已獲得（dé）*大的固定強度，靠近母管（guǎn）的附近設置一個（gè）高壓截止閥，供檢修時關閉水源。排汙管（guǎn）路一般在工程（chéng）施（shī）工的過程已經預留，電（diàn）導率濃縮倍數超標排汙是（shì）由循環冷卻水管（guǎn）理係統（tǒng）來自動驅動（dòng）完成的，當達到預先（xiān）設置的濃縮倍數的上限時係統自（zì）動啟動排汙。在遭遇低氣壓引起的循環水溫度很難（nán）降下來的工況（kuàng）下，循環冷卻水管理係統的溫度（dù）傳（chuán）感（gǎn）器檢測到持續超溫（wēn）之後自（zì）動啟動超溫緊急換水程序，這項功能係統內部自動組態指向排汙，啟（qǐ）動同一（yī）個電磁閥實現緊急排汙。由於靜態水壓取決於（yú）建築物的高度，循環水的壓力可（kě）能會很高，必須選擇先導型電磁閥，並充分的考慮電磁（cí）閥的耐（nài）受壓力等級。如果空調具有利用穀電製（zhì）冰水功能（néng），當（dāng）出現持續超溫狀況時，還能自動啟動冰水（shuǐ）熱交換功能的循環（huán），以*快的速度（dù）平抑熱負（fù）荷過載。
2.4測量（liàng）取樣管
取樣管采用1/2無（wú）縫（féng）鋼（gāng）管焊接（jiē），母管裏麵（miàn）的開口迎向水流，避免沿管壁形成的雜質進入取樣管（guǎn）線，增加內部過濾器的負荷。針形閥上方一定要設置截止閥以便於維修。
2.5信號傳輸設（shè）計
循環冷卻水係統具有流量統計功能，在排汙口和補水口安裝兩台冷水流量計（jì），將信號傳遞給管理係統，因為冷水（shuǐ）流量計具有瞬時流量和（hé）累積（jī）流量顯示與記錄（lù）的功能，可以獲得（dé）整整一個運行季節的排汙量統計，補水量統計，蒸發損失量統計，能夠提供一（yī）個（gè）運行季（jì）節的經濟數據的分析數（shù）據，對於提升運行經濟性管理至關重要。為（wéi）補充緩釋阻垢藥劑的補充與投加提供了數據支持，管理係統的（de）內部可以自動依據每噸水量需要補充的藥劑數量，或者通過（guò）藥劑的濃（nóng）度比例自動算的補充藥劑數量，換算成計（jì）量（liàng）泵的（de）動作時間或（huò）脈衝數量，這（zhè）一功能完全（quán）實現了藥劑投加的（de）量化管理，及節省藥劑成本，又能有效的避（bì）免藥劑的不（bú）足引發的運行隱形事故，有效地延長（zhǎng）設備的使用年限（xiàn）。係統在設計安裝（zhuāng）排汙冷水流量計或補水冷水流量計時充分的（de）考（kǎo）慮到係統的壓力不確定性，安裝距離的不確（què）定性，而（ér）選擇冷水流量計做配（pèi）套，使用遠（yuǎn）傳信號做信息傳輸。
2.6整（zhěng）體化機箱
循環冷卻水管理係統采用集成的模式，將電化學專業測量、人機界麵（miàn）、熱工（gōng）測量，組態控製、專業（yè）軟件，通信軟件，取樣流通（tōng）等技術全（quán）部整合成為一個整體的弱電（diàn）係統，形成一（yī）個係統化的整（zhěng）機，係統具有很好的兼容性和穩定（dìng）性，客戶能夠通過一站式采購得到成套管（guǎn）理係（xì）統，並（bìng）且有製（zhì）造商提供技（jì）術支持和（hé）商業培訓，在（zài）產（chǎn）品升級換代時可以得到（dào）相應的升級。循環（huán）冷卻（què）水管理係統分為幹箱和濕（shī）箱兩個部分，幹箱內部是電子係統，濕箱內（nèi）部（bù）是（shì）取樣流通、過濾裝置。所有的測量都（dōu）在濕箱完成，僅需將水樣（yàng）的管路進行連接就（jiù）可以了（le）；幹（gàn）箱內部（bù）集（jí）合了全部測量和控製係統。
結束語（yǔ）
綜上所述，冷卻水的設計僅是空調係統（tǒng）設計的一部分，采用綜合控製係統，可以使工程施工更加輕鬆（sōng），循環水係統得到更多的保護和監控，確保空調係統的正常運行。
引（yǐn）言（yán）
空調（diào）係（xì）統管路錯（cuò）綜複雜，循環冷（lěng）卻水管理係統以整體的形（xíng）式安（ān）裝在一個經防腐處理的（de）金屬機箱內（nèi），直接固（gù）定於係統的機房就進測（cè）量、便於觀察的牆壁上（shàng），水路，電路經過防水接頭連接分別進入幹箱和濕箱。因（yīn）為水體具有很大的比熱物理特性，是良好（hǎo）的冷媒，因此，空調的循環冷卻水係統多是利用自來水作為冷卻的載體，迅速帶走製冷機組壓縮機（jī）轉移的熱量。本文著重探討一下空調冷卻水係統的設計問題。
1.空調冷卻水係統的設計原（yuán）則
1.1靈（líng）活性
冷卻係統設計應具有的特點是減少或避免與安裝新設備有關（guān）的係統（tǒng）停運。這些特點應適用於集中站房（fáng）內的冷卻係統和建築物內的冷水管路構架，其中一些（xiē）特點包括為以後的設備（bèi），如水冷式機架、集中（zhōng）式空（kōng）調器、計（jì）算機房空調器與集中站房設備（bèi）等安裝時需預（yù）留管道閥門和管蓋。集中站房應考慮在負荷增加時能添加（jiā）冷水（shuǐ）機組、水泵與冷卻塔。全麵的靈活性時常會（huì）受到集中站房內（nèi）管道分布係統的限製。當數據中心在線（xiàn）後，從避免運行（háng）中斷和實施費用的角度看，一般禁（jìn）止用改變管道尺寸的方法去求得容量增加。
1.2可擴（kuò）展性
冷卻係統需要有擴（kuò）展能（néng）力，以適應負荷增（zēng）加。建築物內的管路係統設計，應能（néng）支持建築物內的冷負荷密度。還需考慮水泵的能耗、係統的靈活性和冷水儲存，以（yǐ）確定總投資。機房應有足（zú）夠的空間供未來的冷水機（jī）組、水泵和冷卻塔之用（yòng）。機房內冷水和冷卻水係統的分、集水（shuǐ）器的大小，從運行的*一天起到容量增加，以（yǐ）及達到未來的規劃容（róng）量，應都能很好地適應其變化。
1.3便捷（jié）性
冷卻水係統設計應安裝方便（biàn），位置可（kě）見、易近。設計者（zhě）應提供維護與操作閥門、控製裝置、傳（chuán）感器和大型設備所需的通道。在集中機房內，可設置升降機（jī）、吊車、起重機等，用於搬動重的設備（bèi）和部件。冷水管與冷卻水（shuǐ）管的走向應避免與冷卻係統的設備搬動發生衝突；像水泵、冷水機這類機械設備的布置，應方（fāng）便徹底更換；切斷閥門的位置也必須（xū）能在（zài）更換時不便服務中斷。因此，它們的布置與整個管路係統的集成是非常重要的。
2.空調冷（lěng）卻水係統的設計
2.1水冷卻
水冷卻的（de）方（fāng）法采用一套複雜的外置冷卻係（xì）統，通過機架（jià）內一個閉合（hé）回路水冷係統對電子（zǐ）元件進行冷（lěng）卻，供水和排水管（guǎn）道布滿整個數（shù）據中心。這種緊湊型的係統能夠減少（shǎo）空氣流過的路徑，從而減少了風扇的能耗。這種緊湊型散熱方法*大程（chéng）度上降低甚至是完全消除了冷熱空氣的混合（hé），解決當前數據中心大幅增長的能耗成本的（de）問題。
2.2安裝傳感器
在回水母管循環水泵的前方，設置一個引流口，通過一個針形調節閥引出一個很小的水樣，濾除較大的顆粒膠體或雜質進入測量裝置，有效延長傳感器的維護周期，流經電導（dǎo）池測量裝置之後（hòu）另一端與大（dà）氣開放進入積水槽（cáo），這個測量旁流流量僅有100-300mL/min，這（zhè）個水（shuǐ）量與冷卻塔蒸發和風吹損失水量（liàng）相比顯得微不足道（dào）。冷卻水管理係統的整體機箱盡可能與取樣點的（de）距離就近安裝，水樣進入流通測量裝置後，可以再通過流（liú）通裝置上的（de）兩調節閥進行微調（diào），使出水到集水槽末端口的流量控製在（zài）200-400mL/min之間，又因為流通裝置的出（chū）水（shuǐ）口（kǒu）與大氣相通，傳感器不承受壓力會使得傳感器的運行更加（jiā）平穩、使用壽命明（míng）顯延長很久。因（yīn）為循環水水質的老化是一個緩慢的進程，不存在測量數據滯（zhì）後的問題，測量裝（zhuāng）置和儀表直接安裝在一個（gè）壁掛的箱體內（nèi），由於就近測量減少了很多幹擾的可能，檢查維護顯然十分方便。加強（qiáng）循環冷卻水的運行管理是空調實現節能減排，延長設備使用壽命的重要環節，而通過電導率的變化控製循環冷卻水濃縮倍數，實現有科學依據的排汙、換水又是節省（shěng）水力（lì）資源的優先手段，可以有效的避免過量的排汙造成水源的浪費，加大廢水（shuǐ）處理的投入，減少藥劑（jì）的浪費，實現高效、低耗、節能運行。
2.3設置排汙管
排汙管采用插入母管的形式安裝，已獲得（dé）*大的固定強度，靠近母管（guǎn）的附近設置一個（gè）高壓截止閥，供檢修時關閉水源。排汙管（guǎn）路一般在工程（chéng）施（shī）工的過程已經預留，電（diàn）導率濃縮倍數超標排汙是（shì）由循環冷卻水管（guǎn）理係統（tǒng）來自動驅動（dòng）完成的，當達到預先（xiān）設置的濃縮倍數的上限時係統自（zì）動啟動排汙。在遭遇低氣壓引起的循環水溫度很難（nán）降下來的工況（kuàng）下，循環冷卻水管理係統的溫度（dù）傳（chuán）感（gǎn）器檢測到持續超溫（wēn）之後自（zì）動啟動超溫緊急換水程序，這項功能係統內部自動組態指向排汙，啟（qǐ）動同一（yī）個電磁閥實現緊急排汙。由於靜態水壓取決於（yú）建築物的高度，循環水的壓力可（kě）能會很高，必須選擇先導型電磁閥，並充分的考慮電磁（cí）閥的耐（nài）受壓力等級。如果空調具有利用穀電製（zhì）冰水功能（néng），當（dāng）出現持續超溫狀況時，還能自動啟動冰水（shuǐ）熱交換功能的循環（huán），以*快的速度（dù）平抑熱負（fù）荷過載。
2.4測量（liàng）取樣管
取樣管采用1/2無（wú）縫（féng）鋼（gāng）管焊接（jiē），母管裏麵（miàn）的開口迎向水流，避免沿管壁形成的雜質進入取樣管（guǎn）線，增加內部過濾器的負荷。針形閥上方一定要設置截止閥以便於維修。
2.5信號傳輸設（shè）計
循環冷卻水係統具有流量統計功能，在排汙口和補水口安裝兩台冷水流量計（jì），將信號傳遞給管理係統，因為冷水（shuǐ）流量計具有瞬時流量和（hé）累積（jī）流量顯示與記錄（lù）的功能，可以獲得（dé）整整一個運行季節的排汙量統計，補水量統計，蒸發損失量統計，能夠提供一（yī）個（gè）運行季（jì）節的經濟數據的分析數（shù）據，對於提升運行經濟性管理至關重要。為（wéi）補充緩釋阻垢藥劑的補充與投加提供了數據支持，管理係統的（de）內部可以自動依據每噸水量需要補充的藥劑數量，或者通過（guò）藥劑的濃（nóng）度比例自動算的補充藥劑數量，換算成計（jì）量（liàng）泵的（de）動作時間或（huò）脈衝數量，這（zhè）一功能完全（quán）實現了藥劑投加的（de）量化管理，及節省藥劑成本，又能有效的避（bì）免藥劑的不（bú）足引發的運行隱形事故，有效地延長（zhǎng）設備的使用年限（xiàn）。係統在設計安裝（zhuāng）排汙冷水流量計或補水冷水流量計時充分的（de）考（kǎo）慮到係統的壓力不確定性，安裝距離的不確（què）定性，而（ér）選擇冷水流量計做配（pèi）套，使用遠（yuǎn）傳信號做信息傳輸。
2.6整（zhěng）體化機箱
循環冷卻水管理係統采用集成的模式，將電化學專業測量、人機界麵（miàn）、熱工（gōng）測量，組態控製、專業（yè）軟件，通信軟件，取樣流通（tōng）等技術全（quán）部整合成為一個整體的弱電（diàn）係統，形成一（yī）個係統化的整（zhěng）機，係統具有很好的兼容性和穩定（dìng）性，客戶能夠通過一站式采購得到成套管（guǎn）理係（xì）統，並（bìng）且有製（zhì）造商提供技（jì）術支持和（hé）商業培訓，在（zài）產（chǎn）品升級換代時可以得到（dào）相應的升級。循環（huán）冷卻（què）水管理係統分為幹箱和濕（shī）箱兩個部分，幹箱內部是電子係統，濕箱內（nèi）部（bù）是（shì）取樣流通、過濾裝置。所有的測量都（dōu）在濕箱完成，僅需將水樣（yàng）的管路進行連接就（jiù）可以了（le）；幹（gàn）箱內部（bù）集（jí）合了全部測量和控製係統。
結束語（yǔ）
綜上所述，冷卻水的設計僅是空調係統（tǒng）設計的一部分，采用綜合控製係統，可以使工程施工更加輕鬆（sōng），循環水係統得到更多的保護和監控，確保空調係統的正常運行。
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