蒸发冷却(冷凝)冷水系统土建要求

蒸发冷却(冷凝)冷水系统的设备尺寸和重量与常规电制冷设备有较大差别, 且其平面布局的优劣会直接影响系统整体散热效果和安装及运维。因此,数据中心蒸发冷却(冷凝)冷水系统在规划布局时,应重点核实建筑结构承重情况,满足安装维护空间要求,并避免进排风气流干扰。

建筑结构承重要求
新建项目结构承重要求

采用蒸发冷却(冷凝)空调水系统的数据中心楼板承重应满足 GB50011-2010《 建筑抗震设计规范》、GB50174-2017《 数据中心设计规范》 以及YD5003-2014 《通信建筑工程设计规范》的要求。因不同的设备存在差异,对于新建数据中心,应严格依据所选用设备得运行荷载进行核算。

改造项目结构承重要求

对于改造项目而言,应根据设备的重量、底面尺寸、设备布置,以及建筑物梁板结构情况进行承重评估,当承重评估不满足设备安装要求时,应优先通过调整设备排列、减少设备重量等方式,必要时应进行结构加固,以满足结构安全。核算后如果必须进行一定范围的加固改造时,应委托原设计单位或有相应资质的设计单位进行加固设计,必要时应在加固设计前,委托有检测鉴定资质的单位,对房屋结构的安全性进行评定,对结构进行抗震鉴定;加固改造设计必须符合现行国家、行业规范标准的要求。加固改造施工单位应具有特种专业(结构补强)承包资质。

屋面防水及保温要求

蒸发冷却(凝)冷水机组安装于屋面应该注意避免以下问题:

  • 对于新建项目而言,蒸发冷却(冷凝)冷水机组可能存在水箱漏水或水箱中的水通过溢流管流至屋面的现象,若建筑屋面防水和保温材料或者施工过程存在质量问题,将会对数据中心的运行安全构成威胁;

  • 对于改造项目而言,原建筑屋面防水和保温材料可能出现老化现象,其防水和保温性能大大下降,将会对数据中心的运行安全构成威胁。

为避免出现上述问题,新建项目的防水和保温材料质量和施工质量应严格按相关技术标准进行设计与施工,改造项目应及时进行修复。

机组布置安装运维要求
机组布置安装要求

(1)蒸发冷却(冷凝)冷水机组基础做法

如图 1 所示,当蒸发冷却(冷凝)冷水机组安装于屋面时,为减小机组因运行过程中产生振动而影响大楼的建筑结构,需增加基础、弹簧或橡胶垫进行隔振。

图 1 弹簧减振器布置方式

如图 2 和图 3 所示,蒸发冷却(冷凝)冷水机组基础既可以在屋面结构柱的基础上做框架梁(梁与屋面之间架空),也可采用屋面反梁的结构形式。同时设备基础高度应充分考虑空调走管的空间要求,同时需预留维修空间;由于钢基础在空气中易发生电化学腐蚀,从而出现锈蚀的现象,在设计之初应充分考虑其防锈和后期维护的要求,从而保证基础结构安全。

图 2 屋面反梁的结构形式

图 3 屋面框架梁的结构形式

(2)蒸发冷却(冷凝)冷水机组平面布置要求

影响蒸发冷却(冷凝)冷水机组制冷效果有诸多因素,其中汽水比是关键因素之一。因此为保证蒸发冷却(冷凝)冷水机组有较好的散热效果,则需保证设备在运行过程的有最佳的汽水比。蒸发冷却冷水机组在布局时应避免因其之间的进排风相互干扰而出现影响设备散热的现象。因此,应充分考虑进排风的气流组织,以保证产品技术要求的间距进行设计,保证设备的正常换热。如图 4 和图 5 是典型的布置方式,可以有效解决进排风气流相互干扰的问题。

图 4 蒸发冷却冷水机组空间布置

图 5 蒸发冷凝冷水机组空间布置

同时,设备布置时既要考虑设备布置的安全性,又要考虑设备布置的美观性。蒸发冷却设备高度较高,从安全性角度考虑,应充分考虑设备的抗风要求,如采取加强设备接地锚栓、设备间做局部拉紧固定等措施。在北方冬季时间较长,且雨雪较多,为保证设备在大雪天气下安全稳定运行,则应适当抬高基础高度以保证机组运行安全。如图 6 所示,在我国新疆北部地区,采用抬高蒸发冷凝冷水机组基础的做法。同时在满足安全性和正常散热的前提下,可加高女儿墙或采用颜色图案搭配等措施进行美观处理。

图 6 蒸发冷凝冷水机组基础抬高设置

(3)蒸发冷却(冷凝)冷水机组布置安装的其他要求

首先,在设计时应充分熟悉设备的易损部件和易维护部件,充分考虑设备哪些构件可以现场更换(维修)和搬运至工厂整修,做到机组可以正常维修。

其次,由于蒸发冷却(冷凝)冷水机组尺寸较大,应充分考虑设备的搬运(吊装)空间,确保机组能正常安装。

最后,应充分考虑设备的维护通道和维护空间,比如屋面的检修平台和设备的检修爬梯。

机组运维要求

为延长蒸发冷却(冷凝)冷水机组的使用寿命和保证设备的制冷效果,在实际运行过程中需定期排污。由于冷水机组一般采用开式系统,在水系统中一般会采用加药处理用以确保水质。为避免排污过程中水系统中的药物对其他水系统造成污染,因此其排污管应接至单独的排污管内。

蒸发冷却(冷凝)冷水机组安装于屋面时,首先,应充分考虑设备的溢水和漂水问题。其次,由于蒸发冷却(冷凝)冷水机组在运行过程中存在噪声较大的问题,为减小运行过程中对周边环境的影响,应采取相应技术措施来满足环境噪声指标要求。最后,蒸发冷却(冷凝)冷水机组在实际运行过程中应避免可能出现“白烟”现象对周边环境产生影响。

文章来源:《数据中心蒸发冷却冷水系统及高效空调末端集成技术白皮书》

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