如何提升数据中心冷冻水空调系统的能效？

首先，提高冷水机组的出水温度。

提高冷水机组出水温度是提高制冷系统整体节能效果的有力措施。根据工程经验和冷水机组厂家提供的数据，在其他参数不变的情况下，每当出水温度提高1℃时，冷水机组制冷量增加3%~4%，而耗电量增加1%左右。

下图显示了不同出水温度下冷水机组制冷量与耗电量之间的典型关系。

不难看出，随着出水温度的提高，制冷量和耗电量都在增加，但制冷量的增加幅度更大。简单来说，随着冷水机组出水温度的提高，我们可以用更少的耗电量来提供更多的制冷量。这显然是提高制冷系统能效的有效措施。

值得注意的是，冷水机组的出水温度不能无限制地提高，对于末端空调节设备，当冷水机组供冷水温度升高时，其制冷量也会相应降低。为避免这种情况，终端空调节器在研发阶段应设计有高温冷冻水供应和高回风温度。

数据中心冷冻水空控制系统的最佳能效可以在R&D和生产阶段充分考虑，这样的厂商显然不多见。目前市场上这种空调整的代表主要是德国Vito公司的液冷包(LCP)高性能柜级液冷空调整。LCP系列空专为数据中心高性能计算系统散热而设计，其宽×高×深为300×2000×1200(mm)，可与IT机柜完美搭配。LCP系列空采用冷冻水作为制冷剂，设计供水温度为6~20℃，理想供水温度为15℃，此时额定制冷量为28 kW。在某用户的集装箱数据中心，在冷冻水入口温度为20℃的情况下，实测制冷量高达37 kW/台。

二是充分利用自然冷源，实施自然降温。

提高冷水机组出水温度意味着提高终端空的供水温度。它的另一个优点是，它可以最大限度地利用室外冷源进行自然冷却。

冷冻水系统增加一套空气/水换热器，从终端空返回的高温冷冻水进入换热器冷却至合适的低温，而低温冷冻水则送至终端空空调，吸收IT设备的散热成为高温冷冻水，再返回换热器，以此类推。下图是自然冷却系统的基本示意图。

以杭州市为例，2007-2009年杭州市气象参数统计如下表，来源于杭州市统计调查信息网。

可见，杭州每年有5个月平均气温低于15℃，这几个月可以实施自然降温。温度越低，自然降温效果越好。从气象地理角度来看，地理位置越靠北，自然降温时间越长，系统节能率越高。如果将Vito LCP液冷系统与集成自然冷却盘管的Vito高效冷水机组配合使用，当外界气温低于20℃时，可达到良好的节能效果。预计自然冷却系统在杭州应用每年可节能15%以上。

数据中心制冷系统节能增效是一项综合性工程，需要根据工程实际进行不同的优化配置。然而，作为许多节能措施中常用的两种方法，这些措施的使用将为提高制冷系统的效率带来实质性的帮助。