城市排水管網(wǎng)流量計在空調(diào)冷卻水測量系統(tǒng)中的設計與應用

水是熱的良導體，無論是在生產(chǎn)還是生活方面，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里云服務器機房利用大自然湖水的冷卻來對機房降溫，省去了傳統(tǒng)風冷和電力制冷巨大能耗的浪費。在華東地區(qū)的地下水資源豐富的地區(qū)，甚至有專門使用地下水恒溫的效應進行室外空氣調(diào)節(jié)的水空調(diào)，效果也很好，并且可以節(jié)約電能。本文這里所說的內(nèi)容介紹的則是如何利用自來水作為空調(diào)環(huán)冷卻水系統(tǒng)冷卻的載體，來迅速帶走制冷機組壓縮機轉(zhuǎn)移的熱量。著重探討一下空調(diào)冷卻水如何將城市排水管網(wǎng)流量計和其他的裝置組成系統(tǒng)的設計問題。
引言
空調(diào)系統(tǒng)管路錯綜復雜，循環(huán)冷卻水管理系統(tǒng)以整體的形式安裝在一個經(jīng)防腐處理的金屬機箱內(nèi)，直接固定于系統(tǒng)的機房就進測量、便于觀察的墻壁上，水路，電路經(jīng)過防水接頭連接分別進入干箱和濕箱。因為水體具有很大的比熱物理特性，是良好的冷媒，因此，空調(diào)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)多是利用自來水作為冷卻的載體，迅速帶走制冷機組壓縮機轉(zhuǎn)移的熱量。本文著重探討一下空調(diào)冷卻水系統(tǒng)的設計問題。

1.空調(diào)冷卻水系統(tǒng)的設計原則
1.1靈活性
冷卻系統(tǒng)設計應具有的特點是減少或避免與安裝新設備有關的系統(tǒng)停運。這些特點應適用于集中站房內(nèi)的冷卻系統(tǒng)和建筑物內(nèi)的冷水管路構(gòu)架，其中一些特點包括為以后的設備，如水冷式機架、集中式空調(diào)器、計算機房空調(diào)器與集中站房設備等安裝時需預留管道閥門和管蓋。集中站房應考慮在負荷增加時能添加冷水機組、水泵與冷卻塔。全面的靈活性時常會受到集中站房內(nèi)管道分布系統(tǒng)的限制。當數(shù)據(jù)中心在線后，從避免運行中斷和實施費用的角度看，一般禁止用改變管道尺寸的方法去求得容量增加。
1.2可擴展性
冷卻系統(tǒng)需要有擴展能力，以適應負荷增加。建筑物內(nèi)的管路系統(tǒng)設計，應能支持建筑物內(nèi)的冷負荷密度。還需考慮水泵的能耗、系統(tǒng)的靈活性和冷水儲存，以確定總投資。機房應有足夠的空間供未來的冷水機組、水泵和冷卻塔之用。機房內(nèi)冷水和冷卻水系統(tǒng)的分、集水器的大小，從運行的*一天起到容量增加，以及達到未來的規(guī)劃容量，應都能很好地適應其變化。
1.3便捷性
冷卻水系統(tǒng)設計應安裝方便，位置可見、易近。設計者應提供維護與操作閥門、控制裝置、傳感器和大型設備所需的通道。在集中機房內(nèi)，可設置升降機、吊車、起重機等，用于搬動重的設備和部件。冷水管與冷卻水管的走向應避免與冷卻系統(tǒng)的設備搬動發(fā)生沖突；像水泵、冷水機這類機械設備的布置，應方便徹底更換；切斷閥門的位置也必須能在更換時不便服務中斷。因此，它們的布置與整個管路系統(tǒng)的集成是非常重要的。
2.空調(diào)冷卻水系統(tǒng)的設計
2.1水冷卻
水冷卻的方法采用一套復雜的外置冷卻系統(tǒng)，通過機架內(nèi)一個閉合回路水冷系統(tǒng)對電子元件進行冷卻，供水和排水管道布滿整個數(shù)據(jù)中心。這種緊湊型的系統(tǒng)能夠減少空氣流過的路徑，從而減少了風扇的能耗。這種緊湊型散熱方法*大程度上降低甚至是完全消除了冷熱空氣的混合，解決當前數(shù)據(jù)中心大幅增長的能耗成本的問題。
2.2安裝傳感器
在回水母管循環(huán)水泵的前方，設置一個引流口，通過一個針形調(diào)節(jié)閥引出一個很小的水樣，濾除較大的顆粒膠體或雜質(zhì)進入測量裝置，有效延長傳感器的維護周期，流經(jīng)電導池測量裝置之后另一端與大氣開放進入積水槽，這個測量旁流流量僅有100-300mL/min，這個水量與冷卻塔蒸發(fā)和風吹損失水量相比顯得微不足道。冷卻水管理系統(tǒng)的整體機箱盡可能與取樣點的距離就近安裝，水樣進入流通測量裝置后，可以再通過流通裝置上的兩調(diào)節(jié)閥進行微調(diào)，使出水到集水槽末端口的流量控制在200-400mL/min之間，又因為流通裝置的出水口與大氣相通，傳感器不承受壓力會使得傳感器的運行更加平穩(wěn)、使用壽命明顯延長很久。因為循環(huán)水水質(zhì)的老化是一個緩慢的進程，不存在測量數(shù)據(jù)滯后的問題，測量裝置和儀表直接安裝在一個壁掛的箱體內(nèi)，由于就近測量減少了很多干擾的可能，檢查維護顯然十分方便。加強循環(huán)冷卻水的運行管理是空調(diào)實現(xiàn)節(jié)能減排，延長設備使用壽命的重要環(huán)節(jié)，而通過電導率的變化控制循環(huán)冷卻水濃縮倍數(shù)，實現(xiàn)有科學依據(jù)的排污、換水又是節(jié)省水力資源的優(yōu)先手段，可以有效的避免過量的排污造成水源的浪費，加大廢水處理的投入，減少藥劑的浪費，實現(xiàn)高效、低耗、節(jié)能運行。
2.3設置排污管
排污管采用插入母管的形式安裝，已獲得*大的固定強度，靠近母管的附近設置一個高壓截止閥，供檢修時關閉水源。排污管路一般在工程施工的過程已經(jīng)預留，電導率濃縮倍數(shù)超標排污是由循環(huán)冷卻水管理系統(tǒng)來自動驅(qū)動完成的，當達到預先設置的濃縮倍數(shù)的上限時系統(tǒng)自動啟動排污。在遭遇低氣壓引起的循環(huán)水溫度很難降下來的工況下，循環(huán)冷卻水管理系統(tǒng)的溫度傳感器檢測到持續(xù)超溫之后自動啟動超溫緊急換水程序，這項功能系統(tǒng)內(nèi)部自動組態(tài)指向排污，啟動同一個電磁閥實現(xiàn)緊急排污。由于靜態(tài)水壓取決于建筑物的高度，循環(huán)水的壓力可能會很高，必須選擇先導型電磁閥，并充分的考慮電磁閥的耐受壓力等級。如果空調(diào)具有利用谷電制冰水功能，當出現(xiàn)持續(xù)超溫狀況時，還能自動啟動冰水熱交換功能的循環(huán)，以*快的速度平抑熱負荷過載。
2.4測量取樣管
取樣管采用1/2無縫鋼管焊接，母管里面的開口迎向水流，避免沿管壁形成的雜質(zhì)進入取樣管線，增加內(nèi)部過濾器的負荷。針形閥上方一定要設置截止閥以便于維修。
2.5信號傳輸設計
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)具有流量統(tǒng)計功能，在排污口和補水口安裝兩臺城市排水管網(wǎng)流量計，將信號傳遞給管理系統(tǒng)，因為城市排水管網(wǎng)流量計具有瞬時流量和累積流量顯示與記錄的功能，可以獲得整整一個運行季節(jié)的排污量統(tǒng)計，補水量統(tǒng)計，蒸發(fā)損失量統(tǒng)計，能夠提供一個運行季節(jié)的經(jīng)濟數(shù)據(jù)的分析數(shù)據(jù)，對于提升運行經(jīng)濟性管理至關重要。為補充緩釋阻垢藥劑的補充與投加提供了數(shù)據(jù)支持，管理系統(tǒng)的內(nèi)部可以自動依據(jù)每噸水量需要補充的藥劑數(shù)量，或者通過藥劑的濃度比例自動算的補充藥劑數(shù)量，換算成計量泵的動作時間或脈沖數(shù)量，這一功能完全實現(xiàn)了藥劑投加的量化管理，及節(jié)省藥劑成本，又能有效的避免藥劑的不足引發(fā)的運行隱形事故，有效地延長設備的使用年限。系統(tǒng)在設計安裝排污城市排水管網(wǎng)流量計或補水城市排水管網(wǎng)流量計時充分的考慮到系統(tǒng)的壓力不確定性，安裝距離的不確定性，而選擇城市排水管網(wǎng)流量計做配套，使用遠傳信號做信息傳輸。
2.6整體化機箱
循環(huán)冷卻水管理系統(tǒng)采用集成的模式，將電化學專業(yè)測量、人機界面、熱工測量，組態(tài)控制、專業(yè)軟件，通信軟件，取樣流通等技術全部整合成為一個整體的弱電系統(tǒng)，形成一個系統(tǒng)化的整機，系統(tǒng)具有很好的兼容性和穩(wěn)定性，客戶能夠通過一站式采購得到成套管理系統(tǒng)，并且有制造商提供技術支持和商業(yè)培訓，在產(chǎn)品升級換代時可以得到相應的升級。循環(huán)冷卻水管理系統(tǒng)分為干箱和濕箱兩個部分，干箱內(nèi)部是電子系統(tǒng)，濕箱內(nèi)部是取樣流通、過濾裝置。所有的測量都在濕箱完成，僅需將水樣的管路進行連接就可以了；干箱內(nèi)部集合了全部測量和控制系統(tǒng)。
結(jié)束語
綜上所述，冷卻水的設計僅是空調(diào)系統(tǒng)設計的一部分，采用綜合控制系統(tǒng)，可以使工程施工更加輕松，循環(huán)水系統(tǒng)得到更多的保護和監(jiān)控，確保空調(diào)系統(tǒng)的正常運行。