电制冷-预冷-自然冷模式切换逻辑

为了应对数据中心高可靠性运行需求，英沣特BA部门总结了目前国内外数据中心的运行逻辑，致力于数据中心控制系统的标准化，特此隆重推出数据中心冷源BA系统核心的标准控制点表、标准控制逻辑和标准控制动画。本次标准化运行逻辑主要分析电制冷-预冷-自然冷模式切换下，系统安全运行的重难点。

前几篇文章详细讲解了冷水机组、冷却塔、水泵的相关控制点位，本篇将详细讲解电动阀门的相关控制点位：

备注：数据中心的电动阀门和设备一定要配置双DO点位，防止控制单元断电重启过程中，会给阀门和设备发出0V信号，导致阀门和设备全部处于关闭状态。

电制冷—预冷模式下的切换分析：

  以冷冻水供回水温度15/21℃为例，电制冷切换到预冷模式需要满足如下三个条件：

• （1）8℃＜湿球温度＜ 15℃（温度可调整）

• （2）冷却塔的风机频率≤40HZ（频率可调整）

• （3）冷冻水回水温度-冷却塔的出水温度≥2℃（温差可调）

由于实际运行过程中，夏季工况下冷却塔处于部分负载运行，冷却塔的出水温度保持不变。在不引入试验塔的过程中，现场无法实现工况（3）。大部分项目为了控制运行简单，仅仅只引入条件（1）（2）作为切换判断，无实验冷却塔的设置。因此此判断条件（1）（2），需要运维人员密切观察冷却塔的实际散热能力与冷却塔散热逼近度直接的关系，做好相应的记录。

预冷模式运行过程中，板式换热器冷冻侧的电动开关阀（C1和C2）连锁温差△T（冷冻水回水温度-冷却塔的出水温度）：

• 当△T＜0℃时，C1关闭，C2阀打开，板式换热器不参与工作，冷冻水没有预冷模式

• 当△T≥0℃时，C1打开，C2阀关闭，冷冻水进行预冷

预冷模式运行过程中，板式换热器的冷却侧的阀门（CW1和CW2）始终保持开启状态，调节冷水机组的负载率。

预冷模式运行示意图

从整体的控制逻辑来分析，运维团队可以尽早的从电制冷模式切换到预冷模式，对于系统安全和节能有如下优点：

• 可以尽快利用夜间低温进行预冷，白天高温时，板式换热器的换热过程会自动关闭。

• 白天电制冷、夜间预冷的气候条件下，此时全天温度比较高，冷水机组无低负载工况，系统运行比较安全。

预冷模式—自然冷却模式的切换分析：

  以冷冻水供回水温度15/21℃为例，电制冷切换到预冷模式需要满足如下五个条件：

• （1）湿球温度＜ 8℃（温度可调整）

• （2）冷却塔的风机频率≤40HZ（频率可调整）

• （3）冷水机组的负载率低于额定负载率的45%（负载率可调整）

• （4）冷却塔的出水温度＜13℃（温度可调）

• （5）冷却塔出水温度-冷冻水供水温度＜2℃（温差可调）

由于实际运行过程中，过渡工况下冷却塔处于部分负载运行，冷却塔的出水温度基本保持不变。在不引入试验塔的过程中，现场无法实现工况（4）（5）。大部分项目为了控制运行简单，仅仅只引入条件（1）(2)（3）作为切换判断，因此判断条件需要运维人员密切观察冷却塔的实际散热能力与冷却塔散热逼近度直接的关系，做好相应的记录。

预冷模式—自由冷却模式切换逻辑图

自然冷却模式下运行有如下安全相关的问题：

• 由于刚进入冬季时，天气有波动，自然冷却运行模式下可能会造成白天的温度过高，需要运维团队密切关注白天最高的湿球温度。

• 引入试验塔后，系统能自行判断运行逻辑切换。

• 实际切换过程中，运维团队为了安全，往往增加一组制冷单元运行，待制冷单元运行稳定后，进行停机切换。