【中國(guó)制冷網(wǎng)】很多人對(duì)機(jī)房制冷設(shè)施冷卻系統(tǒng)、吸附式制冷、裝配式冷庫(kù)的了解甚少，設(shè)施冷卻系統(tǒng)的設(shè)備與配置會(huì)有所不同，由于時(shí)間與經(jīng)費(fèi)方面的原因，會(huì)迫使人們不相稱地將重點(diǎn)放在簡(jiǎn)單地設(shè)計(jì)一個(gè)只能輸送所需容量的系統(tǒng)，而忽視了其它因素，然而，我們還是應(yīng)該賦予更廣泛的關(guān)注去平衡各種因素，下面對(duì)上述機(jī)房制冷設(shè)施冷卻系統(tǒng)、吸附式制冷、裝配式冷庫(kù)進(jìn)行進(jìn)一步剖解。

　　什么是機(jī)房制冷設(shè)施冷卻系統(tǒng)?

　　數(shù)據(jù)中心機(jī)房冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)具有的特點(diǎn)是減少或避免與安裝新設(shè)備有關(guān)的系統(tǒng)停運(yùn)，這些特點(diǎn)應(yīng)適用于集中站房?jī)?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(diǎn)包括為以后的設(shè)備，如水冷式機(jī)架、集中式空調(diào)器、計(jì)算機(jī)房空調(diào)器與集中站房設(shè)備等安裝時(shí)需預(yù)留管道閥門和管蓋，集中站房應(yīng)考慮在負(fù)荷增加時(shí)能添加冷水機(jī)組、水泵與冷卻塔。

　　為了將來(lái)再接納計(jì)算機(jī)和冷卻系統(tǒng)，應(yīng)制定和利用合理的負(fù)荷管理制度，制定發(fā)展計(jì)劃或策略，全面的靈活性時(shí)常會(huì)受到集中站房?jī)?nèi)管道分布系統(tǒng)的限制，當(dāng)數(shù)據(jù)中心在線后，從避免運(yùn)行中斷和實(shí)施費(fèi)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。

　　在控制中心內(nèi)，應(yīng)有各種應(yīng)急程序、協(xié)議、人員一覽表等，當(dāng)它們有變化后，應(yīng)予以更新，設(shè)施設(shè)備的電源，如不間斷電源(UPS)、冷水、機(jī)組與饋電器應(yīng)受到監(jiān)視，以確定負(fù)荷增加和可利用容量情況。此外，還應(yīng)組建包括信息技術(shù)(IT，和設(shè)施中各部門的配置管理小組或管理委員會(huì)，它能控制與管理數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)構(gòu)架。

　　(1)靈活性

　　數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)具有的特點(diǎn)是減少或避免與安裝新設(shè)備有關(guān)的系統(tǒng)停運(yùn)。這些特點(diǎn)應(yīng)適用于集中站房?jī)?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(diǎn)包括為以后的設(shè)備，如水冷式機(jī)架、集中式空調(diào)器、計(jì)算機(jī)房空調(diào)器與集中站房設(shè)備等安裝時(shí)需預(yù)留管道閥門和管蓋。集中站房應(yīng)考慮在負(fù)荷增加時(shí)能添加冷水機(jī)組、水泵與冷卻塔。

　　為了將來(lái)再接納計(jì)算機(jī)和冷卻系統(tǒng)，應(yīng)制定和利用合理的負(fù)荷管理制度，制定發(fā)展計(jì)劃或策略。全面的靈活性時(shí)常會(huì)受到集中站房?jī)?nèi)管道分布系統(tǒng)的限制。當(dāng)數(shù)據(jù)中心在線后，從避免運(yùn)行中斷和實(shí)施費(fèi)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。

　　(2)可擴(kuò)展性

　　中心對(duì)預(yù)計(jì)的增加和擴(kuò)展量有足夠的考慮，否則它會(huì)在很短的時(shí)期內(nèi)被淘汰。計(jì)算機(jī)技術(shù)的更新朔為2一5年，故冷卻系統(tǒng)需要有擴(kuò)展能力，以適應(yīng)負(fù)荷增加。建筑物內(nèi)的管路系統(tǒng)(CWS——冷卻水系統(tǒng)，CHWS一一冷水系統(tǒng))設(shè)計(jì)，應(yīng)能支持建筑物內(nèi)的冷負(fù)荷密度。雖然初投資常支配著水泵選擇和水泵規(guī)格，但還需考慮水泵的能耗、系統(tǒng)的靈活性和冷水儲(chǔ)存，以確定業(yè)主的總投資。

　　集中機(jī)房應(yīng)有足夠的空間供未來(lái)的冷水機(jī)組、水泵和冷卻塔之用。集中機(jī)房?jī)?nèi)冷水和冷卻水系統(tǒng)的分、集水器的大小，從運(yùn)行的第一天起到容量增加，以及達(dá)到未來(lái)的規(guī)劃容量，應(yīng)都能很好地適應(yīng)其變化，根據(jù)充分?jǐn)U展和未來(lái)的增加量而選擇的管路可以節(jié)能，也可以在建筑物壽命期的早些時(shí)候采用較小的有效部件。如果預(yù)算不允許為將來(lái)擴(kuò)展增加費(fèi)用，則業(yè)主需確保在現(xiàn)有集中機(jī)房旁邊有可利用的地產(chǎn)。

　　什么是吸附式制冷?

　　吸附式制冷也是由熱能驅(qū)動(dòng)的，即利用二元或多元工質(zhì)對(duì)實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)，這點(diǎn)與蒸氣吸收式制冷是相同的，然而，與吸收式制冷中采用液體吸收劑吸收和釋放制冷劑蒸氣不同，吸附式制冷是采用固體吸附劑對(duì)制冷劑氣體進(jìn)行吸附和解析。其工作原理是：利用吸附劑在不同吸附溫度下具有不同吸附能力這一特性，周期性地冷卻和加熱吸附劑，使之交替產(chǎn)生吸附和脫附過(guò)程。脫附時(shí)，釋放出制冷劑氣體，并使之凝結(jié)為液體，吸附時(shí)，制冷劑液體蒸發(fā)，產(chǎn)生制冷作用。

　　(1)連續(xù)型吸附式制冷系統(tǒng)

　　由兩個(gè)(或以上)吸附床組成的吸附式制冷機(jī)只需交替完成吸附和脫附過(guò)程，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)制冷。

　　假定對(duì)吸附床A加熱，對(duì)吸附床B冷卻，當(dāng)A床充分脫附，B床吸附飽和后，再使吸附床A冷卻，吸附床B加熱，二者交替運(yùn)行組成了一個(gè)完整的連續(xù)制冷循環(huán)。同時(shí)，在兩過(guò)程切換中，還可以利用脫附剛結(jié)束的熱床的排熱加熱另一個(gè)吸附剛結(jié)束的冷床，從而使熱能充分利用，提高制冷循環(huán)的效率，這樣就構(gòu)成連續(xù)回?zé)嵝脱h(huán)。

　　(2)吸附式制冷的特點(diǎn)

　　與蒸氣壓縮式制冷相比，吸附式制冷可以大量節(jié)約用電，削減空調(diào)季節(jié)電網(wǎng)的峰值負(fù)荷，可以利用各種熱能驅(qū)動(dòng)。除利用鍋爐蒸汽、燃油燃?xì)猱a(chǎn)生的熱能外，還可以利用太陽(yáng)能和各種廢熱、廢氣、廢水等低品位熱源。

　　結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行部件少，安全可靠，以水、氨、甲醇等為制冷劑，對(duì)環(huán)境和大氣臭氧層無(wú)害。

　　盡管吸附式制冷具有極大的應(yīng)用前景，但它的一些缺陷也大大降低了它的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，主要表現(xiàn)在：吸附和脫附過(guò)程比較緩慢，制冷循環(huán)周期較長(zhǎng);與蒸氣壓縮式和吸收式制冷機(jī)相比，制冷量相對(duì)較小;熱力系數(shù)一般為0.5~0.6。

　　(3)間歇型吸附式制冷系統(tǒng)

　　間歇型吸附式制冷時(shí)利用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的制冷劑，主要由吸附床、冷凝器和蒸發(fā)器組成一個(gè)封閉系統(tǒng)。白天，處于環(huán)境溫度的吸附床被太陽(yáng)能加熱，吸附劑溫度升高后開始解析，制冷劑從中脫附出來(lái)，系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑蒸氣壓力逐漸升高，當(dāng)達(dá)到與環(huán)境溫度對(duì)應(yīng)的飽和壓力時(shí)，制冷劑蒸氣在冷凝器中凝結(jié)，同時(shí)放出潛熱，冷凝下來(lái)的液體進(jìn)入蒸發(fā)器中貯存。晚上，吸附床被冷卻，吸附劑的吸附能力提高，于是開始吸附蒸發(fā)器中的制冷劑蒸氣，造成系統(tǒng)內(nèi)氣體壓力降低，此時(shí)蒸發(fā)器中的制冷劑便在低溫下不斷蒸發(fā)出來(lái)，吸收被冷卻物質(zhì)的熱量，達(dá)到制冷的目的。如果采用其他熱源，只要對(duì)吸附床間歇地進(jìn)行加熱和冷卻，使吸附劑周期性地產(chǎn)生脫附和吸附作用，同樣能達(dá)到制冷的目的。

　　由上述可知，吸附式制冷也屬于液體汽化制冷。與蒸氣壓縮式制冷機(jī)相類比，吸附床利用溫度的變化引起吸附量的較大變化，導(dǎo)致封閉系統(tǒng)中壓力的較大變化，從而起到壓縮機(jī)的作用。但上述吸附系統(tǒng)間歇性制冷，吸附器處于吸附過(guò)程中產(chǎn)生冷效應(yīng)，吸附結(jié)束后必須有一個(gè)脫附過(guò)程使吸附劑狀態(tài)還原，這時(shí)將停止制冷。

　　(4)吸附制冷工質(zhì)對(duì)

　　吸附劑制冷劑工質(zhì)對(duì)的選擇是影響吸附式制冷機(jī)性能的重要因素之一。理想的工質(zhì)對(duì)是要求在工作范圍內(nèi)吸附性能強(qiáng)、吸附速度快、傳熱效果好的吸附劑和汽化潛熱大、沸點(diǎn)滿足要求的制冷劑，目前，對(duì)吸附工質(zhì)對(duì)的研究正在不斷深入和發(fā)展。比較成熟的有沸石-水，硅膠-水，活性炭-甲醇，金屬氫化物-氧，氯化物鹽類-氨等。G?Cacciola和G?Restuccia得出的適合不同溫區(qū)的研究成熟的工質(zhì)對(duì)。由于水的汽化潛熱比較大，而且在0℃以下易結(jié)冰，所以沸石-水、硅膠-水比較適合蒸發(fā)溫度為0℃以上的空調(diào)系統(tǒng)。活性炭對(duì)甲醇的吸附容量比較大，而且吸附容量對(duì)溫度變化比較敏感，甲醇的汽化潛熱大，冰點(diǎn)低，沸點(diǎn)比室溫高，對(duì)銅鋼等金屬材料不腐蝕，因此活性炭對(duì)甲醇適合太陽(yáng)能或其他低溫?zé)嵩打?qū)動(dòng)的一般制冷系統(tǒng)。但由于甲醇在150℃左右易分解，其工作溫度應(yīng)低于150℃。

　　什么是裝配式冷庫(kù)?

　　裝配式冷藏庫(kù)又稱拼裝式冷藏庫(kù)、組合式冷藏庫(kù)及活動(dòng)式冷藏庫(kù)，具有重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、保溫性能好等特點(diǎn)。庫(kù)體板由工廠預(yù)制，制冷設(shè)備可成套采購(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)安裝，建庫(kù)周期短、拆裝、搬遷、改建極為方便。庫(kù)體板由預(yù)制成型的內(nèi)外鋁合金(也有用鍍鋅鋼板或不銹鋼板)，中間夾以導(dǎo)熱系數(shù)較低的高壓發(fā)泡硬質(zhì)聚氨酷或聚苯乙烯成型的夾心板組成，板面有平的或瓦楞型的，庫(kù)板之間連接采用一定數(shù)量的勾銷緊固裝置或雌雄接口裝置等多種方法，庫(kù)門采用電熱防凍，開門靈活方便，庫(kù)底面與室內(nèi)地坪之間有地籠或底托空架。

　　裝配式冷藏庫(kù)配有各種成套的壓縮機(jī)組(帶水冷式或風(fēng)冷式冷凝器)、熱力膨脹閥、冷風(fēng)機(jī)和電控箱、庫(kù)內(nèi)整套照明等，庫(kù)內(nèi)裝溫度控制器可以自動(dòng)控制停開壓縮機(jī)和冷風(fēng)機(jī)，冷風(fēng)機(jī)內(nèi)裝電熱絲自動(dòng)融霜等，操作簡(jiǎn)便，庫(kù)溫穩(wěn)定。冷負(fù)荷的計(jì)算如下:

　　(1)制冷壓縮機(jī)負(fù)荷

　　對(duì)于室內(nèi)型裝配式冷庫(kù)，由于進(jìn)出貨頻繁，進(jìn)貨溫度較高，導(dǎo)致了冷負(fù)荷變化較大。在負(fù)荷計(jì)算中對(duì)各項(xiàng)熱量可不進(jìn)行折減或修正，并把制冷裝置和管道等冷損耗補(bǔ)償系數(shù)設(shè)為1.1。因此，制冷壓縮機(jī)的負(fù)荷可進(jìn)行計(jì)算: QJ=1.1(1/εQ1+PQ2+Q4+Q5)。

　　(2)庫(kù)房冷卻設(shè)備負(fù)荷

　　裝配式冷庫(kù)冷卻設(shè)備負(fù)荷的計(jì)算原理同土建式冷庫(kù)基本相同，但其中某些項(xiàng)應(yīng)根據(jù)裝配式冷庫(kù)的特點(diǎn)進(jìn)行修正，式中Q1，Q2，Q3，Q4，Q5分別為維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱負(fù)荷、貨物熱量、通風(fēng)換氣熱量、冷間電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)熱量、操作熱量、W，1/ξ為板縫計(jì)算系數(shù)，取1.1，β為貨物熱流量系數(shù)，對(duì)于冷卻間、凍結(jié)間和貨物不經(jīng)冷卻而直接進(jìn)入冷藏間的冷卻物冷藏間。 β=1.3，對(duì)于其他冷卻間(包括凍結(jié)物冷藏間、冰庫(kù)和部分冷卻物冷藏間)β=1對(duì)與室內(nèi)型裝配式冷庫(kù)，食品均為短期貯藏通風(fēng)換氣熱量可以省略：

　　室內(nèi)型冷庫(kù)可以不考慮太陽(yáng)輻射，Q1可以計(jì)算Q1=KF(32℃=tn)，對(duì)于室外型裝配式冷庫(kù)，Q1Q計(jì)算：Q1=KFa(tw=tn) ， 式中，a為溫差修正系數(shù)，對(duì)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外側(cè)加設(shè)通風(fēng)空氣層，外墻a=1.3，屋頂a=1.6，對(duì)于外側(cè)不加設(shè)通風(fēng)空氣層，外墻a=1.53，屋頂a=1.87。