Холодильная установка, называемая чиллером, является важной частью системы кондиционирования воздуха в центре обработки данных. В качестве хладагента обычно используется вода, поэтому она называется чиллером. Охлаждение конденсатора осуществляется за счет теплообмена и охлаждения воды при нормальной температуре, поэтому его также называют водоохлаждаемым агрегатом. Центры обработки данных предъявляют высокие требования к мощности охлаждения, и повышение энергоэффективности может быть достигнуто за счет выбора центробежного агрегата. В данной статье под чиллером понимается именно центробежный агрегат.
Центробежный холодильный компрессор — это компрессор роторного типа. Всасывающий патрубок подает сжимаемый газ на вход рабочего колеса. Газ вращается с высокой скоростью вместе с рабочим колесом под действием его лопаток. Газ совершает работу, его скорость увеличивается, после чего он вытягивается из выходного отверстия рабочего колеса и поступает в диффузорную камеру; поскольку газ выходит из рабочего колеса, он имеет высокую скорость потока, и для преобразования этой части скорости в энергию давления устанавливается диффузор с постепенно расширяющимся проточным сечением, который преобразует энергию для повышения давления газа; после того, как диффундированный газ собирается в спиральном корпусе, он поступает в конденсатор установки для конденсации. Описанный выше процесс представляет собой принцип работы центробежного компрессора, как показано на рисунке 1; кроме того, для конденсации и отвода холода система кондиционирования воздуха включает в себя систему охлаждающей воды и систему охлажденной воды.
01
Состав центробежного блока
Состав центробежной установки следующий: центробежный компрессор, испаритель, конденсатор, дроссельное отверстие, маслоподающее устройство, шкаф управления и т. д., как показано на рисунках 2 и 3. Компрессор в основном состоит из камеры всасывания, рабочего колеса, диффузора, изгиба и рефлюксного устройства, а также спирального корпуса.
Характеристики центробежного блока
Характеристики крупногабаритной центрифуги следующие:
1. Большая холодопроизводительность. Поскольку производительность всасывания центробежного компрессора не может быть слишком мала, его холодопроизводительность в одном агрегате относительно велика. Компактная конструкция, малый вес и небольшие размеры позволяют ему занимать небольшую площадь. При одинаковой холодопроизводительности вес центробежного компрессора составляет всего 1/5–1/8 от веса поршневого компрессора, и чем больше холодопроизводительность, тем заметнее разница.
2. Меньшее количество изнашиваемых деталей и высокая надежность. Центробежные компрессоры практически не изнашиваются во время работы, поэтому они долговечны и имеют низкие затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию.
3. В центробежном компрессоре компрессионная часть совершает вращательное движение, радиальная сила уравновешивается, поэтому работа стабильна, вибрация невелика, и специальное виброгасящее устройство не требуется.
4. Холодопроизводительность можно экономично регулировать. В центробежных компрессорах можно использовать такие методы, как регулировка направляющих лопаток, для регулирования энергии в определенном диапазоне.
5. Легко реализовать многоступенчатое сжатие и дросселирование, а также обеспечить работу одного и того же холодильника при различных температурах испарения.
Распространенные неисправности чиллеров
В процессе строительства и ввода в эксплуатацию холодильных установок могут возникать проблемы, а также сбои в работе. Устранение этих проблем и неисправностей связано с обеспечением безопасности эксплуатации и технического обслуживания центров обработки данных. Ниже приведены некоторые случаи, произошедшие во время строительства и эксплуатации холодильных установок. Соответствующие методы обработки и опыт приведены только для справки.
01
Отладка без нагрузки
【Проблемное явление】
В центре обработки данных необходимо провести отладку и тестовый запуск чиллера, однако установка оборудования для кондиционирования воздуха на терминалах не завершена, а также на площадке отсутствует необходимая эквивалентная нагрузка, поэтому пусконаладочные работы не могут быть проведены.
【анализ проблемы】
После завершения установки центрифуги в центре обработки данных, терминальное оборудование в компьютерном зале не установлено, канал подачи охлаждающей воды к терминалу заблокирован, и отладка чиллера невозможна. Нагрузка слишком мала, чтобы достичь нижнего предела нагрузки чиллера, и отладка невозможна. С другой стороны, поскольку отладка холодильной установки не была проведена, серверное оборудование в главном компьютерном зале не может быть включено и запущено, образуя замкнутый цикл; кроме того, в процессе отладки требуется огромная мощность фиктивной нагрузки, и процесс работы потребляет много энергии; все вышеперечисленные факторы приводят к проблемам с отладкой холодильной установки.
【Проблема решена】
Для отладки используйте метод отладки без нагрузки. Этот процесс заключается в полном использовании теплообменной мощности пластинчатого теплообменника, передаче холода, генерируемого испарителем холодильника, в конденсатор холодильника через пластинчатый теплообменник и передаче тепла, выделяемого конденсатором холодильника, обратно в испаритель через пластинчатый теплообменник, чтобы обеспечить полное соответствие холодопроизводительности холодильника и тепловой нагрузке, при этом градирня отнимает только мощность вала компрессора. Используя этот метод, легко провести комплексное тестирование производительности при различных нагрузках. Схема циркуляции воды в контуре замены пластинчатого теплообменника и отладки показана на рисунке 4.
Основные этапы отладки системы следующие:
1. Откройте перепускной клапан в подсборнике и убедитесь, что водоотвод не заблокирован, чтобы обеспечить циркуляцию, когда оконечный кондиционер не установлен;
2. Полностью откройте чиллер со стороны охлажденной воды и пластинчатый теплообменник, чтобы обеспечить беспрепятственное прохождение воды через чиллер и пластинчатый теплообменник, а также плавное смешивание холодной воды, забираемой чиллером, и тепла, возвращаемого пластинчатым теплообменником; в обычном режиме откройте насос охлажденной воды и вручную отрегулируйте частоту до 45 Гц или выше, обеспечив нормальную циркуляцию воды;
3. Полностью откройте клапан охлаждающей воды чиллера, частично откройте клапан на стороне охлаждающей воды в замененной панели и включите насос охлаждающей воды для обеспечения нормальной циркуляции воды. Отрегулируйте частоту насоса до 41-45 Гц; не включайте вентилятор градирни предварительно;
4. При нормальных условиях подачи охлажденной и охлаждающей воды включите чиллер и проведите пробный автономный режим работы;
5. Температура охлаждающей воды в чиллере начинает повышаться, а охлажденная вода начинает охлаждаться;
6. Отрегулируйте теплопередающую способность пластинчатого теплообменника в соответствии с открытием клапана охлаждающей воды пластинчатого теплообменника, регулируя открытие клапана в диапазоне от 1/4 до полного открытия;
7. В зависимости от температуры охлаждающей воды, частично включите вентилятор градирни, используя тот режим, который позволит снизить потребляемую мощность компрессора.
【Опыт】
Для снижения энергопотребления и с учетом естественного охлаждения центры обработки данных обычно проектируются с использованием технологии охлаждения с помощью градирни и пластинчатого теплообменника. Во время ввода в эксплуатацию теплообменная мощность пластинчатого теплообменника может использоваться для получения достаточного количества тепла от конденсатора чиллера в качестве тепловой нагрузки для ввода чиллера в эксплуатацию, то есть холод, генерируемый чиллером, отводится пластинчатым теплообменником.
Принцип работы без нагрузки заключается в максимальном использовании теплообменной мощности пластинчатого теплообменника: холод, выделяемый испарителем холодильника, передается на конденсатор через пластинчатый теплообменник, а тепло, выделяемое конденсатором холодильника, возвращается обратно на испаритель через пластинчатый теплообменник. Таким образом достигается согласование холодопроизводительности и тепловой нагрузки холодильника. Этот метод прост в эксплуатации и легко реализуем.
Дата публикации: 15 февраля 2023 г.
