技術咨詢

制冷主機簡稱冷機,是數據中心空調系統的重要組成部分,其載冷劑一般為水,簡稱為冷水機組,其冷凝器的冷卻利用常溫水的換熱降溫來實現,故也稱為水冷機組。數據中心冷量需求大,選用離心式機組可以獲得較好的能效，本文的冷水機組專指離心機組。

一、冷水機組原理

離心式制冷壓縮機是一種回轉式速度型壓縮機,吸氣管將要壓縮的氣體引入到葉輪進口；氣體在葉輪葉片的作用下跟著葉輪做高速旋轉，通過葉輪中的葉片對葉輪槽道中的氣體作功；提高氣體的速度后引出葉輪出口處,然后導入擴壓腔；因為氣體從葉輪流出后,具有較高的流速,為了將這部分速度能轉化為壓力能,在葉輪排氣口外側設置了流通截面逐步擴大的擴壓器,進行能量的轉換,以提高氣體的壓力；擴壓后的氣體在蝸殼里匯集起來后，進入機組的冷凝器進行冷凝，以上這一過程就是離心機的壓縮原理，另外為了冷凝和把冷量帶走，空調系統包含冷卻水系統和冷凍水系統。

二、離心機組組成

離心機組組成如下：包括離心壓縮機、蒸發器、冷凝器、節流孔板、供油裝置、控制柜等組成。其中壓縮機主要由吸氣室、葉輪、擴壓器、彎道與回流器、蝸殼組成。

三、離心機組的特點

（1）制冷量大。由于離心式壓縮機的吸氣量不能過小,因此離心式壓縮機的單機制冷量都較大。

（2）易損件少,可靠性高。離心式壓縮機在運行過程中幾乎無磨損,因而經久耐用,維修運轉費用較低。

（3）離心式壓縮機中的壓縮部件為旋轉運動,在徑向受力平衡,因而工作平穩，振動小。

（4）能夠經濟地進行冷量調節。離心式壓縮機可以采用如導流葉片調節等辦法,使能量在一定的范圍內調節。

（5）易于實行多級壓縮和節流,可實現同一臺制冷機多種蒸發溫度的操作運行。

四、冷水機組常見故障

1、低壓警告

某數據中心一臺冷凍機組運行過程中發生制冷能力下降現象，后觸發冷機低壓警告,機組外部檢漏正常，采用肥皂水溶液涂抹到懷疑有滲漏的部位,冷凝器、壓縮機、蒸發器之溫度傳感器、壓力變送器、維修角閥、安全閥等絲扣連口及其它部位,未發現漏點,懷疑蒸發器內有泄漏,打開端蓋查漏,確認為冷機蒸發器產生泄漏。

【問題解決】補漏方法:找出泄漏的管子,作好標記,維修時抽出舊換熱管,更換新管后在端板處進行脹管,再進行檢漏和氣密試驗;如果泄漏的管子比較少,也可用堵頭將該銅管兩頭堵死。現場考慮只要一根銅管泄漏,就在該銅管兩頭進行了封堵,經查漏、抽空重新加注制冷劑調試后,冷機恢復正常運行。
2、低流量警告

某冷機運行中,突然發生低流量警告，導致冷機停機，制冷中斷，嘗試消除故障,發現低流量警告故障一直存在,冷機無法開啟?，F場檢查水泵運行情況、冷機閥門開啟情況和流量情況,均正常,而流量開關觸點始終呈現開路,無法閉合,懷疑流量開關存在問題?！?/span>

【問題解決】現場停泵,關閉流量開關兩頭閥門，拆卸流量開關，發現靶式流量開關已經折斷損壞，更換流量開關后,冷機正常開啟和運行。　

3、高壓故障

某小型數據中心冷機運行過程中發生高壓故障停機，復位后重新開機,不久又觸發高壓停機，停機前冷機伴有嚴重喘振現象，維護人員反映停機前發生多次較嚴重喘振現象。復位后開機,發現冷凝溫度偏高,運行過程中有多次喘振現象，通過咨詢了解，冷機負荷率80%時，冷卻水溫進33℃,出37.5℃，水溫偏高，檢查小溫差為6℃，嚴重偏大，對應冷凝溫度為43.5℃，根據上述數值判斷，冷機高壓原因為冷凝不良和小溫差過大。

【問題解決】現場先進行冷機保養，更換了冷凍油和過濾器;再進行冷卻塔維護,更換調整風機皮帶,調整風車傾角角度,對冷卻塔填料和冷卻塔水盤進行清洗維護,更換冷卻塔部分填料,并進行水質處理;之后拆洗水系統管路上所有的過濾器,系統投入運行,冷卻水溫進29.1℃,出34.5℃,冷機小溫差也只有1℃,喘振和高壓現象消失,系統恢復正常運行。
4、低流量停機

某冷機運行過程中,一臺冷機的冷卻水發生低流量控制器動作，冷機停止工作。發生流量告警故障,一般常見原因：水泵工作發生異常、過濾器堵塞導致的低流量，也可能是流量控制器故障或者設置值異?！，F場檢查,發現水泵運行正常,兩端閥門工作正常，但Y形過濾器兩頭壓差異常,明顯偏大，判斷為Y形過濾器堵塞。

【問題解決】停水泵，關過濾器兩端閥門,泄壓后對過濾器進行拆卸，發現過濾網上有臟污導致堵塞，清洗重新安裝后，開啟冷卻水泵,冷卻水流量恢復正常，流量開關無警告，冷機正常工作。
5、冷機COP偏低

某數據機樓中，配置4臺冷機，日常運行三臺冷機，其額定COP均為5.5。但實測發現，即使在滿負荷工況下,這三臺冷機也達不到額定值,其中最低一臺僅為3.5,最高一臺為4.5。離心機組COP偏低的原因,常見問題有冷機負荷率偏小，設備功能老化等,冷機和冷卻塔效率偏低導致冷卻水回水溫度偏高等?，F場檢查,每臺冷機制冷量為2037KW，而實際每臺冷機供冷量只需要1500KW，低負載率導致了低效率；另外一個原因是設備性能老化，機組長時間運行中，冷卻水質處理不及時，冷機和冷卻塔換熱效果較差，導致效率降低。

【問題解決】現場對冷機和冷卻塔進行清洗，并進行水質維護；也對冷機工況進行調整，補充部分制冷劑，正常維護后，冷機COP到達5.3左右，恢復到額定值。