### 数据中心空调系统节能技术——自然冷却应用
#### 一、概述
随着信息技术的快速发展，数据中心作为信息处理的核心设施，其规模与日俱增。与此同时，数据中心内的服务器热密度不断提高，导致能耗问题日益突出。据统计，制冷系统在数据中心总能耗中占据了约40%的比例，其中压缩机的能耗更是达到了制冷系统总能耗的50%左右。因此，探索高效的制冷技术对于降低数据中心的运营成本至关重要。
自然冷却技术作为一种节能减排的有效手段，逐渐受到业界的关注。它能够显著降低数据中心的能耗，尤其在适宜的地理环境下效果更为明显。自然冷却技术主要分为直接自然冷却和间接自然冷却两种形式。
#### 二、直接自然冷却
直接自然冷却技术通过直接利用室外的低温空气来为数据中心降温，是一种简单且有效的节能措施。具体来说，该技术又可以细分为简易新风自然冷却系统和新风直接自然冷却系统。
##### 2.1 简易新风自然冷却系统
简易新风自然冷却系统是一种结构简单、易于实现的自然冷却方案。它主要由普通下送风室内机组和新风自然冷却节能风帽模块组成。风帽上装有外部空气过滤器，用于过滤室外空气中的杂质。此外，还设置了压差开关，一旦过滤器堵塞，就会触发报警信号，便于及时维护。该系统通过调节新风阀和回风阀的开度来控制新风比例，根据室外温度和室内温度的差异来决定是否启动自然冷却模式。
- **运行模式**：
- 当室外温度不满足自然冷却条件时，系统进入压缩机模式。
- 在自然冷却可启动的温度范围内，如果自然冷却提供的冷量不足，则系统进入混合运行模式。
- 当室外温度低于18℃时，系统进入自然冷却模式。
- **优势**：
- **高效节能**：通过利用新风制冷，减少了压缩机的工作时间，从而降低了整体能耗。
- **改造成本低**：仅需增加风帽组件并引入新风即可，无需复杂改造。
- **运行成本低**：压缩机运行时间减少，相应地降低了能耗。
- **适用范围广**：适用于多种类型的下送风机组。
- **降低精密空调能耗**：EC风机的应用进一步降低了空调能耗。
- **节省投资**：一组机组可共享一个外部传感器。
- **应用区域**：适用于中国大部分地区，但需要注意避免阳光直射，并考虑灰尘、烟雾、湿度等因素的影响。
##### 2.2 新风直接自然冷却系统
新风直接自然冷却系统相比简易新风自然冷却系统更为先进。它同样由室内机组、新风阀、回风阀及防霜风阀的节能混风箱模块以及排风口组成。当室外温度达到一定条件时，系统自动切换至自然冷却模式或混合模式。
- **运行模式**：
- 当室外温度高于24℃时，系统进入压缩机制冷模式。
- 当室外温度在18℃～24℃之间时，系统进入混合运转模式。
- 当室外温度不高于18℃时，系统进入新风自然冷却模式。
- **优势**：
- **更高效的调节能力**：系统能够根据室外温度和机房热负荷的变化自动调节新风阀、回风阀及防霜风阀的开度。
- **灵活性高**：能够根据实际情况灵活选择运行模式。
- **更低的能耗**：通过优化运行模式，进一步降低了能耗。
#### 三、结论
自然冷却技术是数据中心空调系统节能的关键技术之一。无论是简易新风自然冷却系统还是新风直接自然冷却系统，都能够有效降低数据中心的能耗。通过合理设计和管理，这些技术不仅可以提高数据中心的能效，还能为企业带来经济效益，同时也有助于环境保护。未来，随着技术的进步和应用场景的扩展，自然冷却技术将在数据中心领域发挥更加重要的作用。
