浅谈AHU风墙群控在数据中心的应用

数据中心运维管理 · 公众号 · 数据库 · 2025-03-17 17:51

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引言

自然冷却是目前国内外公认的数据中心节能重要措施之一，合理地利用自然冷却技术可以明显减少数据中心的全年能耗。近十几年来，各种自然冷却技术应运而生，极大地推进了自然冷却技术在数据中心的应用和发展，其中风墙技术成为这些新型空调节能技术的应用探索之一。

风墙技术是指利用室外的自然新风作为冷源，当室外空气温度低于室内温度并且温度差达到一定程度，引入外界冷风将机房内的热量带走，达到机房内温度降低的目的。这种自然风冷的制冷方式能使数据中心所消耗的电能比之前降低20%~30%。风墙技术的主要特点是机房无地板送风、集成新风自然冷却功能，采用冷冻水或者机械制冷作为补充冷源，集成蒸发冷却模块，具有大风量、大冷量送风特点。近些年来一些设备厂商在风墙自然新风基础上增加蒸发冷却装置进一步提升能源使用效率。

风墙系统组成

风墙系统由以下单元组成：进风单元、加湿单元、风墙单元、排风单元、回风单元和控制单元，如图1 所示。

1 ）进风单元实现两个功能

自然风进风控制，自然风过滤处理。进风单元由以下设备组成：进风百叶，初效过滤器，进风风阀，中效过滤器，化学过滤器。

2 ）加湿单元实现的功能

当自然风湿度低于机房湿度要求，或因机房内循环导致冷凝水排出引起机房湿度低于机房要求时，通过加湿单元增加机房内环境湿度。为节约机房运行能耗，可采用微雾加湿解决方案。

3 ）风墙单元是风墙系统的核心单元

风墙单元实现的功能是内循环的空气过滤，提供机房冷却所需要的风量，通过冷水盘管冷却进入机房。

4) 排风单元

在自然风冷却运行模式下，将机房热通道中的空气排出机房。排风单元由排风百叶，排风扇，排风风阀，室外出口百叶组成。

5) 回风单元

在内循环模式或部分自然风冷却模式下，将全部或部分热通道内的空气送回风墙单元前的空气混合室。

6) 系统控制单元

由空气质量监测器和风墙系统控制器组成。空气质量监测器安装的机房外，监测空气的化学污染情况，风墙控制器安装在风墙内，控制单元实现的功能：通过传感器采集机房外部和机房内部各个关键点的温度、湿度、压力等数据；通过控制进风风阀、排风风阀和回风风阀实现自然风冷却或内循环风冷却送风方式；通过控制风墙风扇实现机房内部风量和风压的要求；通过控制冷水盘管实现机房送风的温度要求以达到机房冷却的目标，实现普通工况、部分空气侧节能工况和全空气侧节能工况的节能目标。

风墙的工作模式

风墙系统在不同工况下采取不同运行模式。

1）混风冷却模式

室外冷空气与数据机房回风热空气部分混合后送入机房区域，机械制冷停止，系统工作在完全自然制冷方式。

2）全新风冷却模式

室外冷空气全部送入机房区域，机房热空气全部排出室外，机械制冷停止或部分停止，系统工作在完全自然制冷方式或自然制冷与机械制冷的混合工作方式。

3）全回风模式

关闭室外新风进风，系统采用完全机械制冷方式。

4）防冻混风模式：

一种冬季运行模式，当室外温度较低时，在混风模式下，打开AHU单元水阀和水循环系统，利用机房热空气换热，在满足机房自然冷却的基础上，适度提高冷水的水温，防止水系统设备冻结。

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