机房水冷空调管路应该如何安装布局？-技术圈

近年来随着云计算技术的快速发展，全球数据中心开始向着巨型化的方向发展，单机柜功率密度不断提高，5KW、7KW、10KW甚至几十KW功率机柜已逐步成为常规配置。新一代数据中心更显著的表现为：规模更大、密度更高、制冷要求更高、局部过热成为常态等特点。本文就来探讨下水冷机房空调管路安装布局问题。

（AI示意图，不对应文中任何具体信息）

新一代数据中心典型的空调水冷系统的结构基本都是由下属三大部分组成：

(1) 由冷却塔+冷却水泵+冷却水供水及回水管路组成的空调冷却水系统;

(2) 由冷水机组+冷冻水泵+冷冻水供水、回水管路组成的空调冷冻水系统;

(3) 由分水器+末端空调+风机盘管+集水器+冷冻水泵组成的空调制冷量分配系统。

同时为保证冷冻水供水和冷却水供水系统均能可靠、稳定运行，设计中将冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵分水器、集水器、主管路等都设计成1+1冗余备份方式。正因为如此，系统管路设计布局也变得复杂。

一、管路系统总体工艺要求

管路系统总体工艺要求如下文所述。

1、冷冻水管（双供双回）末端采用直通管或环管。

供水管路上安装截止阀、温度计、压力表及过滤器，末端位置设置排气阀等；回水管路上安装截止阀、温度计、压力表及平衡阀，末端位置设置排气阀等；如需增加一重安全保障，相邻两组（双供双回）水管可做旁通管路。

2、冷冻水供回水管敷设于架空地板下。

需要做好相关防水、挡水、漏水告警、排水设计及施工管理，避免水管或链接软管漏水损坏设备机架。设置专用泄水槽及挡水围堰，泄水槽内管道及支架不应阻挡排水。机房地面做防水前预埋膨胀螺栓，供后期管道支架安装。膨胀螺栓与楼板缝隙间填充防水材料，做好地面防水及坡度，确保及时通畅排水。

3、冷冻水供、回水管敷设坡度不小于0.003。

水系统中的最低点处应配置如DN25的泄水管，并配置相同管径的全铜截止阀；在最高点处，应配置如DN20的全铜自动排气阀。排气阀前同样安装截止阀。

4、冷凝水管敷设坡度不小于0.003，空调冷凝水最终排至本机房内就近地漏。

冷凝水管干管始端设置扫除口。另外，空调冷凝水管必须做充水实验，无渗漏为合格。

管道的支、吊、托架，应置于保温层的外部，在穿过支、吊、托架处应镶以垫木。多根管道共用支吊架或管径大于300mm的单根管道吊架，宜采用门型抗震支吊架。
管道抗震支吊架不应限制管线热胀冷缩产生的位移，空调管道管径大于或等于DN65的水平管道。
当其采用吊架、支架或托架固定时，应设置抗震支承。

二、管路系统管径设计要求

数据中心单个机房内以每个冷通道为单位，每个冷通道内根据主用空调冷量、供回水温差如5~6 ℃、比摩阻100~300Pa/m计算管径。

通常，电源机房冷冻水房间级空调单台100~140kW空调供回水管管径DN80；主设备机房冷冻水列间空调同一冷通道共用双供双回管路管径选择DN100或DN125；传输机房同侧多台冷冻水房间级空调共用双供双回水管管径选择DN125或DN150及以上。

冷冻水管路系统常用到4种管径可参考查询表1。

三、管路系统空间布局要求

空间布局在管路系统的设计中扮演着关键角色。良好的空间布局不仅有助于提高系统效率，还方便未来的维护和检修。关键要点包括：

1、足够的维护空间：确保所有管道和设备周围有足够的空间，以便进行日常维护和紧急修理。

2、合理的管道走向：管道应尽量沿直线布置，减少弯头和接头的使用。同时，应考虑建筑结构和其他设施，避免与电线、通风系统等相冲突。

3、考虑热膨胀：在管道布局中考虑热膨胀的影响，特别是在长距离管道中，需要设置膨胀节或弯曲部分以吸收热膨胀产生的应力。

四、水冷机组管路链接注意事项

水冷机组的管路连接是系统安装中的一个重要环节。需要特别注意的事项包括：

1、机房专用空调每个制冷系统使用一个板式换热器（冷凝器）和一个水流量调节阀。系统要接上冷凝器供水（进水）管和回水（排水）管。

2、冷凝器供水管的一边必须安装一个滤网（网孔为1mm）和多个隔离阀。其中一个隔离阀可以是平衡阀。

3、带有平衡阀的冷凝器水系统，其水泵的效率会更高，能够更准确地控制水量分布。

4、另一方面，水流量调节阀通过调节内部水流保持最适宜的冷凝温度。

5、建议单独排布各制冷系统的冷却水管路，这样当检修其中一条管路时，另一条仍然能够运行。

6、水压的要求应该能够克服水系统所有零部件所产生的水压降，考虑到系统长期运行产生水垢、杂质等导致水压降升高的可能，所以选择扬程部件时（如水泵）应考虑适当给出20％～25％的余量。

水冷机组的系统布局，连接的管路有以下几种：

1．室内机的冷凝水排水管

2．远红外加湿器进水管

3．冷凝侧水管的连接

机房专用空调室内机的进出水管接头为公接头，如图所示。现场接管时可以自己选配母接头，也可以采用直接焊接的形式，推荐使用螺纹连接，注意保证密封性。

五、管路系统的绝热和减震措施

绝热和减震在水冷机房空调管路系统中也占有非常重要的位置。这些措施不仅有助于提高能效，还能减少噪音和设备磨损，延长系统的使用寿命。

1、绝热措施：适当的绝热能有效减少能量损失，特别是在管道输送冷媒的过程中。使用高质量的绝热材料，如聚氨酯泡沫或玻璃棉，能有效避免冷凝水的形成，并保持系统内冷媒的温度。

2、减震措施：水冷空调系统在运行过程中可能产生振动，这种振动如果不加以控制，可能会导致管路接头松动，甚至损坏设备。因此，使用减震支架和吸振材料是必要的。例如，可以在管道支撑点安装橡胶或弹簧减震器，以减少振动传递。

六、管路系统的测试与调试

在水冷机房空调系统的管路安装完成后，进行全面的系统测试和调试是保证系统运行效率和安全的关键步骤。

1、系统压力测试：在系统投入运行之前，必须进行压力测试，以确保管路系统在设计工作压力下无泄漏。这通常包括静态压力测试和动态压力测试。

2、系统流量和温度调试：系统的流量和温度调试对于确保空调系统达到最佳运行状态至关重要。这包括调整流量控制阀门，确保每个回路的流量符合设计要求，以及检查并调整冷媒的供给温度。

3、系统运行模拟：在实际投入使用前，进行系统运行模拟是一种有效的测试方法。这可以帮助发现潜在的问题，并确保系统在全负荷和不同工况下都能稳定运行。

来源：制冷空调换热器