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冷却塔在数据中心的应用

　多年来，由于增加服务器的密度并减少其体积的大小，服务器的密度变得越来越高，数据中心正日益产生更多的热量。因此，每平方英尺产生热量的瓦数正在不断上升，这种功率密度的增加严重制约了传统的冷却方法和技术。同时，大量的能源应用于数据中心之后转换成大量的热，这是一个周而复始的过程，鉴于这种能源消耗与能源成本，***一直在寻找既能降低能源成本又环保的方法。其中一种方法是使用冷却塔。本文就冷却塔的工作原理及应用特点做简单介绍。

　　正如它的名称表明的那样，冷却塔是一种塔状设备，负责冷却数据中心并把废弃的热量排放到大气中。冷却塔使用冷却水或者仅仅使用空气消费数据中心废弃的热量。冷却塔有各种尺寸，简单的冷却塔有房顶高，巨大的冷却塔占地面积直径达100米。数据中心安装多大尺寸的冷却塔主要取决于需要清除的热量总量和其它相关的因素。

　　冷却塔的工作原理:冷却塔是利用水和空气的接触，通过蒸发作用来散去设备或制冷空调中产生的废热的一种设备。基本原理是：干燥(低焓值)的空气经过风机的抽动后，自进风网处进入冷却塔内;饱和蒸汽分压力大的高温水分子向压力低的空气流动，湿热(高焓值)的水自播水系统洒入塔内。当水滴和空气接触时，一方面由于空气与不的直接传热，另一方面由于水蒸汽表面和空气之间存在压力差，在压力的作用下产生蒸发现象，带到目前为走蒸发潜热，将水中的热量带走即蒸发传热，从而达到降温之目的。

　　冷却塔的工作过程：圆形逆流式冷却塔的工作过程为例，热水自主机房通过水泵以一定的压力经过管道、横喉、曲喉、中心喉将循环水压至冷却塔的播水系统内，通过播水管上的小孔将水均匀地播洒在填料上面;干燥的低晗值的空气在风机的作用下由底部入风网进入塔内，热水流经填料表面时形成水膜和空气进行热交换，高湿度高晗值的热风从顶部抽出，进入塔内的空气、是干燥低湿球温度的空气，水和空气之间明显存在着水分子的浓度差和动能压力差，当风机运行时，在塔内静压的作用下，水分子不断地向空气中蒸发，成为水蒸气分子，剩余的水分子的平均动能便会降低，从而使循环水的温度下降。从以上分析可以看出，蒸发降温与空气的温度(通常说的干球温度)低于或高于水温无关，只要水分子能不断地向空气中蒸发，水温就会降低。但是，水向空气中的蒸发不会无休止地进行下去。当与水接触的空气不饱和时，水分子不断地向空气中蒸发，但当水气接触面上的空气达到饱和时，水分子就蒸发不出去，而是处于一种动平衡状态。蒸发出去的水分子数量等于从空气中返回到水中的水分子的数量，水温保持不变。由此可以看出，与水接触的空气越干燥，蒸发就越容易进行，水温就容易降低。

　　由此可见，冷却塔的工作原理很容易理解。简单的说，通风的空气从正确的角度吹向滴下来的水，当空气通过这些水滴的时候，一部分水就蒸发了，由于用于蒸发水滴的热量降低了水的温度，剩余的水就被冷却了。这种方法的冷却效果依赖于空气的相对湿度以及压力。

　　蒸发的水的总量随着湿度的下降而增加，剩余的水的温度也随着下降。换句话说，湿度越低，冷却塔的冷却效果就越好。普通的冷却塔有各种形状和尺寸。根据工作量的需求和安装的位置，有的冷却塔形状像一个倒着放的漏斗，有的冷却塔像一个小箱子。

　　必须要记住，安装冷却塔的***初成本肯定比安装那些没有冷却塔的传统的冷却系统高得多。但是，这肯定是一次性的成本，但是每一年节省的成本将不断增加。因此在一段时间里，冷却塔肯定能够节省大量金钱和珍贵的能源。考虑到***的能源状况，节省能源是更加重要的。

　　冷却塔在数据中心的应用已经受到了重视，英特尔***近介绍了它在两个高密度数据中心成功地使用冷却塔的情况，通过使用湿气节能设备减少了冷却设备的电源消耗。采用这种方法每年能够节省14.4万美元电费。无论按照什么标准衡量这都是很大的节省。

　　不过在英特尔的这个冷却塔试验中还发现这种节能设备的也许没有***初看起来那样节省。这种矛盾的原因是冷却塔需要一个庞大的加湿系统和预热。这将增加整个系统的成本和复杂性。

　　还有一个争论说由于使用冷却塔的这种节能设备的湿的方面需要更多的温度较低的水，因此，冷却塔风扇部分将消耗更多的能源，所以它并不便宜。但是，试验结果表明这没有负m的影响，冷却塔从长远看仍是节能的。

　　因此，我们看到，冷却塔是利用自然的免费的空气在工业机构和数据中心提供冷却的一种***的方法。从长远看，这种方法实际上节能的。期待冷却塔在未来能增加应用，从而在给企业带来好处的同时能够节省更多的宝贵的能源。但是任何单个的策略都会有自己的局限性，因此，数据中心要达到***d限度的节能效率就需要采取全m的方法，CIO们需要把行业中目前所有的降低能耗的方法智能地组合起来，广东闭式冷却装置，寻找减少能源消耗的新途径。

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冷却塔类型介绍及维护***的方法

冷却塔介绍：冷却塔是用水作为循环冷却剂，从一系统中吸收热量排放至大气中，以降低水温的装置;其冷是利用水与空气流动接触后进行冷热交换产生蒸汽，蒸汽挥发带走热量达到蒸发散热、对流传热和辐射传热等原理来散去工业上或制冷空调中产生的余热来降低水温的蒸发散热装置，以保证系统的正常运行，装置一般为桶状，故名冷却塔。 冷却塔分为开式冷却塔和闭式冷却塔，开式的维护主要是保持循环水的浓缩倍率，然后是定期检查填料；闭式冷却塔维护相对简单，保持喷淋水的浓缩倍率，两个月清理一下水箱，一年清理换热管上的水垢。冷却塔是集空气动力学、热力学、流体学、化学、生***学、材料学、静、动态结构力学，加工技术等多种学科为一体的综合产物。水质为多变量的函数，冷却更是多因素，多变量与多效应综合的过程。

冷却塔的运行与维护：冷却塔在热力性能方面的正常运行主要包括进塔的循环水量、空气量和热传导特性等三个因素，其中任何一个或几个条件发生变化时，塔的运行工作就会受到影响。为使冷却塔的性能良好，闭式冷却装置品牌，应保持塔的清洁及配水的均匀性和风量分布的均匀，以便能获得连续的较理想的冷却能力。切勿使污垢、藻类、苔藓等积聚，以免堵塞配水系统或排（出）水系统，还应保持测量孔板无碎屑以保证正确计量与控制。引起空气流量的变化有以下几方面：变更风机工作的静压点，闭式冷却装置简介，变更风机的转速或者改变风机翼片的倾斜角。除此以外在填料或收水器上聚结水垢、油脂、藻类，以及流进填料的水负荷过大亦会造成空气流量的减少。 安装在风筒内的风机，如受到损害后会使翼片顶端到风筒内壁的间隙增加而降低风机的效率，塔的壳体板坠落后空气漏入亦会使流经填料的空气量降低。填料变形脱落、喷嘴阻塞、配水管道内杂物沉积都是造成传热效果不好良的重要因素。上述这些问题如不及时得到有效的维护，那么对于气流、水流和热传导等方面均会造成较严重的危害。然而对冷却塔的维护管理往往不够重视，被人们所疏忽。这个问题一度是普遍存在的通病，主要原因是对冷却塔维护的重要性及必要认识不足，不于重视，故造成冷却塔运行过程中不正常或发生故障。

如何降低闭式冷却塔的耗水量

随着社会的发展，各国水资源正遭受不同程度的污染；我国是发展中***中的大国，水资源的需求正不断上升，如何在工业和生活上真正做到节约用水是社会发展的重要课程，也是一个难啃的问题。

在闭式冷却塔的水气热交换中，水蒸发吸收潜热、湿空气升温吸收显热，是冷却水温度降低的原因.众所周知，水的蒸发潜热是很大的（约2427.9KJ/KG或580Kcal/KG）而空气的比热则是很小的（0.2Kcal/kg℃），所以两种热量传递方式中，尤其是在气候温度比较高时，水的蒸发吸收的热量是引起冷却水降温的主要原因，而水、气之间的温差传递则是次要的，二者比值将随着气候条件而变化。通常，可设水蒸发吸热占总散热量的75~80%，温差传热占20~25%，并以此比值估计水塔的空气用量，但是实际上则不然，许多资料表明，水蒸发吸收的热量随气候条件变化是很明显的，高可达95%以上，闭式冷却装置图解，低则小于75%，了解闭式冷却塔的工作原理，就不难进行耗水量分析，如不考虑冷却水系统的漏损。