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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，冷却水塔好不好，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，冷却水塔怎么样，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，寻找减少能源消耗的新途径。

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闭式冷却塔盘管应选用何种材质

闭式冷却塔的盘管材质目前比较常用的有三种，分别是碳钢管、不锈钢管和紫铜管。但是由于碳钢管的材质使用寿命比较短，所以使用的相对比较少，铜管和不锈钢管就比较常见了，因为这三种盘管的材质价格相差比较大，所以很多企业在选购闭式冷却塔的时候会考虑的成本问题，选择使用不同的冷却盘管。下面是我们闭式冷却塔厂家对盘管材质选择的一点建议：

1.本着闭式冷却塔长期使用的客户要求，我们建议应该s选铜管和不锈钢管的，因为使用寿命长久，冷却水塔找哪家，能够承受的使用环境更为广泛，在很多存在弱酸性弱碱性环境当中，依然有很好的抗腐蚀表现和使用寿命表现；

2.如果选择碳钢管，我们建议要求厂家对碳钢管进行镀锌处理，因为镀锌处理，天津冷却水塔，并不会过大的提高盘管的试用成本，但是确实可以很好的延长试用寿命，但是这种方法与铜管和不锈钢管的使用寿命是无法比拟的，没有可比性；

3.如果对水质水沟要求比较严格，我们建议采用不锈钢管的，因为不锈钢管的表面氧化层更加致密，水沟无法存留在表层，即使是长期使用，依然不会产生明显的水垢，而影响水质和盘管的散热能力；

4.如果要求散热更快。我们厂家就会建议选用铜管，因为铜管的壁厚一般在8-10mm，器管壁比较薄，传热率会更高，具有更好的效果，但是唯y有一点不足的就是需要定期对表层的水垢进行清理，因为铜管表面的水垢产生速度是比较快的。

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闭式冷却塔和蒸发式冷凝器有区别吗？

同样都是冷却设备，但闭式冷却塔和蒸发式冷凝器之间是存在着明显区别的，作为外行来说这是很难分辨的

闭式冷却塔与蒸发式冷凝器都是应用比较广泛的工业制冷设备之一，虽然从外形构造自己材料配件上看，两者有很多的相似之处，但是蒸发式冷凝器相比闭式冷却塔来说省去了显热传递这一环节，所以使得冷凝温度更加接近空气的湿球温度。从这一点就可以知道，非常节水，三分之一的闭式冷却塔之用水量就可以满足了。

它们的应用领域也不同，闭式冷却塔被认为在大多数工业领域中使用的大型制冷设备设施，而蒸发式冷凝器一般大多被认为在冷库建设或***空调等生活领域中的应用之制冷设备设施，当然在电力领域、冶金、冷链领域及化工领域应用也较多。