數據中心制冷技術歷經風冷直膨式系統、水冷系統、水側自然冷卻系統及風側自然冷卻系統等時期，節能技術逐步發展。目前大型數據中心應用的間接蒸發自然冷卻方式，與傳統新風自然冷卻及冷凍水冷卻系統相比，具有室內空氣不受室外環境空氣質量的影響、噴淋加濕空氣不會影響室內濕度、過濾器維護成本低、耗水量少、節能水平高等特點和優勢。

　　一：蒸發冷卻技術分類

　　數據中心常用節能方式：

　　蒸發冷卻技術分類：

　　二：間接蒸發自然冷卻技術原理和結構

　　1、間接蒸發冷卻技術原理

　　間接蒸發冷卻作為蒸發冷卻的一種獨特等濕降溫方式，其基本原理是：利用直接蒸發冷卻后的空氣(稱為二次空氣)和水，通過換熱器與室外空氣進行熱交換，實現新風(稱為一次空氣)冷卻。由于空氣不與水直接接觸，其含濕量保持不變，一次空氣變化過程是一個等濕降溫過程。

間接蒸發冷卻原理示意圖

　　2、間接蒸發冷卻機組結構

　　間接蒸發系統由噴淋裝置、換熱芯體、室內風機、室外風機、機械制冷補充裝置、控制系統等組成。

　　三：間接蒸發自然冷卻系統運行模式

　　蒸發冷卻基于干濕球溫差制冷，注重環境干球溫度和濕球溫度，主要存在三種工作模式：

　　1. 間接風風換熱自然冷卻模式（室外＜18℃）

　　在冬季室外溫度低的情況下，上部室外側氣流進入機組。首先進行空氣過濾。因為室外空氣溫度低，無需絕熱蒸發所產生的制冷量足夠在換熱器內冷卻服務器機房回風。經過換熱器后，吸收熱量的室外空氣回到上部，由室外側EC 風機墻排放到室外。在機組下部分，機房內部的熱回風首先經過過濾，在熱交換器中和室外空氣進行熱交換。冷卻后的機房回風，經過室內側EC 風機墻被送入服務器機房。

干模式運行示意圖

　　2. 間接蒸發自然冷卻模式（干球溫度＞18℃，濕球溫度＜18℃）

　　在春秋季室外溫度較低的情況下，上部室外側氣流進入機組。首先進行空氣過濾。因為室外空氣溫度不夠低，需要通過高壓微霧噴淋進行絕熱蒸發制冷的來補充制冷量。室外空氣在換熱器內冷卻服務器機房回風，吸收熱量的室外空氣回到上部，由室外側EC 風機墻排放到室外。在機組下部分，機房內部的熱回風首先經過過濾，在熱交換器中和室外空氣進行熱交換。冷卻后的室內空氣，經過室內側EC 風機墻被送入服務器機房。

濕模式運行示意圖

　　3. 間接蒸發自然冷卻+機械冷卻的混合模式（濕球溫度＞18℃）

　　在夏季室外溫度高的情況下，上部室外側氣流進入機組。首先進行空氣過濾。通過高壓微霧噴淋進行絕熱蒸發制冷來補充制冷量。室外空氣在換熱器內冷卻服務器機房回風，吸收熱量的室外空氣回到上部，由室外側EC 風機墻排放到室外。在機組下部分，機房內部的熱回風首先經過過濾，在熱交換器中和室外空氣進行熱交換。因為室外空氣溫度高，經過換熱器冷卻后的室內空氣溫度仍然未到達送風溫度要求，還需要補充機械制冷。經過室內側EC 風機墻后，因為機械制冷風閥關閉，機房回風只能再經過機械制冷盤管，經過制冷后機房回風達到設定送風溫度后被送入服務器機房。

混合模式運行示意圖

　　四：應用優勢和局限

　　1、造價方面

　　業界有人認為間接蒸發冷卻的整體投資成本高于傳統冷凍水系統。

　　但值得一說的是：經過幾年的快速發展和大量落地應用，間接蒸發冷卻出現了成本的快速大幅下降,傳統冷凍水系統的造價成本則一直保持相對穩定或微調。

　　2、系統可靠性

　　行業內大型數據中心往往傾向于采用傳統集中冷凍水系統，認為是技術路線成熟，多年廣泛應用，穩定可靠。所以強調高可靠性的數據中心，比如大型金融數據中心，基本會選擇傳統集中冷凍水系統，而小型金融數據中心會選擇風冷直膨系統。不過，經過幾年的成熟應用，間接蒸發冷卻因其產品化模塊化的部署方式，通常不必擔心有系統性的重大故障，故障則體現在產品的層面，選擇間接蒸發冷卻技術的業主單位表達出對可靠性的不同理解。

　　3、運維方面

　　間接蒸發冷卻和傳統空調水系統相比，夏季維護量基本相當，而從全年看間接蒸發冷卻肯定有優勢，尤其是冬季基本不需要維護，對運維的挑戰相對較低，有業主認為采用間接蒸發冷卻可以不必像傳統冷凍水空調系統那樣“操心”，體現出其運維的優勢。

　　4、市場認可度

　　傳統冷凍水系統多年居于大型數據中心的最大份額，成熟應用是其最大的因素，尤其是安全要求高的數據中心，源于各種規范均有關于傳統冷凍水系統的技術要求，建設中從設計到投產的各個環節均有相關標準可循，可操作性強，所以獲得長期認可。

　　間接蒸發冷卻在數據中心領域相對年輕，大型項目的成熟案例較少。但傳統冷凍水空調系統的工程化屬性與數據中心分步建設和彈性靈活部署是較難調和的矛盾，運維難度較大。隨著間接蒸發冷卻技術和自然冷卻風冷直膨系統的不斷創新進步，這兩項技術也出現了較高運行效率和低PUE的案例，在產品化、模塊化、彈性靈活、少運維工作量等方面優于傳統冷凍水系統。

　　5、方案設計

　　間接蒸發冷卻技術和傳統冷凍水系統這兩種方案中，間接蒸發冷卻設備廠商和設計單位的配合關系相對前置化，也就是在設計方案前期就需要按照間接蒸發冷卻特有的技術要求進行，甚至不同的廠商提出的土建配合要求也不盡相同，甚至存在較大差異，這就為項目的實施帶來較大的困惑。

　　按照傳統冷凍水系統進行設計的項目，或者建筑形式已經確定的項目，或者設計方案已經報批完成的項目，如果想要改為間接蒸發冷卻技術，將會比較困難，尤其是在一線城市。畢竟是屬于空氣冷卻方式，空間和占地問題是間接蒸發冷卻不可回避的一個弊端，這也是目前業內公認的。在一線城市土地資源緊張的情況下，間接蒸發冷卻未來發展的空間受限，二三線城市由于土地資源相對寬松，可能會是未來間接蒸發冷卻轉移戰場的重點發展區域。

典型的間接蒸發冷卻平面布置圖

間接蒸發冷卻側墻安裝方式

間接蒸發冷卻屋面安裝方式

　　6、地域限制

　　間接蒸發冷卻的另外一個短板是受氣候條件的嚴重限制，不同氣象參數帶來不同的風機的參數以及DX或CW的配比。另外，氣流組織、芯體材質和片距，對于換熱量和風機耗電量的最佳匹配有著至關重要的影響，當然進而影響PUE。隨著機房室內溫濕度范圍要求的寬泛趨勢和升溫趨勢，間接蒸發冷卻也逐步在發生改變，其應用的區域場景已從西北逐步往東南方向挺進，即使在深圳也有應用案例，只是相對北方案例的效率有所降低。

　　五：案例應用

　　美國Sabey 昆西數據中心

　　Sabey Quincy（昆西）數據中心采用單平層結構，建筑層高7.2米，空調系統采用間接蒸發冷卻，直接膨脹式（DX）制冷系統作為冷量補充。空調系統為模塊化結構，安裝在建筑樓頂，鑒于Sabey的經營模式，完全可適應模塊化建設的節奏和要求。

　　在長達6年的運行中，該項目的間接蒸發冷卻機組承受了諸如森林火災，沙漠的高硬度地下水等惡劣環境的考驗，獨特的聚合物間接蒸發換熱器無需任何軟化水處理，同時可以通過特殊的自清潔功能，始終保持高效率運行，在滿負載整體系統測試中，記錄下的頂峰PUE為1.25，年均PUE為1.16。連續三年被美國能源部評選為能源之星。

　　資料摘自CDCC《數據中心間接蒸發冷卻技術白皮書》

　　美國Supernap數據中心

　　間接蒸發冷卻在美國案例眾多。但在歐洲卻并未成為主流，雖然也有部分項目實際應用，但近幾年來主流方式返回到風冷式冷凍水方案，而非水冷。這種現象背后的原因復雜，據行業人士分析，除了業務模式以外，和歐洲對于水源和水質的管理、用水成本、人工成本、維護成本、設備可靠性以及環境保護等眾多因素相關。

　　法國巴黎COLT數據中心

　　巴黎Colt數據中心位于法國巴黎市，建筑整體分為2層，每層層高約7m，建筑整體高度14m。每層部署一個數據中心，每層機房面積約5000平方米，形成了上下2層共2個模塊機房。采用間接蒸發自然冷卻機組，每臺設備顯冷量為320kW，每層機房模塊配置6臺機組，采用5+1冗余配置。每臺設備均配置部分制冷量的DX輔助制冷單元。