【学员问题】冷冻水系统的沟槽管道连接技术？
【解答】统计数据显示，一个典型的数据中心中，空调系统消耗了45%的电能，UPS供配电系统消耗了24%的电能，照明系统消耗了1%的电能，IT得到的电能仅占30%.这就催生了各种水冷空调系统，在选择机房空调系统时，要因地制宜，使之能够适应当地气候。
以数据中心空调系统作为集中冷源的冷冻水系统，该系统与各自独立的直接蒸发式空调系统相比，制冷效率更高，设备更集中更少，运行更稳定，故障率和维护成本更低，国外众多大型数据中心普遍使用冷冻水空调系统。
在冷冻水系统中，冷冻水通过竖井和吊顶，被从泵房输送到机房的空调设备，吸收空气中的热量，并回流至制冷设备。热量经冷却水循环设备，最终通过冷却塔散发。
冷冻水系统管道普遍采用碳钢管或铜管，选择适合的管道连接方法十分重要。焊接、铜焊或法兰等传统的管道连接方法由于设计灵活性不足、不便维护、施工时存在火灾隐患、管道系统维护需要长时间宕机等原因，已经不能适应数据中心日益增长的容量、定期维护、以及系统升级的需要。与传统方法相比，沟槽式机械管道连接系统是一种无明火的管道连接方式。它提供了一种可靠的管道系统，安装简单快速，保证了数据中心建设和运行的效率，并能显著地减少系统维护时的宕机时间，完全符合数据中心高效、安全运行的要求。
沟槽管道连接技术的应用优势
沟槽管道系统包括末端开槽的管道，沟槽接头，两对螺母、螺栓以及一个橡胶垫圈。首先将密封垫圈嵌入管道沟槽，连接沟槽式接头，并用螺母和螺栓固定紧接头即完成安装。这种富于弹性的橡胶垫圈可以与接头紧密的贴合在一起，更能实现三重止漏的效果。当管道系统受到外界压力时，橡胶垫圈的密封唇缘就会被挤压从而具备更好的防漏性能，提高自身的密封性。
与传统的管道连接方式相比，沟槽管道连接技术具备独特的优势，这也正符合数据中心冷冻水系统管道铺设的高要求：
1.安装快捷：沟槽管道连接操作简单方便，普通工人经过简单培训即可操作。一处管件连接仅需几分钟时间，最大限度地减少施工现场的工时。沟槽式连接现场装配时间比焊接方法快十倍，比法兰快六倍，提高了工作效率，缩短了管道安装工期。
2.施工现场健康安全：沟槽式机械连接方式只需机械组装，无须焊接，没有明火，不会产生一氧化铅，一氧化碳及挥发性有机化合物等有害气体与颗粒物，保持工作环境的健康安全。
3.质量控制：沟槽式机械连接方式在螺栓缩紧之前允许管道、阀门、管件做360度调整，只需肉眼即可判断安装是否合适，方便、快捷。法兰连接虽然也可用肉眼观测安装是否成功，但无法判断垫圈是否密封完好。而焊接，只能通过X光做质量检测。如果X光检测不合格，就需要重复加工，延长系统宕机时间，增加火灾隐患及有害气体污染。
4.后期维护和改造：数据中心系统的后期扩建或维护，也应充分考虑到尽量减少宕机时间。而沟槽管道连接维护及后期改造简单，只需拆开两只卡箍（四支螺栓）就可以对管道系统进行清洁、维护。在系统扩建或改造中，通过沟槽管道接头处安装的蝶形阀关闭一段管道，将其单独隔离出来，不会中断现有操作的正常运行，从而提高数据中心的工作效率。
5.降噪（减振）：沟槽式机械接头在降噪方面的功能并非新近才被发现，早在77型接头的管道系统能够切实吸收振动。“（实测中噪音响度在2.3到12.1分贝之间，远低于其他同类产品所产生的噪音）沟槽式管道连接接头的结构有效地减少了噪音的传播。沟槽管道球墨铸铁卡箍的内腔中，有富含弹性的橡胶垫圈，能够起到隔离振动的作用。而且，球墨铸铁卡箍和垫圈本身也是由可以吸收振动的材料制成，从而保护了管道系统中关键的制冷设备，保证了关键制冷设备的高效运行。
沟槽管道接头还有一个功效，相连的两个接头间，下一个接头可以进一步降低从上一个接头传来的振动，递减式地消除管道自身噪音。专注于环保和现场机械测试的NUTECH实验室的研究结果表明：“对于任何指定直径的管道来说，无论使用的是唯特利挠性接头还是刚性接头，振动的减弱程度都与唯特利接头的数量成正比，即，每增加一个唯特利接头，振动将随之减少。”
6.抗震：对于数据中心来说，灾难防御是一个关键的课题。在地震多发带，地震作用产生的压力和扭力对管道系统有巨大的威胁。沟槽连接中挠性接头具有更强的适应管道连接端轴向压力、角偏转、旋转等特点，即更好的适应管道的膨胀、收缩和偏转。当管端发生偏移或者根据设计需要发生角度变化的时候，挠性接头能对管端起到约束作用，以达到设计安装的要求并起到保护作用，防止管道受地震影响而产生断裂。
结论
数据中心所采用的冷却系统对所有业务的正常运行起着举足轻重的作用。采用沟槽机械管道技术进行数据中心的冷冻水系统管道铺设，能够减少在新建筑期间的部署时间，施工场所更加健康和安全。确保管道系统和设备日常运行安全可靠，降噪减振。缩短在维护和系统扩建期间的宕机时间，即使在遭遇自然灾害的情况下，也能够保证管道系统和设备的正常运行。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。
