蓄冷装置(蓄冰或蓄水)可在供冷中断时当作应急冷源用，对于大型数据中心来说采用蓄冰装置作应急冷源更为合适，可节省蓄冷装置的体积和系统投资，目前动态制冰、外融冰盘管、冰球都可以作为数据中心的应急冷源。
应急冷源对蓄冰系统的特殊要求
数据中心的应急冷源的放冷时间通常都很短，最短需要在十几分钟内将冰融光，最长也只有几小时。需要根据项目情况定制相应的快速融冰盘管。
在设计时需要考虑多种情况，并对不同工况进行数据复核，以确保蓄冰装置内任何时候都有足量的冰。
蓄冰装置
应急冷源对蓄冰装置一般通过增加蓄冰装置的换热面积来提高融冰速度。另外，采用直接接触式的融冰装置，也可以大幅提高融冰速度。用于应急冷源的外融冰盘管是增加了换热面积的直接接触式产品，通常称之为快速融冰盘管，用以区别于常规的外融冰盘管。
快 速融冰盘管的换热面积是由融冰时间和融冰温度共同决定的。盘管的换热面积与融冰时间成反比，融冰时间越短，能融掉的冰厚度越小，盘管就需要较大的换热面积 来降低结冰厚度，故在设计快速融冰盘管时，首先要考虑融冰时间对换热面积的影响。融冰温度对融冰速度也有较大影响，如果应急冷源可接受较高的融冰温度，其 融冰速度会更快，相同时间内融掉的冰厚度就更大，这样可增加结冰厚度，减少盘管的换热面积。
快速融冰盘管的换热面积较大、结冰厚度较小，理论上可减少盘管内管间距，缩小盘管的体积，理想的快速融冰盘管与常规盘管的结冰情况比较见图1。
快 速融冰盘管一般会通过增加结冰厚度来扩展蓄冰量，这样可将快速融冰盘管内本来被浪费的空间利用起来，而备用冷源也正好需要配置更大的蓄冰量来保证其在任何 情况下都有足够的冰量可用。备用冷源在实际使用时会碰到如下几种情况：1)长时间待机不用，蓄冰装置会因散热损失部分蓄冰量;2)连续供冷中断，蓄冰装置 刚供完冷，蓄冰未完成又要再次供冷;3)供冷时间意外延长。
增加冰槽蓄冰量时不能完全依靠备用冰槽，因为备用冰槽需要定期恢复冰量，在恢复冰量时，需要将备用冰槽内的冰融光再重新蓄满，如果在备用冰槽恢复冰量期间需要紧急供冷，备用冰槽是无法投入使用的。
需要注意的是，增加结冰厚度时，不可以改变盘管的换热面积，这样盘管的成本和融冰速度就不会受到影响。
蓄冰系统的设计
确定盘管的融冰速度
在 进行此类系统的设计时，盘管厂家首先需要根据项目要求来选定一款快速融冰盘管，快速融冰盘管的融冰速度和融冰温度是核心指标，盘管需要配置足够的换热面积 来优先满足这2个指标。在计算盘管换热面积时，主要依靠盘管融冰温度的实验室数据，而无法依靠电脑选型软件，这是因为选型软件一般都是以1h为单位来计算 的，经过特殊授权也最多能实现以15min为单位的计算数据，但这个时间间隔对于快速融冰盘管来说太长了。
快速融冰盘管的换热面积主要根据与其融冰速度相同的标准盘管来确定。数据中心项目会将标准盘管1h融光所有冰作为基准速度设计快速融冰盘管，并借用标准盘管的1h融冰曲线。
快速融冰盘管的基本设计思路是：换热面积相同的盘管在同样的融冰速度下，其融冰曲线一样，只是融冰时间越短，融掉的冰量越少，盘管的结冰厚度也越小。
在确定了盘管的换热面积和融冰温度以后，可用电脑选型软件计算调节过盘管间距和冰厚度的盘管的数据。快速融冰盘管只是在管间距与冰厚度上与常规盘管不同，常规盘管的选型软件可以用于计算快速融冰盘管的制冰过程。
蓄冰装置的散热
作为备用冷源的蓄冰装置会向环境散热，导致其内蓄冰量减少，故蓄冰系统需要定期恢复装置的蓄冰量。这种恢复工作的间隔时间每个项目都不一样，一般是在项目完成后根据实际情况确定，在设计时可先按每天1%左右估算冰槽散热损失。
在 恢复蓄冰量时不可以直接对冰槽充冷，而需要先将冰融光后再充。这是因为散热融冰极不均匀，外围的冰会先融，如果没有将冰槽内的冰融光就直接制冰，会导致冰 槽结冰不均匀。这种不均匀的状态多次累积会造成严重的问题。对有冰桥的盘管直接充冷，还会造成过度结冰并挤压盘管，导致盘管泄漏的问题出现。
冰 槽恢复冰量时需要先将其内的冰融光，为确保蓄冰装置内有足够的冰量一直处于备用状态，一般会配备用冰槽。有时会采用两套独立的蓄冰槽互为备用，这样可在一 套冰槽内有足量的冰可用的情况下，对另一个冰槽进行恢复冰量的工作，这种系统的投资相对较高而较少采用。比较经济的方式是只备用部分冰槽，通过轮换的方式 来恢复所有冰槽的蓄冰量，比如冰槽可设计成三用一备。
冰槽在紧急供冷后可直接充冷而不需要把冰融光。在充冷完成以后，冰槽内有足够冰量可应付供冷中断，再让冰槽轮流进行冰量的恢复工作(融光/重蓄)，可消除前面直接充冷的负面影响。
蓄冰时间确定
常 规蓄冰系统的蓄冰时间主要是根据低谷电价时段来定的(一般为8h)，但应急冷源一般都希望尽快恢复冰量，紧急供冷后不会等到低谷电再蓄冰。应急冷源制冰主 机的容量一般都配置得比较大，可按4～6h左右的蓄冰时间先选出1台蓄冰主机，然后再根据所选的主机设计冰槽，在设计冰槽时如发现问题再调整主机容量或蓄 冰时间。
蓄冰温度与管内流速的校核
冰槽厂家在设计冰槽的时候，首先要校核盘管内的乙 二醇最低流速(保证湍流)。有的系统只备用部分冰槽，在对备用冰槽恢复冰量(融光/重蓄)时，只有部分冰槽投入工作。整个系统内的乙二醇都流入这部分冰 槽，其内的乙二醇流量和流速都会提高，同时蓄冰温度也变低，在设计冰槽时需要校核对备用冰槽充冷时的管内乙二醇流速是否过高、蓄冰温度是否过低。如果快速 融冰盘管在设计时采用了增加冰厚度来延长冰槽供冷时间，在校核其蓄冰温度时，应采用增加结冰厚度后的盘管计算。
某数据中心蓄冰系统设计案例
项目概况
某 数据中心的应急冷源需要3693kW.h(1050rt.h)的蓄冰量，融冰时间为15min，冰槽的出口温度约为4～4.5℃。设计了8台 510kW.h(145rt.h)的盘管，总蓄冷量为4080kW.h(1160rt.h)，8台盘管分别放置在2组冰槽内，再考虑备用1组冰槽，这样共 配了12台510kW?h(145rt.h)的盘管，布置在3组冰槽内，具体的冰槽布置见图3。
延长蓄冰时间的考虑
该 项目的盘管结冰较薄，有很多空间被浪费，考虑通过增加冰厚度来延长供冷时间到30min。这样单台盘管的蓄冰量可达到 1020kW.h(290rt.h)，12台盘管总蓄冰量达到12240kW.h(3480rt.h)，增加结冰厚度后，盘管换热面积不变，体积略有增 加。
主机配置
配置1台制冰量为615kW(175rt)的制冰主机，制冰温度-6℃，乙二醇流量为63L/s。制冰初期，制冰温度为-3℃，此时的实际制冰量约为693kW(197rt)。
蓄冰数据计算
紧 急供冷情况下，3组冰槽(包括备用盘管)会同时放冷，15min内只能融掉部分冰量，冰槽内还有8553kW?h(2432rt.h)的蓄冰量。在此基础 上直接充冷到完全充满(蓄冰量为增加结冰厚度以后的容量12240kW.h(3480rt.h))，最低制冰温度为-3.1℃，制冷时间为5.3h，其具 体数据如表1所示。
在长期待机过程中，需要定期为备用冰槽恢复蓄冰量。先将其中1组冰槽内的冰融光，再重新充冷，到完全充满冰(增加结冰厚度后的蓄冰量)，这时制冰温度更低一些，达到-5.9℃左右，充冷时间为6.3h，其数据如表2所示。
系 统示意图如图4所示，系统运行时需要考虑紧急供冷和定期恢复冰量2种工作模式。蓄冰装置分3组布置(二用一备)，每组蓄冰装置的乙二醇管路上都装有电动两 通阀，可在充冷时选择对所有盘管充冷(紧急供冷后)或者对部分盘管充冷(恢复冰量)。每组盘管的冰水管路上也装有电动两通阀，以便恢复冰量时，选择其中1 组冰槽将其内的冰融光。
系统中需要设置1个板式换热器将通往冰槽的冰水与通向末端的冷水隔离，这是因为冰槽内的冰水为开式循环，直接与外界环境接触，有变脏的风险。
为确保系统的供冷能力不会受到设备维护或损坏的影响，除了需要配置备用板式换热器外，乙二醇泵与冰水泵都各设一组备用泵，制冰机组需要采用双压缩机双回路的螺杆机。
