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數據中心空調系統需要把機房內的熱量轉移到機房外。熱量向大氣散熱的方式多種多樣，決定了機房專用空調設備制冷形式的多樣化。根據北方地區的氣象條件，水冷冷水機組配合水側自然冷卻方案能夠顯著降低運行費用，TCO（總擁有成本）zhu小，目前大型數據中心基本采用這種方案。

水冷冷水機組間接自然冷卻方案分為三部分：冷凍水循環、冷卻水循環和自然冷卻。冷凍水循環從冷水機組開始，冷水機組提供的冷凍水通過水管道被送至分水器，二次冷凍泵把冷凍水送至位于IT環境中的機房空調（CRAH），通過盤管與機房的熱空氣進行換熱，變成高溫冷凍水回到集水器，一次冷凍泵從集水器把高溫冷凍水送至冷水機組的蒸發器降溫，冷凍水再回到分水器，完成一次循環。冷卻水循環從冷卻水泵開始，冷卻水泵把冷卻水送至冷水機組的冷凝器，冷卻水為冷凝器降溫后升溫，回到冷卻塔降溫。降溫后的冷卻水再次經冷卻水泵送到冷水機組冷凝側，完成一次循環。當環境濕球溫度比冷凍水溫度低到一定程度，可關閉冷水機組，低溫冷卻水可直接作為冷源來冷卻冷凍水（在冷卻水和冷凍水回路之間設置換熱器），從系統圖上表現為換熱器代替了冷水機組。

大型數據中心散熱量大，空調系統可用度要求高，需多臺大容量冷水機組并聯運行。在這類系統中，設備連接有兩種方式。一種為單臺冷水機組及附屬設備先一一對應連接，形成一套可獨立運行的系統，然后并聯（多冷源并聯方式）。另一種為同類型設備先并聯，形成設備群，然后通過公共水管道連接在一起（簡稱：設備群組方式）。