數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計與節(jié)能優(yōu)化分析

數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計與節(jié)能優(yōu)化分析11月15日08:35機房360生意社11月15日訊

引言當代科技發(fā)展對IT、電信企業(yè)要求逐步提升，為了滿足市場要求和行業(yè)競爭，企業(yè)必須不停投入人力物力進行硬件加強，隨之，研發(fā)大樓越建越多，研發(fā)中心關(guān)鍵之一——數(shù)據(jù)中心規(guī)模也在逐步擴大。據(jù)JonathanKoomey博士(美國斯坦福大學和伯克利試驗室教授)一份研究匯報統(tǒng)計，自到，全球數(shù)據(jù)中心能耗翻了一番，美國全部數(shù)據(jù)中心電耗是450億kwh，其中包含了數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備、空調(diào)制冷設(shè)備及其輔助設(shè)備耗電量，直接產(chǎn)生經(jīng)濟費用為27億美元，由此估量全球數(shù)據(jù)中心能耗所產(chǎn)生費用為72億美元。依照美國Uptime研究院分析，數(shù)據(jù)中心電耗增加快速，以每年15%速度增加，到已經(jīng)達成了18000w/(平方米機柜占地面積)。從到，僅一年時間，機柜能耗就增加了1100w/(平方米機柜占地面積)。數(shù)據(jù)中心單位面積能耗可由機房總能耗以機房面積得到。怎樣以最節(jié)能方式確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行成為了空調(diào)設(shè)計師首要任務(wù)。本文針對上海某IT企業(yè)研發(fā)大樓4個數(shù)據(jù)中心進行分析。1、數(shù)據(jù)中心概況該IT企業(yè)大樓位于上海郊區(qū)某科技園區(qū)，共5層，建筑面積約為25000平方米，本文研究數(shù)據(jù)中心位于該大樓5層中心位置，呈長條形布置，4個數(shù)據(jù)中心面積分別為286，164，104，144平方米。數(shù)據(jù)中心正上方屋頂上設(shè)有1.8m高平臺，用于放置大樓空調(diào)處理設(shè)備，平臺下則放置了與數(shù)據(jù)中心關(guān)于排風設(shè)備以及用于數(shù)據(jù)中心全新風制冷新風百葉，既確保了設(shè)備隱蔽性和安全性，又預防雨天或者其余特殊天氣對數(shù)據(jù)中心空氣調(diào)整帶來影響。2、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計2.1數(shù)據(jù)中心房間設(shè)計溫濕度數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)IT設(shè)備會產(chǎn)生大量集中熱量，同時部分設(shè)備對溫濕度改變極其敏感。依照設(shè)備供給商提供數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備要求運行溫度為24℃，相對濕度為30%~80%。2.2冷負荷和風量計算IT設(shè)備消耗電量為1600W/平方米，因為IT設(shè)備是純散熱設(shè)備，所以在計算房間負荷時，考慮全部耗電量轉(zhuǎn)換為房間冷負荷，且同時使用系數(shù)取100%，1#，2#，3#，4#數(shù)據(jù)中心面積依次為286，164，104，144平方米，從而得出4個數(shù)據(jù)中心冷負荷依次為457.6，262.4，166.4，230.4kW。得到了數(shù)據(jù)中心冷量和房間溫度后，能夠算出所需風量，不過值得注意是，在計算總送風量時，依照設(shè)計經(jīng)驗，增加10%系統(tǒng)冗余以確保因為漏風等造成損失。2.3系統(tǒng)方案確實定在進行空調(diào)設(shè)計時所遵照關(guān)鍵思想是在滿足設(shè)備基本溫濕度要求基礎(chǔ)上，盡可能多地利用各種節(jié)能伎倆而且兼顧系統(tǒng)穩(wěn)定性、安全性和多樣化。2.3.1風側(cè)系統(tǒng)1)在數(shù)據(jù)中心內(nèi)設(shè)置單獨機房空調(diào)(CRAC)，既負擔數(shù)據(jù)中心冷負荷，又獨立于整個大樓送風系統(tǒng)。2)機房空調(diào)采取下送上回方式，冷風被送至架空地板下，整個架空地板作為一個送風靜壓腔，然后經(jīng)過架空地板上設(shè)置部分穿孔將冷風送至房間內(nèi)各IT機柜。房間回風經(jīng)過吊頂回風口進入吊頂內(nèi)，整個吊頂以上空間作為一個回風靜壓腔，然后經(jīng)過安裝在吊頂內(nèi)回風風管，回到機房空調(diào)進行循環(huán)冷卻。3)因為大樓中央冷水機組于室外溫度低于15℃時停頓使用，不過數(shù)據(jù)中心整年需要供冷，所以給數(shù)據(jù)中心設(shè)計了新風供冷模式。4個數(shù)據(jù)中心分別位于大樓兩側(cè)頂樓，給新風供冷模式時引進大量新風創(chuàng)造了有利條件。采取新風供冷模式節(jié)約了大部分能源，筆者將在第5.2節(jié)進行分析。4)機房空調(diào)全部安裝新風管道而且在數(shù)據(jù)中心配置排風機進行排風以引進新風，排風機設(shè)置變頻器以控制數(shù)據(jù)中心房間一直為正壓10Pa，而且在過渡季節(jié)，經(jīng)過變頻器實現(xiàn)新風供冷，降低了風機能耗。2.3.2水側(cè)系統(tǒng)1)在正常模式下，1#~4#數(shù)據(jù)中心全部機房空調(diào)采取冷水制冷而非乙二醇溶液制冷，以得到更高COP。冷水來自中央制冷機房冷水機組，冷水管路單獨設(shè)置，以確保與整個大樓空調(diào)管路系統(tǒng)相互獨立。2)考慮到會出現(xiàn)冷水系統(tǒng)故障或者節(jié)能模式運行排風機故障或者大樓意外斷電，為3#數(shù)據(jù)中心和位于其余樓層弱電機房單獨設(shè)置了一臺冷水機組(以下簡稱“高效冷水機組”)，以確保這些房間空調(diào)能24h不間斷供冷。高效冷水機組要求一樣具備新風供冷模式，該機組制冷劑為乙二醇溶液，當室外溫度低于乙二醇溶液回水溫度時，經(jīng)過機組自帶三通閥將部分乙二醇溶液引入機組新風冷卻盤管，利用新風進行直接供冷，以達成節(jié)能要求。3)考慮高效冷水機組會出現(xiàn)故障，設(shè)置一臺帶應急電源風冷冷水機組作為備用。4)因為中央冷水機組提供普通冷水而高效冷水機組和備用冷水機組提供是乙二醇溶液，所以要求機房空調(diào)采取雙盤管雙水源系統(tǒng)，以達成兩種模式切換。2.3.3空調(diào)系統(tǒng)控制1)每個房間機房空調(diào)設(shè)置集中控制器，以執(zhí)行機組切換、風機啟停、水閥開關(guān)、盤管切換等動作。2)高效冷水機組和風冷冷水機組內(nèi)置控制器對壓縮機、冷凝器等進行控制以實現(xiàn)機組正常運行。3)設(shè)置一個專門中央控制器用于采集機房空調(diào)集中控制器數(shù)據(jù)，切換高效冷水機組和風冷冷水機組并采集其運行狀態(tài)信號，控制機房空調(diào)新風管風閥以及回風管風閥開度，控制排風機以及變頻器。2.4氣流組織設(shè)計在參考了GreenbergSteve博士(伯克利試驗室)對美國22個數(shù)據(jù)中心進行研究統(tǒng)計所得出一系列經(jīng)驗以及筆者總結(jié)以往所參加項目和實踐中幾個經(jīng)常出現(xiàn)問題，提出下問題：1)機柜上部以及周圍熱空氣短路;2)由架空地板上電纜橋架穿孔不密封造成空調(diào)送風短路;3)不合理穿孑L地板布置;4)不合理機房空調(diào)布置;5)不合理吊頂空間高度設(shè)計造成過小回風靜壓箱;6)架空地板下大管徑水管或者地板下大量橋架造成空氣阻塞;7)機柜前后左右開放面板造成空氣從熱通道到冷通道短路;8)因為機柜內(nèi)部阻力太大造成內(nèi)部空氣不流通;9)一些IT設(shè)備采取側(cè)面排風(通常機柜都是前進風，后出風);10)架空地板下靜壓腔壓力過大或過小。要防止以上所列舉問題，筆者在設(shè)計時考慮采取以下方法：1)使用“熱通道和冷通道”安排模式來設(shè)置機柜，在冷通道兩邊分別沒置兩排機柜，使得兩排機柜進風口面對面設(shè)置，一樣，兩排機柜散熱反面也分別在熱通道兩側(cè);2)密封全部架空地板上橋架開孔和橋架上因為電纜分布而設(shè)置開孔;3)封住機架上全部不使用空間或者面板上開孔，降低冷量損耗以及防止空氣短路;4)合理布置穿孔地板位置;5)合理布置機房空調(diào)位置以及正確計算空調(diào)各個參數(shù);6)盡可能在機柜上方搜集全部熱風進入吊頂靜壓箱內(nèi)或者風管內(nèi);7)將架空地板下大管徑水管布置在機房空調(diào)后下方(設(shè)備機房能夠稍稍離開墻壁以留出地板下空間布置水管);8)架空地板下主橋架也盡可能靠墻布置?？朔陨纤懈鞣N氣流布置注意點和問題后所布置經(jīng)典機房氣流分布見圖2?？偠灾?，在選擇穿孔地板類型時應綜合考慮透風率和布置位置而且選擇帶風閥穿孔地板方便日后進行風量平衡調(diào)試。然后依照機柜冷量計算所需風量，以2m/s速度計算穿孔板所需截面積，從而確定穿孔板數(shù)量。吊頂回格調(diào)柵設(shè)置一樣遵照以上標準。3、設(shè)備選型3.1機房空調(diào)選型(見表1)3.2排風機選擇因為過渡季節(jié)大量新風會進人數(shù)據(jù)中心，需要強制排風，而且考慮到數(shù)據(jù)中心防排煙設(shè)計，所以設(shè)置屋頂排風機。依照機房空調(diào)數(shù)量配置排風機，每個數(shù)據(jù)中心設(shè)置1臺排煙風機。排風機技術(shù)參數(shù)見表2。EF/1~3服務(wù)于1#數(shù)據(jù)中心，EF/4~8服務(wù)于2#數(shù)據(jù)中心，EF/9~10服務(wù)于3#數(shù)據(jù)中心，EF/11~13服務(wù)于4#數(shù)據(jù)中心。4、數(shù)據(jù)中心能耗分析對4個數(shù)據(jù)中心用電能耗進行了統(tǒng)計，見圖3(圖中數(shù)據(jù)是系統(tǒng)正常運行能耗，其中沒有考慮任何節(jié)能方法)。IT設(shè)備能耗為9784920kWh/a，制冷機能耗為1900920kWh/a，機房空調(diào)能耗為765624kWh/a，冷卻塔和水泵能耗分別為131400kWh/a和486180kWh/a，照明能耗為61145kWh/a。該圖直觀地顯示了數(shù)據(jù)中心設(shè)備耗電量分布，其中，主要耗電設(shè)備是IT設(shè)備本身，所占百分比為74.5%，除了要求在IT設(shè)備設(shè)計和選型時盡可能選擇節(jié)能型產(chǎn)品外，25%空調(diào)耗電量也不容小覷，空調(diào)工程師應該利用各種節(jié)能伎倆對空調(diào)系統(tǒng)進行優(yōu)化。5、節(jié)能系統(tǒng)運行費用和投資回收期數(shù)據(jù)中心主要節(jié)能模式有中央機房冰蓄冷系統(tǒng)、過渡季新風供冷系統(tǒng)、一次泵變流量系統(tǒng)、冷卻塔風機帶變頻器、帶新風冷卻高效冷水機組、帶高效盤管機房空調(diào)、高效電動機等等。本文將就節(jié)能比較顯著冰蓄冷和過渡季新風供冷系統(tǒng)進行運行費用比較和投資回收期計算。5.1采取冰蓄冷系統(tǒng)節(jié)能分析在該項目標空調(diào)設(shè)計中，配置了2臺1050kW冰蓄冷螺桿制冷機和1臺容量較大制冷機。22：00~06：00由2臺冰蓄冷螺桿機進行蓄冰，白天電價高峰時進行融冰，供給部分數(shù)據(jù)中心空調(diào)制冷，考慮到數(shù)據(jù)中心冷量非常穩(wěn)定且集中在特定房間內(nèi)，所以能夠平均分配夜間所蓄冷量(忽略融冰損耗)，表4，5對冰蓄冷設(shè)備運行費用進行了分析，其中蓄冰空調(diào)系統(tǒng)耗電量計算只包含了制冷機房中乙二醇主機、乙二醇泵、冷卻水泵，冷卻塔電量，常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)耗電量只含制冷機房中冷水機組、冷卻水泵，冷卻塔電量，其余部分兩種系統(tǒng)基本相同，故未加考慮。5.2采取過渡季節(jié)新風供冷系統(tǒng)節(jié)能分析當采取過渡季節(jié)新風供冷系統(tǒng)時，服務(wù)數(shù)據(jù)中心設(shè)備僅僅是機房空調(diào)和排風機。當室外比焓小于數(shù)據(jù)中心內(nèi)比焓時，空調(diào)冷源能夠采取室外新風。第2.3.1節(jié)中提到過4個數(shù)據(jù)中心將設(shè)置1臺中央控制器控制整個數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)，室外比焓值由空氣處理設(shè)備系統(tǒng)上新風溫濕度傳感器采集并計算得到，室內(nèi)比焓值為干球溫度15℃，相對濕度26%時比焓，中央控制器依照逐時比焓比較來控制新風閥門開度。依照上海市歷年逐時溫濕度數(shù)據(jù)統(tǒng)計了過渡季節(jié)新風供冷系統(tǒng)和日常冷水機組系統(tǒng)運行費用，并對前者運行成本進行了分析，結(jié)果見表6。從表中能夠看到，兩種系統(tǒng)運行時間相同，整年不間斷運行，但耗電量不一樣。當采取過渡季節(jié)新風供冷系統(tǒng)時，耗電量計算只包含了排風機用電量，如表中1—4月和11，12月;當系統(tǒng)冷源來自中央冷水機組系統(tǒng)時，耗電量包含了1臺1050kw螺桿冷水機組、冷水泵、冷卻水泵、冷卻塔。因為其余部分，比如機房空調(diào)，不論何種系統(tǒng)運行能耗都相同，故未考慮其耗電量。應用以上兩種節(jié)能方式后，整年能耗統(tǒng)計見圖4。兩種節(jié)能方式節(jié)約費用約為14000000元/a，約占整棟大樓窄調(diào)年運行費用30%。6、系統(tǒng)安全可靠性和多樣化為了確保3#數(shù)據(jù)中心整年8760h不間斷電源(同時也兼顧該大樓中其余有一樣要求房間，如弱電機房、程控交換機房和UPS房間等)，設(shè)計中對機房空調(diào)進行互為備用和多樣化設(shè)計。6.1設(shè)備備用和多樣化1)各數(shù)據(jù)中心分別設(shè)置了N(表示實際需要設(shè)備臺數(shù))+1臺機房空調(diào)，確保任何1臺機器發(fā)生故障都能有備用空調(diào)代替，同時也合理分配了每臺機房空調(diào)運行時間，機組控制和切換由各數(shù)據(jù)中心機房空調(diào)集中控制器進行。2)對于要求較高3#中心，機房空調(diào)配置了雙盤管，冷源分別來自不一樣冷水機組。設(shè)計三路冷水系統(tǒng)，分別是來自中央冷水機組，高效冷水機組以及風冷式冷水機組，確保在任何時候都有兩路不一樣冷水可供給。中央冷水機組水泵采取一次泵變流量集水系統(tǒng)，全部水泵互為備用;高效冷水機組和風冷冷水機組分別設(shè)置了一用一備水泵。3)各數(shù)據(jù)中心分別設(shè)置了多臺機械排風設(shè)備，不但在過渡季節(jié)可利用新風供冷，而且在最差情況下(假設(shè)全部冷水機組都故障情況下)機房有最基本通風功效。對于3#數(shù)據(jù)中心，機房空調(diào)和排風機都配置了應急電源。6.2系統(tǒng)備用和多樣化除了設(shè)備互為備用和多樣化以外，空調(diào)系統(tǒng)也要求互為備用和多樣化，本項目中依照溫度提出了不一樣方案，每種方案都確保有3套系統(tǒng)能夠互為支持運行。1)當室外溫度高于15℃時，機房空調(diào)制冷能夠來自于：中央冷水機組+機房空調(diào)(冷水盤管)，高效冷水機組+機房空調(diào)(乙二醇盤管)，風冷冷水機組+機房空調(diào)(乙二醇盤管)。2)當室外溫度低于15℃時，機房空調(diào)制冷能夠來自于：排風機+機房空調(diào)(無冷水)，高效冷水機組+機房空調(diào)(乙二醇盤管)，風冷冷水機組+機房空調(diào)(乙二醇盤管)。6.3系統(tǒng)應急性統(tǒng)對于3#數(shù)據(jù)中心，全部服務(wù)于機房空調(diào)排風機和風冷冷水機組都設(shè)有來自柴油發(fā)電機組應急電源。當大樓兩路供電都失效時，機房空調(diào)制冷來自：風冷冷水機組+機房空調(diào)(乙二醇盤管)，排風機+機房空調(diào)(無冷水)。7、結(jié)語對上海某研發(fā)大樓4個數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計進行了介紹，并從系統(tǒng)設(shè)計、氣流分布、設(shè)備選型、節(jié)能方案、系統(tǒng)安全可靠性和多樣化等方面進行了詳細描述。數(shù)據(jù)中心是個純顯熱環(huán)境，而且要整年連續(xù)運行，依照這一特點，過渡季節(jié)新風供冷系統(tǒng)合理應用能夠節(jié)約運行費用，結(jié)合空調(diào)本身一些節(jié)能方法，如冰蓄冷冷水機組、高效率帶全新風制冷冷水機組、設(shè)備中高效率電動機以及一套智能獨立數(shù)據(jù)中心空調(diào)中央控制器，種種節(jié)能系統(tǒng)結(jié)合，使得整個數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計得到了優(yōu)化，更使得數(shù)據(jù)中心日常運行費用得到了大幅縮減。這種節(jié)能設(shè)計理念也給空調(diào)設(shè)計工作者拓寬了思緒，更給數(shù)據(jù)中心運行者提供了更多合理選擇。最終，不得不提是數(shù)據(jù)中心空調(diào)多樣化和安全性，只有具備了一個多樣化系統(tǒng)，使得數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)能夠確保整年不問斷運行，以上種種節(jié)能方案才能得以實現(xiàn)。參考鏈接：數(shù)據(jù)中心空調(diào)設(shè)計初探發(fā)表時間：-4-1楊國榮胡仰耆馬偉駿起源：萬方數(shù)據(jù)關(guān)鍵字：數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)通信設(shè)備空調(diào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心信息化應用調(diào)查我要找茬在線投稿加入收藏發(fā)表評論好文推薦打印文本數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)有別于常規(guī)舒適性空調(diào)系統(tǒng)，該類設(shè)施空調(diào)系統(tǒng)負荷特點是顯熱負荷密度大、顯熱比高。就數(shù)據(jù)中心空調(diào)慣用設(shè)計參數(shù)、負荷特點及系統(tǒng)方式進行了簡單探討，并對我國數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計發(fā)展進行了展望。1概述依據(jù)美國《數(shù)據(jù)中心電信基礎(chǔ)設(shè)施標準》(TelecommunicationsInfrastructureStandardforDataCenters．ANSI／17A一942—)定義，數(shù)據(jù)中心是容納計算機房及其支持區(qū)域一幢建筑物或建筑物中某個部分，主要設(shè)置進行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)交換計算機、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、電子設(shè)備。數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)主要任務(wù)是為數(shù)據(jù)處理設(shè)備提供適宜工作環(huán)境(溫度、濕度、含塵度等)，確保數(shù)據(jù)通信設(shè)備運行可靠性和有效性，本文就數(shù)據(jù)中心空調(diào)設(shè)計作初步探討。2數(shù)據(jù)中心環(huán)境要求2．1電子設(shè)備環(huán)境分級數(shù)據(jù)中心中需要采取空調(diào)來確保適宜環(huán)境條件數(shù)據(jù)通信設(shè)備主要包含：各類服務(wù)器、高密度和超高密度通信設(shè)備、磁帶存放器、存放服務(wù)器、工作站及安裝數(shù)據(jù)通信設(shè)備機架或機柜。這些數(shù)據(jù)通信設(shè)備所需環(huán)境要求取決于所用設(shè)備和制造商。美國供熱制冷空調(diào)工程師學會(ASHRAE)出版系列叢書之一《數(shù)據(jù)處理環(huán)境熱工指南》中列出了數(shù)據(jù)中心對應分級(1～4級)所對應環(huán)境要求；(ASHRAE手冊應用篇》中提到了第5級分類，即網(wǎng)絡(luò)設(shè)備——建筑系統(tǒng)(NEBS)級。該分類在數(shù)據(jù)通信中也普遍使用，電子設(shè)備環(huán)境分級以下：a．1級。它是一個能嚴格控制環(huán)境參數(shù)(露點溫度、干球溫度和相對濕度)及執(zhí)行主要任務(wù)操作數(shù)據(jù)通信環(huán)境。此工作環(huán)境所對應數(shù)據(jù)處理設(shè)備主要是企業(yè)服務(wù)器和存放設(shè)備。b．2級。它是一個對環(huán)境參數(shù)(露點溫度、干球溫度和相對濕度)能進行某種程度控制數(shù)據(jù)通信環(huán)境。此工作環(huán)境所對應數(shù)據(jù)處理設(shè)備主要是小型服務(wù)器、存放設(shè)備、個人計算機及工作站。c．3級。它是一個只對個別環(huán)境參數(shù)(如溫度)進行控制辦公室、家庭或可移動區(qū)域環(huán)境。此環(huán)境所對應設(shè)備是個人電腦、工作站及打印機等。d．4級。它是一個只需通風，在冬季能滿足供熱要求，對氣候情況進行適當控制零售點、輕工業(yè)及工廠環(huán)境。此環(huán)境所對應設(shè)備是零售設(shè)備、工業(yè)控制器、計算機，以及掌上電腦等便攜式電子產(chǎn)品。e．NEBS。通常指對環(huán)境參數(shù)(露點溫度、于球溫度和相對濕度)進行某種程度控制數(shù)據(jù)通信環(huán)境。按此環(huán)境要求進行設(shè)計產(chǎn)品類型包含開關(guān)、傳輸設(shè)備、路由器等。在ASHRAE電子設(shè)備環(huán)境分級中，3級、4級環(huán)境要求不適合數(shù)據(jù)通信設(shè)備運行。能滿足數(shù)據(jù)通信中心設(shè)備運行是l級、2級以及NEBS環(huán)境。2．2電子設(shè)備工作環(huán)境參數(shù)要求表1所列數(shù)據(jù)為l級、2級及NEBS級數(shù)據(jù)中心推薦環(huán)境設(shè)計參數(shù)值和允許環(huán)境設(shè)計參數(shù)值。這些參數(shù)主要是數(shù)據(jù)通信設(shè)備所處環(huán)境空氣溫度、空氣溫度改變速率、濕度、空氣過濾要求及空氣污染、通風情況等．表11級、2級及NEBS級環(huán)境設(shè)計參數(shù)2．2．1空氣溫度要求數(shù)據(jù)通信設(shè)備運行時會產(chǎn)生極大顯熱量，當數(shù)據(jù)通信設(shè)備較長時間處于高溫或較大溫度改變梯度環(huán)境中時，可能因溫度過高而出現(xiàn)宕機現(xiàn)象，溫度太高，可使數(shù)據(jù)處理設(shè)備工作環(huán)境惡化，長此以往，將縮短電子設(shè)備使用壽命，也使數(shù)據(jù)通信設(shè)備可靠性降低。由表1可知，對于1級、2級環(huán)境要求數(shù)據(jù)中心。其溫度控制范圍應為20～25℃：而對于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備——建筑系統(tǒng)(NEBS)級環(huán)境要求數(shù)據(jù)中心，其溫度控制范圍更寬些，可達18～27℃。允許溫度范圍可認為只能短期運行，正常運行時應將環(huán)境溫度嚴格控制在推薦范圍內(nèi)。我國《電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范》(GB50174—)中對對應機房設(shè)計溫度也做了要求，該規(guī)范將電子信息系統(tǒng)機房劃分成3級。對于A級與B級電子信息系統(tǒng)機房，其主機房設(shè)計溫度為23±l℃，C級機房溫度控制范圍是18～28℃，機房不工作時，其溫度應控制在5～35℃。實際溫度控制范圍應依照數(shù)據(jù)通信設(shè)備類型與設(shè)備供給商要求而定。2．2．2環(huán)境溫度改變速率要求一些數(shù)據(jù)通信設(shè)備制造商制訂了數(shù)據(jù)通信設(shè)備允許環(huán)境溫度改變速率標準，以防止環(huán)境溫度突然改變對數(shù)據(jù)通信設(shè)備造成沖擊。環(huán)境溫度改變速率標準可適應全部已安裝數(shù)據(jù)通信設(shè)備。對于l級與2級環(huán)境要求數(shù)據(jù)中心，ASHRAE推薦最大環(huán)境溫度改變速率為5K/h；磁帶和存放設(shè)備對溫度改變速率要求更高。通常要求其環(huán)境溫度改變速率小于2K/h，濕度改變速率小于5%/h。NEBS級要求其測試新設(shè)備允許溫度改變速率可達30K/h，一旦空凋冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障，設(shè)備周圍環(huán)境溫度改變速率可能比30K/h還大些。數(shù)據(jù)通信設(shè)備不工作時能夠允許其環(huán)境溫度在一個較大范圍內(nèi)改變，但需要向數(shù)據(jù)通信機房提供不問斷供冷，以維持最低運行工況，防止數(shù)據(jù)通信設(shè)備受到熱沖擊。2．2．3濕度要求較高相對濕度會使數(shù)據(jù)通信設(shè)備電極導電失效、濕度計積塵失效、磁帶介質(zhì)犯錯和過分磨損以及產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。在極端情況下，液體冷卻設(shè)備冷表面還可能出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象。較低相對濕度將產(chǎn)生影響設(shè)備運行靜電，甚至可能損壞設(shè)備。磁帶和存放介質(zhì)在低相對濕度下也會產(chǎn)生過分磨損，數(shù)據(jù)中心環(huán)境濕度應控制在推薦濕度范圍內(nèi)。2．2．4空氣過濾要求在進人數(shù)據(jù)通信機房之前，室外新風必須經(jīng)過過濾和預處理，去除塵粒和腐蝕性氣體。表1中列出是數(shù)據(jù)中心循環(huán)空氣過濾器推薦值及最小過濾效率值?？諝庵袎m粒將影響數(shù)據(jù)通信設(shè)備運行，所以，數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)應采取高效、適宜過濾裝置。腐蝕性氣體會快速破壞印刷電路板上金屬薄膜和導電體，造成末端連接處電阻值增大。另外，塵粒在散熱板上堆積也將增加熱阻，降低換熱效率。2．2．5新風要求數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)必須提供適量室外新風，以保持數(shù)據(jù)通信機房正壓值和確保室內(nèi)人員衛(wèi)生要求，數(shù)據(jù)通信機房保持正壓可預防污染物滲透室內(nèi)。即使大多數(shù)數(shù)據(jù)中心內(nèi)人員較少，但也需確保室內(nèi)人員新風需求和衛(wèi)生要求，室內(nèi)人員新風需求量應滿足全國或當?shù)卦O(shè)計標準。3數(shù)據(jù)中心空調(diào)冷負荷數(shù)據(jù)中心空調(diào)負荷計算方法與其余建筑計算方法相同，在此不贅述。數(shù)據(jù)中心負荷顯著特征是來自數(shù)據(jù)處理設(shè)備很大內(nèi)熱顯冷負荷和極高顯熱比。數(shù)據(jù)中心內(nèi)主要熱源是數(shù)據(jù)處理設(shè)備本身，這部分熱量高度集中、分布不均勻且可變。圖1為單位機架面積(以0．7每平方厘米計)設(shè)備散熱量趨勢圖。圖1單位機架面積(0．7每平方)熱負荷趨勢圖伴隨數(shù)據(jù)通信設(shè)備功效提升，數(shù)據(jù)通信設(shè)備單位面積冷負荷也逐年增加。在1987年，當ASHRAE首次將數(shù)據(jù)中心空調(diào)冷卻系統(tǒng)設(shè)計方法寫入手冊時，數(shù)據(jù)中心單位面積冷負荷只有108～162w每平方厘米。而如今，每個機柜(占地約0．7每平方厘米)散熱量高達3500~10000W，單位面積架空地板功率密度已高達450~1285W每平方厘米。工程設(shè)計時，設(shè)計人員應依照設(shè)備布置情況及數(shù)據(jù)通信設(shè)備制造商提供設(shè)備實際散熱量數(shù)據(jù)進行負荷計算。數(shù)據(jù)通信設(shè)備機房初建完成時，設(shè)備設(shè)置密度較小，伴隨數(shù)據(jù)中心不停完善，機房內(nèi)會不停增加數(shù)據(jù)處理設(shè)備，散熱量也隨之顯著增加。而且，數(shù)據(jù)中心設(shè)施級系統(tǒng)和設(shè)備壽命通?？裳永m(xù)，而數(shù)據(jù)通信設(shè)備壽命通常只有2—5年，在整個設(shè)施壽命周期內(nèi)，經(jīng)常會發(fā)生數(shù)據(jù)通信設(shè)備更換與升級，用相同設(shè)備甚至用功效(功率)更大設(shè)備代替原有設(shè)備。數(shù)據(jù)中心空調(diào)設(shè)計人員在進行中心級(或設(shè)施級)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計時應充分考慮這種情況。4數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計4．1空氣冷卻空調(diào)系統(tǒng)4．1．1設(shè)備布置與氣流分布為了對數(shù)據(jù)通信設(shè)備進行有效冷卻，機房空調(diào)系統(tǒng)空氣分布必須與機房冷負荷相匹配?？照{(diào)系統(tǒng)氣流分布應能適應設(shè)備位置與容量改變，數(shù)據(jù)通信設(shè)備設(shè)置在成行排列機架或機柜內(nèi)。通常情況下，機架與機柜前后均設(shè)有通道?？照{(diào)送風從前側(cè)或下方送入數(shù)據(jù)通信設(shè)備機架或機柜，吸收設(shè)備散發(fā)熱量后從機架或機柜另一側(cè)或頂部排出。圖2為一個經(jīng)典機架或機柜排列方式。圖2機架或機柜排列示意圖數(shù)據(jù)通信機架與機柜前后排列形成了冷通道(進氣通道)和熱通道(排氣通道)，空調(diào)系統(tǒng)氣流分布應結(jié)合機架或機柜冷、熱通道位置進行設(shè)計。4．1．2地板送風空調(diào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信機房大多采取地板靜壓箱送風，上部回風。地板送風空調(diào)系統(tǒng)可采取機房專用空調(diào)器向地板靜壓箱送風，也可采取集中空氣處理系統(tǒng)向地板靜壓箱送風。采取何種系統(tǒng)應視數(shù)據(jù)中心平面布置、設(shè)備類型及參數(shù)要求而定。4．1．2．1機房專用空調(diào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心采取機房專用空調(diào)機組非常普遍，圖3為某數(shù)據(jù)通信機房設(shè)備布置平面。在專用機房空調(diào)系統(tǒng)中，專用空調(diào)機組設(shè)置在數(shù)據(jù)通信機房周圍，數(shù)據(jù)通信機架或機柜按進出風方向成組排列。專用空調(diào)機組將機房內(nèi)熱風從機組頂部吸入，經(jīng)過濾，冷、熱處理后送入地板靜壓箱。在地板送風靜壓箱內(nèi)。冷空氣經(jīng)過設(shè)置在冷通道處地板送風散流器進入機房。然后被吸入機架或機柜，進入機架或機柜空氣吸收數(shù)據(jù)通信設(shè)備散發(fā)熱量后排至熱通道。在熱通道內(nèi)。熱空氣上升。沿著機房頂板回到機房專用空調(diào)機組。4．1．2．2集中空調(diào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心也可采取集中空氣處理系統(tǒng)進行空氣調(diào)整。通常來說，集中空調(diào)機組設(shè)置在數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)通信機房外空調(diào)機房內(nèi)。室外新風與回風混合后經(jīng)過空調(diào)機組過濾、冷卻。再熱處理后由風機送至數(shù)據(jù)通信機房地板送風靜壓箱內(nèi)，再經(jīng)地板送風散流器進入冷通道，被數(shù)據(jù)通信設(shè)備機架或機柜吸入，冷風在吸收了設(shè)備產(chǎn)生熱量后被排人熱通道，最終經(jīng)上部回風管回至空調(diào)機組或排至室外，圖4為不帶新風除濕盤管空調(diào)系統(tǒng)示意圖。圖5為帶新風除濕盤管空調(diào)系統(tǒng)示意圖。4．1．3風道上送上回空調(diào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心也可采取上部風道送、回風空氣分布方式。設(shè)置在數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)通信機房外空調(diào)機房內(nèi)集中空氣處理機組將室外新風與回風處理后用風道送到數(shù)據(jù)通信機房內(nèi)冷通道上空．冷風被數(shù)據(jù)通信設(shè)備機架或機柜吸人并在吸收了設(shè)備產(chǎn)生熱量后被排入熱通道．最終經(jīng)設(shè)置在熱通道上部回風管回至空調(diào)機組或排至室外。圖6為數(shù)據(jù)機房上部風道氣流分布示意圖。圖3某數(shù)據(jù)通信機房設(shè)備布置平面圖4不帶新風除濕盤管空調(diào)系統(tǒng)圖5帶新風除濕盤管空調(diào)系統(tǒng)4．2液體冷卻系統(tǒng)4．2．1液體冷卻系統(tǒng)基本組成大多數(shù)數(shù)據(jù)中心內(nèi)數(shù)據(jù)處理設(shè)備采取如前所述風冷方法進行冷卻。伴隨數(shù)據(jù)處理設(shè)備處理速度提升、容量加大，數(shù)據(jù)通信設(shè)備發(fā)燒量(冷負荷)不停增大。為數(shù)據(jù)中心所提供空氣冷卻系統(tǒng)風量和冷量能力正趨向極限。在此情況下，需采取液體冷卻系統(tǒng)來排出數(shù)據(jù)通信設(shè)備廢熱，以降低機架或機柜所需總冷卻風量。液體冷卻系統(tǒng)可直接冷卻數(shù)據(jù)通信處理器，使其溫度降低，提升其數(shù)據(jù)處理能力。圖7為一經(jīng)典數(shù)據(jù)中心液體圖6數(shù)據(jù)中心上部風道氣流分布示意圖冷卻回路原理圖。液體冷卻系統(tǒng)通常由冷卻水系統(tǒng)回路、冷水系統(tǒng)回路、工藝冷卻系統(tǒng)回路、冷液分配裝置(CDU)及數(shù)據(jù)設(shè)備機架或機柜組成。液體冷卻系統(tǒng)所采取冷卻液體主要是：水、乙二醇或丙烯二醇與水化合物、制冷劑、非導電介質(zhì)等。液體冷卻數(shù)據(jù)通信設(shè)備最少應有集熱換熱器、排熱換熱器，有設(shè)備還包含壓縮機，水泵、控制閥、電子控制器等部件。圖6數(shù)據(jù)中心上部風道氣流分布示意圖圖7數(shù)據(jù)中心液體冷卻回路原理圖冷卻水系統(tǒng)包含冷卻塔與數(shù)據(jù)中心之間液體回路。它屬于經(jīng)典設(shè)施級系統(tǒng)。該同路通常包含：室外排熱裝置(冷卻塔或干式液體冷卻器)、水泵、膨脹水箱、冷卻循環(huán)泵以及分布管路。冷水系統(tǒng)也是經(jīng)典設(shè)施級系統(tǒng)．它可包含數(shù)據(jù)通信房間專用系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)中心冷水機組與冷液分配裝置之間系統(tǒng)組成。冷水系統(tǒng)包含冷水機組、水泵、冷卻設(shè)備和設(shè)施級分布管路。工藝冷卻系統(tǒng)通常不延伸到數(shù)據(jù)通信設(shè)備機房之外，除非在系統(tǒng)配置時將冷液分配裝置置于數(shù)據(jù)中心之外。該系統(tǒng)作為一個專用回路，將數(shù)據(jù)中心內(nèi)設(shè)備冷卻系統(tǒng)熱量傳遞給冷水系統(tǒng)。該回路以單相或兩相流換熱形式進行工作，用熱管、熱虹吸管、泵送流體與／或蒸氣壓縮循環(huán)促進換熱。工藝冷卻系統(tǒng)最少應有集熱換熱器(數(shù)據(jù)通信設(shè)備冷卻系統(tǒng)集成件)、排熱換熱器與連接管路。該系統(tǒng)也會有如壓縮機／水泵、控制閥、電子控制器、過濾器和流體循環(huán)冷卻附件等設(shè)備。4．2．2液體冷卻系統(tǒng)基本要求數(shù)據(jù)中心液體冷卻系統(tǒng)應滿足以下基本要求：a．靈活性。數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)設(shè)計應具備在安裝新設(shè)備時可降低或防止系統(tǒng)中止特點。集中站房應考慮在負荷增加時能添加冷水機組、水泵與冷卻塔。為了未來再接納計算機和冷卻系統(tǒng)，應制訂和利用合理負荷管理制度，制訂發(fā)展計劃或策略。從防止運行中止和裝置費用角度看，通常禁止采取改變管道尺寸方法去求得容量增加。b．可擴展性。冷卻系統(tǒng)設(shè)計應適應未來負荷增加，數(shù)據(jù)通信設(shè)備更新期為2～5年，故冷卻系統(tǒng)需要有擴展能力，管路系統(tǒng)設(shè)計應能支持冷負荷密度，集中站房應有足夠空間供未來冷水機組、水泵和冷卻塔之用，站房內(nèi)冷水和冷卻水系統(tǒng)分、集水器大小，應從運行第一天起到容鼉增加，以至達成未來最大容量．均能很好地適應。c．安裝、涮試、運行簡單。冷卻設(shè)備應安裝方便、位置可見、易近，系統(tǒng)調(diào)試方便，運行簡單。d．維護與故障排除便捷。維護方便、快速，能準確排除故障是高可用性數(shù)據(jù)中心主要標志。冷卻設(shè)備周圍應有足夠工作間距，提供維護與操作閥門、控制裝置、傳感器和大型設(shè)備所需通道。冷水管與冷卻水管走向應防止與冷卻系統(tǒng)設(shè)備搬動發(fā)生沖突：水泵、冷水機組布置應方便更換：切斷閥門位置也必須能在更換時不使服務(wù)中止。e．可用性與可靠性。數(shù)據(jù)中心液體冷卻設(shè)備足夠冗余可確保系統(tǒng)可靠性和最大可用性。4．2．3液體冷卻管路系統(tǒng)特點液體冷卻管路系統(tǒng)確定了冷源(站房)與負荷之問關(guān)系。管路系統(tǒng)應考慮簡易、投資節(jié)約，便于維護、升級或變更，便于運行、控制。系統(tǒng)設(shè)計應對設(shè)備投資和運行費用進行綜合評定。伴隨所需冷卻熱量連續(xù)增加，管路系統(tǒng)必須能擴展，以接納未來增加輸送量。液體冷卻系統(tǒng)慣用設(shè)計方法是選大冷水站房內(nèi)干管和分配集管。液體冷卻系統(tǒng)主要目標是將冷液輸送到數(shù)據(jù)中心所需地點，液體冷卻系統(tǒng)可采取同程系統(tǒng)。也可采取異程系統(tǒng)。表2為幾個慣用液體冷卻管路系統(tǒng)特點。4．2．4液體冷卻管路系統(tǒng)水質(zhì)要求液體冷卻系統(tǒng)水質(zhì)應滿足系統(tǒng)運行要求。表2幾個慣用液體冷卻管路系統(tǒng)特點《ASHRAE手冊應用篇》第48章對系統(tǒng)水質(zhì)有要求：PH，7～9；硫<10ppm；硫酸鹽<100ppm；氯化物<50ppm：細菌<1000CFUs／ml(CFU是菌落總數(shù)英文縮寫)；總硬度(如CaC03)<200ppm；蒸發(fā)后沉淀物<500ppm；濁度<20NTU(濁度計)。在進行液體冷卻系統(tǒng)沒計時．必須設(shè)置水處理裝置。水處理裝置能在系統(tǒng)運行中在線自動檢測系統(tǒng)水質(zhì)參數(shù)。將實際水質(zhì)參數(shù)控制在要求范圍內(nèi)．確保系統(tǒng)安全、可靠運行。4．2．5液體冷卻管路系統(tǒng)調(diào)試要求在采取液體冷卻系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心內(nèi)，制冷站房、冷卻水系統(tǒng)、冷水系統(tǒng)屬于中心級或設(shè)施級系統(tǒng)．而數(shù)據(jù)中心內(nèi)部冷水系統(tǒng)和工藝冷卻系統(tǒng)則屬于機架或機柜級系統(tǒng)。前者由中心(設(shè)施)管理，后者由數(shù)據(jù)通信設(shè)備供給商管理。所以，在中心級與機架級系統(tǒng)之間存在著結(jié)合部，結(jié)合部上游由中心負責調(diào)試，結(jié)合部下游則由設(shè)備供給商調(diào)試。中心系統(tǒng)必須向工藝系統(tǒng)提供滿足參數(shù)要求(溫度、流量、壓力等)冷液。在調(diào)試階段，應對系統(tǒng)各組成部件及總成系統(tǒng)進行測試，以確保整個系統(tǒng)功效適宜，并確保數(shù)據(jù)通信沒備正常運行。5結(jié)語數(shù)據(jù)中心對空氣環(huán)境要求有別于常規(guī)舒適性空調(diào)，其空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計也不一樣于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)。對于規(guī)模不一樣、要求不一樣、負荷密度不一樣數(shù)據(jù)中心，采取何種形式空調(diào)系統(tǒng)，應經(jīng)詳細經(jīng)濟、技術(shù)論證后確定。設(shè)計人員應在充分了解數(shù)據(jù)通信設(shè)備結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，從設(shè)備供給商處取得詳細、準確熱負荷數(shù)據(jù)。當數(shù)據(jù)通信設(shè)備定位后，應結(jié)合空調(diào)系統(tǒng)送風方式進行溫度場數(shù)值模擬，從而選擇最好送風方式和空調(diào)參數(shù)．確保數(shù)據(jù)通信設(shè)備有效冷卻。數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)應有強大可擴展性和高可靠性，確保數(shù)據(jù)中心運行過程中擴容或升級。數(shù)據(jù)中心空調(diào)設(shè)計對于大多數(shù)暖通設(shè)計人員來說，可能是一個陌生領(lǐng)域。所以，暖通研究和設(shè)計人員應對數(shù)據(jù)中心空調(diào)方式和系統(tǒng)進行深入研究、調(diào)查?？偨Y(jié)經(jīng)驗，制訂適合我國國情數(shù)據(jù)中心空調(diào)設(shè)計規(guī)程、規(guī)范和方法，為設(shè)計人員提供設(shè)計方法和設(shè)計依據(jù)。本文為授權(quán)轉(zhuǎn)載文章，任何人未經(jīng)原授權(quán)方同意，不得復制、轉(zhuǎn)載、摘編等任何方式進行使用，e-works不負擔由此而產(chǎn)生任何法律責任!如有異議請及時告之，方便進行及時處理。聯(lián)絡(luò)方式：tel：/20/21。數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)制冷容量估算起源：考試大

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2月25日

全部電子設(shè)備都會產(chǎn)生熱量，為了防止設(shè)備溫度升高至無法接收程度，必須使這些熱量擴散掉。數(shù)據(jù)中心或網(wǎng)絡(luò)機房內(nèi)大多數(shù)IT設(shè)備和其余設(shè)備都是經(jīng)過空氣冷卻。為了確定制冷系統(tǒng)容量，必須了解封閉空間內(nèi)設(shè)備發(fā)燒量以及其余常見熱源所產(chǎn)生熱量。確定整個系統(tǒng)發(fā)燒量一個系統(tǒng)總發(fā)燒量等于它全部組件發(fā)燒量之和。整個系統(tǒng)應包含IT設(shè)備及其余項，比如UPS、配電系統(tǒng)、空調(diào)裝置、照明設(shè)施和人員等。不過，能夠依照簡單標準規(guī)則確定各項發(fā)燒量。UPS和配電系統(tǒng)發(fā)燒量由兩部分組成：一部分是固定損耗值，另一部分與負載功率成正比。對于不一樣品牌和型號設(shè)備，能夠認為它們這兩部分熱量損耗是一致，所以能夠比較準確地估量它們發(fā)燒量。照明設(shè)施和人員所產(chǎn)生熱量也能夠使用標準值進行估算。要確定整個系統(tǒng)熱負荷，只需要一些很輕易獲取數(shù)值信息，比如地板面積（平方英尺）和電力系統(tǒng)額定功率等?？照{(diào)裝置風扇和壓縮機會產(chǎn)生相當多熱量。不過這些熱量大部分會釋放到房間外部，不會給數(shù)據(jù)中心內(nèi)部帶來熱量負荷。不過它會降低空調(diào)系統(tǒng)效率，因而在確定空調(diào)系統(tǒng)功率時通常需要加以考慮。能夠使用數(shù)據(jù)中心內(nèi)各項發(fā)燒量進行詳細熱量分析，不過有一個更加快方法，即利用簡單規(guī)則進行估算，這么所得結(jié)果與復雜分析結(jié)果相差不大。這種快速估算法優(yōu)勢還在于不具備任何專業(yè)知識或未經(jīng)過專業(yè)培訓任何人都可勝任這一工作。表1為快速計算熱量負荷數(shù)據(jù)表。使用該數(shù)據(jù)表，能夠快速可靠地確定數(shù)據(jù)中心總熱負荷。該數(shù)據(jù)表使用方法見表1后計算步驟。表1―數(shù)據(jù)中心或網(wǎng)絡(luò)機房散熱量計算數(shù)據(jù)表計算步驟首先搜集“所需數(shù)據(jù)”列表中要求信息。如有疑問，請參考下面數(shù)據(jù)定義。然后進行發(fā)燒量計算，并將結(jié)果填寫到“發(fā)燒量分類匯總”列表中。將各分類匯總項相加，得到總發(fā)燒量。數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)制冷容量估算起源：考試大

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2月25日

數(shù)據(jù)定義IT設(shè)備總負載功率（W）—全部IT設(shè)備電源輸入功率之和。電源系統(tǒng)額定功率—UPS系統(tǒng)額定功率。假如使用了冗余系統(tǒng)，請勿包含冗余UPS功率。經(jīng)典系統(tǒng)示例下文以一個經(jīng)典系統(tǒng)為例說明怎樣計算發(fā)燒量。該系統(tǒng)為一個面積為5000平方英尺（465平方米）、額定功率為250kW數(shù)據(jù)中心，內(nèi)有150個機架，最多有20位人員。在本例中，按照通例假設(shè)該數(shù)據(jù)中心功率負載為額定功率30%。這么，數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備總負載功率為250kW30%，即75kW。在上述條件下，數(shù)據(jù)中心總發(fā)燒量為108kW，約為IT設(shè)備負載1.5倍。在本例中，總散熱量中數(shù)據(jù)中心內(nèi)各項所占百分比如圖1所表示。圖1請注意，因為系統(tǒng)僅工作在最大功率30%，所以對UPS和配電系統(tǒng)在總發(fā)燒量中所占百分比估量要高于其實際值。假如系統(tǒng)以滿負荷運轉(zhuǎn)，電源系統(tǒng)效率將提升，它在整個系統(tǒng)發(fā)燒量中所占百分比將降低。假如對系統(tǒng)進行過分規(guī)劃，那么將付出效率大幅降低高昂代價。其余熱源上述分析并沒有考慮周圍環(huán)境中熱源，比如透過窗口照射進來陽光和從墻外傳導進來熱量。許多小型數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)機房沒有暴露在室外墻或窗戶，這時不考慮上述熱源假設(shè)是正確。不過，對于墻或屋頂暴露在室外大型數(shù)據(jù)中心而言，額外熱量會進入數(shù)據(jù)中心，空調(diào)系統(tǒng)必須將這些熱量帶走。假如數(shù)據(jù)機房位于有空調(diào)設(shè)備封閉空間內(nèi)，則其余熱源造成影響可忽略不計。假如數(shù)據(jù)中心有較大面積墻或屋頂暴露在室外，則需要請空調(diào)教授估算出最大熱量負荷，然后將該值添加到前一部分中確定整個系統(tǒng)發(fā)燒量中。加濕數(shù)據(jù)中心空調(diào)除了熱交換外，還應能控制房間相對濕度。在理想情況下，達成所需相對濕度時，系統(tǒng)將在水分含量穩(wěn)定空氣中工作，這時不需要連續(xù)進行加濕。但不幸是，在大多數(shù)空調(diào)系統(tǒng)中，其空氣制冷功效會造成水蒸氣大量凝結(jié)，從而使空氣相對濕度不夠。所以，需要進行賠償性加濕以維持所需濕度。賠償性加濕會給空調(diào)系統(tǒng)帶來額外熱量負荷，實際上降低了空調(diào)系統(tǒng)制冷容量，在設(shè)計容量時需要考慮到這一點。對于小型數(shù)據(jù)機房或較大配線柜而言，空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)過管道隔離了送風與回風，不會造成冷凝，所以不需要連續(xù)進行賠償性加濕。這么空調(diào)制冷能力能夠得到充分利用，從而使制冷效率達成最高。對于氣流大量混合大型數(shù)據(jù)中心而言，空調(diào)系統(tǒng)必須提供溫度較低空氣，以抵消設(shè)備釋放熱空氣回流所造成影響。這將造成空氣相對濕度顯著降低，因而需要進行賠償性加濕。這使空調(diào)系統(tǒng)性能和制冷能力受到較大影響。所以，在確定空調(diào)系統(tǒng)制冷容量時，必須加大30%?？傊?，在估量計算機機房空調(diào)系統(tǒng)制冷容量時，需酌情增加：假如是經(jīng)過管道隔離回風小型系統(tǒng)，則無需增加；假如是室內(nèi)空氣混合程度很高系統(tǒng)，則需增加30%。？？確定空調(diào)系統(tǒng)制冷容量在明確冷卻需求之后，就能夠確定空調(diào)系統(tǒng)制冷容量了。如前文所述，在此過程中需要考慮以下原因：設(shè)備（包含電源設(shè)備）熱負荷建筑物傳導熱負荷考慮加濕所需額外熱負荷支持冗余所需額外熱負荷未來所需額外熱負荷全部這些原因熱負荷之和（W）即為總熱量負荷。結(jié)論在確定IT系統(tǒng)冷卻需求時，可采取一個簡化過程，未經(jīng)專門培訓任何人均可勝任。采取統(tǒng)一瓦特單位表示電源容量和制冷容量，有利于簡化此過程。通常情況下，計算機房空調(diào)系統(tǒng)額定功率必須是預期IT額定負載及冗余負載之和1.3倍。對于面積在4000平方英尺（372平方米）以下小型網(wǎng)絡(luò)機房，這一方法都是適用。對于規(guī)模更大數(shù)據(jù)中心，在選擇空調(diào)系統(tǒng)時通常還要考慮冷卻需求之外其余原因。通常而言，墻和屋頂之類其余熱源和空氣回流等造成影響不容無視，必須針對詳細情況加以考慮。通風管道或高架地板設(shè)計對整體系統(tǒng)性能有較大效果，也會顯著影響數(shù)據(jù)中心內(nèi)溫度均勻。采取簡單、標準化和模塊化空氣分配系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以及本文介紹簡單熱量負荷估算方法，能夠大大降低數(shù)據(jù)中心設(shè)計過程中工程設(shè)計需求。考試大溫馨提醒：本內(nèi)容起源于網(wǎng)絡(luò)，僅代表作者個人觀點，與本站立場無關(guān)，僅供您學習交流使用。其中可能有部分文章經(jīng)過數(shù)次轉(zhuǎn)載而造成文章內(nèi)容缺失、錯誤或文章作者不詳?shù)葐栴}，請您諒解。如有侵犯您權(quán)利，請聯(lián)絡(luò)我們，本站會立刻給予處理。數(shù)據(jù)中心空調(diào)制冷綠色節(jié)能技術(shù)導購03月19日01:05IT168字號：T|T數(shù)據(jù)中心空調(diào)制冷綠色節(jié)能技術(shù)導購作者：藍調(diào)日期：-03-19文章屬性：專稿【IT168專稿】伴隨刀片服務(wù)器、虛擬化技術(shù)等被大規(guī)模應用，數(shù)據(jù)中心密度也越來越高。調(diào)查顯示，空調(diào)能耗已經(jīng)占到了機房電能消耗近40%，這意味著，數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)有著很大節(jié)能降耗空間。本文主要介紹數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)節(jié)能降耗伎倆，其中包含怎樣經(jīng)過技術(shù)改造提升空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能特征，并介紹了一些制冷方面節(jié)能竅門。經(jīng)過技術(shù)改造提升空調(diào)性能實現(xiàn)綠色節(jié)能在現(xiàn)在己經(jīng)使用空調(diào)系統(tǒng)中，早期產(chǎn)品在先進性方面相較新產(chǎn)品會有顯著不足，經(jīng)過技術(shù)改造，能夠提升性能。能夠采取方法有：1、使用高能效比壓縮機，比如渦旋壓縮機等?？照{(diào)壓縮機是空調(diào)“動力心臟”，對于空調(diào)來說，決定其質(zhì)量最主要原因就是壓縮機，買空調(diào)首先要看壓縮機。空調(diào)主要包含壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、四通閥四大關(guān)鍵，而在這四大主要部件中，以壓縮機最為主要。空調(diào)壓縮機是空調(diào)器制冷系統(tǒng)動力關(guān)鍵，它可將吸入低溫、低壓制冷劑蒸氣經(jīng)過壓縮提升溫度和壓力，讓里面冷媒動起來，并經(jīng)過熱功轉(zhuǎn)換達成制冷目標?？照{(diào)壓縮機性能決定了節(jié)能空調(diào)能效比。能效比是空調(diào)制冷量與制冷功率比值。空調(diào)能效比共分為5級，1級最節(jié)能，5級最耗能。業(yè)內(nèi)教授提議，選擇節(jié)能空調(diào)時首先考慮能效比。還有一點需要注意，空調(diào)壓縮機帶變頻技術(shù)節(jié)能效果比很好，選擇節(jié)能空調(diào)時應該盡可能選取變頻。變頻空調(diào)壓縮機電機轉(zhuǎn)速可變，防止壓縮機頻繁開啟，與定速空調(diào)相比節(jié)電30%。2、利用乙二醇溶液作載冷劑給內(nèi)區(qū)供冷工作原理。全空氣系統(tǒng)中，冬季室外溫度過低時間，利用冷卻塔給內(nèi)區(qū)直接供冷空調(diào)方式不易實現(xiàn)。此時，能夠?qū)⑹彝饫淇諝庾鳛槔湓矗靡叶既芤鹤鬏d冷劑，將室外自然冷源引入室內(nèi)給內(nèi)區(qū)供冷。需要給外區(qū)供熱而給內(nèi)區(qū)供冷時，關(guān)閉冷水機組，依然用鍋爐或城市熱水作為熱源給外區(qū)供熱。在室外安裝板式換熱器，由風機將室外冷空氣引入板式換熱器，乙二醇溶液和室外冷空氣在板式換熱器中進行熱交換。被冷卻乙二醇溶液進入內(nèi)區(qū)空調(diào)機組，在機組中與混合空氣(新、回風進行混合后空氣)進行熱交換，混合空氣被冷卻，溫度降低后進入內(nèi)區(qū)房間，給內(nèi)區(qū)房間供冷。乙二醇溶液溫度升高，再次回到室外板式換熱器中，與室外冷空氣進行熱交換，溫度降低后繼續(xù)循環(huán)。這種熱交換方式經(jīng)慣用在熱回收系統(tǒng)中。乙二醇和高溫排風進行熱交換，溫度升高后，進入新風機柜，給新風進行預熱。從而，回收排風中熱量給新風加熱，節(jié)約電能，節(jié)約運行費。這種將乙二醇溶液作為載冷劑，引入室外冷空氣中冷量給內(nèi)區(qū)供冷方式是一個很節(jié)能空調(diào)方式。只需在室外裝設(shè)一臺板式換熱器，運行時，冷水機組關(guān)閉，只開啟風機和空調(diào)機組就能夠引入天然冷源給內(nèi)區(qū)供冷，節(jié)約了電能，降低了運行費用。不過，在利用室外冷量給內(nèi)區(qū)供冷過程中，冷空氣要與乙二醇進行熱交換，乙二醇再與混合空氣進行熱交換，經(jīng)過兩次熱交換后，冷量損失較大，換熱效率不高，通常低于60%。3、變速馬達。實際上，許多機房空調(diào)都開得過頭了。因為多數(shù)機房空調(diào)都很原始，要么開，要么關(guān)，不能調(diào)整大小，現(xiàn)在只有10%機房空調(diào)具備變速馬達。具備變速馬達空調(diào)，能夠依照需要調(diào)整空調(diào)大小，從而達成節(jié)能降耗目標。4、其余。還有一些技術(shù)，能夠讓數(shù)據(jù)中心空調(diào)愈加節(jié)能。比如適當放大冷凝器，增加散熱面積，降低冷凝溫度，提升制冷系數(shù);添加冷凍油添加劑，減阻抗磨，增強冷凝器和蒸發(fā)器