机房空调系统解决方案

1、机房环境要求1.1温湿度要求1.2空气洁净度要求1.3噪声和静电要求2、机房负荷特征2.1空调负荷的来源2.2空调负荷的特点2.3空调负荷计算3、机房空调系统方案3.1机房空调方案类型3.2机房空调方案选择4、IDC机房新风方案选择4.1新风量的确定4.2新风方案5、IDC机房气流组织5.1机房空调的四种送风方式5.2机房气流组织6、机房空调系统与其他专业配合6.1与土建装修6.2与配电系统6.3与配电系统6.4与消防系统6.5与监控系统1、机房环境要求《电子计算机机房设计规范》（GB50174-93）中，明确规定了机房的环境要求。1.1温湿度要求级别项目A级B级夏季冬季全年湿度23±2℃20±2℃18℃～28℃相对湿度45％～65％40％～70％温度变化率5℃/h并不得结露10℃/h并不得结露主机房的温、湿度应执行A级，基本工作间可根据设备要求按A、B两级执行，其它辅助房间应按工艺要求确定。1.2空气洁净度要求主机房内的空气含尘浓度，在静态条件下测试，每升空气中大于或等于0.5um的尘粒数，应少于18000粒。1.3噪声和静电要求主机房内的噪声，在计算机系统停机条件下，在主操作员位置测量应小于68dB(A)。主机房地面及工作台面的静电泄漏电阻，应符合现行国家标准《计算机机房用活动地板技术条件》的规定。主机房内绝缘体的静电电位不应大于1kV。2、机房负荷特征2.1空调负荷的来源机房负荷主要来源：建筑负荷，新风负荷，人员负荷，照明负荷，机架及设备负荷（可占总负荷的90%以上）。2.2空调负荷的特点散热量大，散湿量小；焓差小，风量大；冬季仍需制冷；设备全年不停运转。2.3空调负荷计算规范指出，计算机和其它设备的散热量应按产品的技术数据进行计算。对于机房中配电盘及电线、电缆的微量散热，可忽略不计。通常在设计时，为了估算机房的空调负荷，可按单位面积散热量（包括所有负荷）300～600W/m2（单层）、200～350W/m2（多层）进行估算。就IDC机房而言，负荷设计要依据机柜布置和服务器的散热量而定，变化范围很大。就实际工程而言，从600～1400W/m2都有，必须按照实际情况进行具体设计。3、机房空调系统方案3.1机房空调方案类型EDA系列——按氟利昴制冷循环原理制冷。通过直接膨胀蒸发器，向机房送冷风。配置室外风冷冷凝器。EDW系列——按氟利昴制冷循环原理制冷。通过直接膨胀蒸发器，向机房送冷风。室内机配置水冷冷凝器，并利用外部冷却水循环系统。EDM系列——制冷原理及蒸发器、冷凝器同EDA相同。但压缩机配置在室外机内，以降低机房噪声。EDZ系列——即双冷源系列机组。在EDA系列机组基础上，多加一组冷冻水盘管，正常运行时利用外部冷冻水源进行制冷，而压缩机制冷系统作为备用。保证了机房制冷控制更加可靠。EDF系列——即自然制冷系列机组。在EDA系列机组基础上，多加一组乙二醇热交换盘管。在北方严寒地区，可利用室外空气的冷量，对机房进行制冷。UV系列——冷冻水盘管加控制系统的系列机组。利用机房外部提供的冷冻水源，对机房温、湿度进行精密控制。SD和BEDA系列——这是专门为移动基站设计的一款空调机组，它从设计参数和结构特点上跟EDA系列机组类似，满足电子设备的要求。但又适应移动基站面积小、设备发热量小、地处偏远、水源电源质量不高等特点，因此它有不同的标准配置和选件。SD和BEDA系列机组是目前应用最广泛、数量最多的空调机组。3.2机房空调方案选择机房建筑的条件及空调选型根据机房建筑的冷源条件和用户需求，可选择不同类型的机房专用空调。1.如果计算机机房所在的大厦能够常年提供冷冻水，而用户要求利用冷冻水源对计算机机房进行温、湿度精密控制。对于该情况，依米康空调能够提供UV系列机组，满足用户的需求。其制冷量从6kw至100kw可供选择。UV系列机组要求的冷冻水进/出水温度为：7/12℃温度设定范围：12～32℃温度控制灵敏度：±1℃湿度设定范围：30～80%RH湿度控制灵敏度：±2%1.如果计算机机房所在的大厦能够提供冷冻水，而用户要求机房专用空调既能利用冷冻水源进行制冷，又具备氟利昴制冷循环系统进行制冷。同时达到上述温、湿度的密控制。对于该情况，依米康空调能够提供EDZ系列机组，满足用户的需求。其制冷量从23kw至100kw可供选择。1.在我国北方严寒地区，有的用户要求机房专用空调利用室外空气的冷量，对机房进行制冷。同时达到上述温、湿度的密控制。对于该情况，依米康空调能够提供EDF系列机组，满足用户的需求。1.在我国，计算机机房常有人机共室的情况。此时用户对于机房专用空调室内机噪声有严格要求，要求噪声尽可能低。对于该情况，依米康空调能够提供EDM系列机组，其将压缩机的位置从室内机设计变换到室外机，压缩机噪声全部传递到室外。该方案可将机房噪声降低2～3dB(A)。1.绝大多数机房均要求空调系统提供独立的氟利昴制冷系统，其具备室内机和室外机两部份。因而要求更多的制冷量级别，均能对机房进行精密的温、湿度控制。依米康EDA系列机组完全能满足各种空调制冷量的需求，它有单制冷系统和双制冷系统多个型号。EDA制冷量从17KW至110KW不等，平均2.5KW为一个制冷级别，可提供几乎所有不同级别的制冷量要求。根据室外场地的不同情况，EDA系列机组可由以下原则来确定室外机的安装位置、铜管路径，以及铜管、室外机型号的配置方案等。a、安装位置的室外机在正常工作时，其热气流和噪声不致影响环境。b、拟定的由室内机到室外机的铜管路径是可以施工的，即从结构强度和人为因素等方面均可以穿墙、开孔、搭架等。c、室外机的支承物要能完全支承室外机本身的重量，振动产生的重量，及检修维护人员的全部重量之和，并有余量。d、室外机安放的场地周围至少有大于600mm的检修、维护空间，且无对人员造成不安全的因素。1.室内机与室外机不在同一水平面时，室外机不得低于室内机5m，不得高于室内机15m，管路尽量避免转弯。1.室内机与室外机沿铜管的总长度最好小于10m，当大于10m小于30m时，我公司仍可有加大管径的配置方案解决该问题，当总长度大于30m小于50m时，我公司还有加大冷凝器级别，补充冷冻油的配置方案解决该问题，但制冷量略有下降。4、IDC机房新风方案选择4.1新风量的确定新风量取三项中最大值，室内总送风量的5％、按工作人员每人40m3/h、维持室内正压所需风量。4.2新风方案为满足机房洁净度，达到设计标准：主机房内的空气含尘浓度，在静态条件下测试，每升空气中大于或等于0.5um的尘粒数，应少于18000粒。相当与ISO50万级标准，在机房专用空调配置G4过滤器的情况下，新风系统终过滤器需配置效率≥95％（0.5um）的亚高效过滤器。对于大楼有冷源的情况，优先选择带表冷器的新风处理机组，大楼无冷源的情况下，优先选择直膨热泵式新风处理机组。或者选择直膨式新风机组与新风净化机配合使用。新风系统应加装防火阀并与消防系统联锁。5、IDC机房气流组织5.1机房空调的四种送风方式《电子计算机机房设计规范》（GB50174-93）中指出，主机房和基本工作间主机房和基本工作间空调系统的气流组织，应根据设备对空调的要求、设备本身的冷却方式、设备布置密度、设备发热量以及房间温湿度、室内风速、防尘、消声等要求，并结合建筑条件综合考虑。要形成良好的气流组织，则要求机房专用空调具备灵活的送、回风方式可供选择，新风送风到机房空调回风处或者直接送入室内。由于机房本身的结构，或机房内其它设备已确定了的位置，要求空调设备只能按一定的送、回风方式以获得最佳效果。SD、BEDA和EDA系列机组可根据机房的结构和用户要求提供4种不同的送、回风方案。上送风、前回风方案其送、回风方式如图a所示。上送风、下回风方案若机房采用静电地板，也采用了吊顶，静电地板和吊顶均可作为气流通道，则可选用SD、BEDA和EDA…V型机组，其送、回风方式如图b示。上送风、后回风方案若机房采用了吊顶，静电地板和吊顶均可作为气流通道，不同的是用户要求机房空调与其它设备隔离，则可选择EDA…B型机组，其送、回风方式如图c示。下送风、上回风方案若机房采用了静电地板，静电地板与地面之间高度为300～350mm，且其空间内无阻隔物，可以形成送风通道并作为静压箱，那么可选择EDA…D型机组，其送、回风方式如图d所示。5.2机房气流组织机房气流组织设计就是根据空调设计规范，依据机房空调设计要求（温湿度精度）来进行气流组织设计，需要确定送风温差，单位面积送风量，工作区送风速度，以及送风射程和区域温差。而一般在机房中，由于对流的原理，热气流上升，冷气流下降。在单位面积负荷大于200w/m2的情况下，多采用下送风的方式，而且一般机柜有散热风机，对于机柜是下进风上排风的时候，也多采用下送风的方式，有地板下空调送风直接送到机柜进风处，以便于设备散热。近年来，机房使用中，供配电系统越来越重要，安全性也更加被重视，为了便于维护和直观可视。而且机柜侧面进风较为普遍，上送风应用越来越多。上送风时一般设计送风口形式多采用双层百叶方式，选用下送风方式，以提高工作区送风速度，便于机房设备散热，不同于舒适性空调的贴附送风方式。上送风设计时，送风口布置在设备进风一侧，工作区要求2～4m/s的风速要求。根据机房功能规划和设备摆放位置,设计合理风口和回风位置。送风口应密集布置，避免采用长条型风口代替数个分立送风口方式，保证过道上的冷热气流分布均匀。每个送风口应能输出满足对应机柜设备制冷所需最大风量要求，且有能完全调节风量大小的装置；送风口还应有能灵活改变气流下射角度的导风装置。同时，随着刀架式服务器的应用，机柜散热量已经远远大于2KW的散热量。在气流组织上，倾向于不同于以往注重机房内区域恒温的要求，而是更加重视避免机柜热岛效应，减小服务器附近的温度和机房之间的温差，已利于设备工作更稳定。这种情况下，目前设备上有弥漫式置换送风的方式，由设备送风口高静压低风速送风，低温空气贴附地板送风，由于热气流上升的原理，上部空气温度较高，下部空气温度较低。提高机房上下部空气温差，缩小机柜内空气和室内空气的温差。另外一种考虑方式是提出微环境的概念，旨在降低服务器附近空气温度，采用下送风的方式，低温空气直接进入机柜进风处，由机柜排风处进行回风，注重机柜附近温度控制，而不是注重于全室机房温度控制。应用通讯机房效果较好的气流组织方式是冷热通道的送风方式：机房设备应根据其发热量均匀分布，发热量大的设备尽可能分散安装，大功率设备应靠近空调摆放设备排放应与风管、气流方向平行，不得阻碍气流的循环。在机房设备安装设计时，尽可能考虑分出冷热通道，即设备安装考虑面对面、背对背形式，风管出风口仅设于冷通道，空调回风口仅设于热通道。机房冷通道/热通道合理分布图6、机房空调系统与其他专业配合6.1与土建装修为确保气流组织的顺畅，空调专业应配合土建专业确定合理的地板、吊顶标高以及合理的空调的摆放位置。机房要避免空调上下水漏水危险，一般需设置漏水报警。对于冷冻水系统最好设置专用机房已避免漏水事故。对于加湿上水和冷凝水，在要求地板作好防水的前提下，可以设置围堰和漏水报警。6.2与配电系统由于机房设备发热量巨大，空调耗电量随之增大，在向配电专业提供数据时应确定不同工况下每台空调最大耗电量，并考虑多台空调同时运行时的同时使用系数。另外除灭火气体排除系统外其它空调通风系统在配电柜上均应设置消防紧急断电端子。配电系统及IDC系统的管线尽量避开空调的送风口。6.3与消防系统专用空调分区应与防火分区相符，新风管路穿越不同防火分区时应设有电动防烟防火阀，当采用余压阀装置时应配有电动防烟防火阀以防灭火时气体泄漏。当消防报警时空调新风系统设备应自动停机。6.4与监控系统专用空调向监控系统提供通信协议，使监控系统随时监控专用空调的各种工作参数，通风系统通过传感器向监控系统提供信号，使监控系统监控通风设备及阀门的开启状态，过滤器的阻力值等。