数据中心集中冷源空调系统设计综述.
1引言
随着互联网与信息技术的发展,数据中心的数据
量和处理能力持续增长,这种增长导致数据中心的发热密度持续增加,从而使数据中心的散热成为一个日益突出的技术难点和重点,这也就意味着数据中心对于空调制冷系统的依赖程度和要求逐年增高;而由于集中冷源式空调系统总体制冷效率更高,且可以方便采用多种可靠的节能技术(自然冷却技术等,所以越来越多的数据中心采用了集中冷源式空调系统。
一个数据中心的设计使用寿命一般都会在10年以上,而空调系统是除IT 设备以外最大的耗能系统,无论是从社会责任还是企业内部的经济效益考虑,我们都要努力打造一套长寿命、低能耗、低故障、可扩展的数据中心空调系统。而一个好的、合理的设计方案会大量地节省初投资,能够采用更加成熟的产品和技术来满足数据中心寿命期内的需要,并且可以通过有效地降低PUE 、初投资(CAPAX ,来实现TCO 的节省。
2集中冷源式空调系统
集中冷源系
统主要由制冷设备和管路组成,由于传统的集中冷源式空调系统中可能存在单点故障,而发生单点故障必然会导致空调系统无法制冷;传统建筑可以容忍短暂的抢修时间,但对于发热量特别大的数据中心机房,空调系统即便仅停止工作几分钟,就会造成IT 设备的高温和宕机,所以冷冻水系统存在的单点故障隐患对数据中心威胁巨大,必须尽量消除。水管路、阀门、冷水机组、冷冻水型末端均需考虑冗余设计。由于系统扩容相对复杂,设计之初就要考虑好管路设计和接口预留。
集中冷源式空调系统架构还需要根据数据中心的用途和设计级别来进行相应调整,目前主要参考国内(GB50174和国际(TIA-942的相应标准进行,具体参见表1。
数据中心集中冷源空调系统设计综述
朱洪波
阿尔西制冷工程技术(北京有限公司数据中心事业部总经理,博士
摘
要介绍了数据中心空调系统中集中冷源式空调系统的节能设计要点,包括冷水机组、水泵、冷
却塔、蓄冷装置、水系统管路的分类及选型。并根据不同气候条件提出了不同的制冷系统架构的建议。
关键词数据中心集中冷源式空调系统
节能自然冷却部份自然冷却全部自然冷却冷水机组机房空调水泵冷却塔蓄冷水管路
表1TIA-942标准与GB50174标准关于集中冷源式空调系统的冗余配置对比
集中冷源式空调系统架构的常见形式参见图1。3制冷设备
集中冷源系统中的制冷设备种类较多,最重要的几种包括制冷机、水泵、冷却塔、水处理设备、蓄冷设备等。3.1制冷机
数据中心制冷机的选择,应按各类制冷机的特性,结合当地的室外气象条件、水源(包括水量、水温及水质、电源和热源(包括热源性质、品位高低等情况,结合数据中心全年供冷的特点,从初投资和运行费用进行综合技术经济比较来选择可靠、高效、节能、
合理的图1数据中心主机房流程图(仅供参考
制冷机。
(1适合数据中心的制冷机种类
电驱动的制冷机按压缩机形式分为离心式、螺杆式、活塞式,这3种形式制冷机的能效由高到低的顺序是:离心式机组、螺杆式机组、活塞式机组。各类机组各有其特点,应用其所长。
电驱动的制冷机按冷凝器冷凝方式分为风冷机组和水冷机组。
●风冷机组
风冷机组通过风冷冷凝器与外界空气换热,利用风(空气换热带走热量,产生冷水。风冷机组的优势:节约水资源,环保;安装在室外,如屋顶,无需建造专用机房,不占有效建筑面积;省去了冷却水系统:冷却塔、冷却水泵、管网及其水处理设备,节省了这部分初投资和运营费用。
●水冷机组
水冷机组通过水冷冷凝器与冷却塔提供的冷却水换热,利用冷却水带走热量,来产生冷水。水冷机组的优势:应用范围广,技术成熟,造价低;夏季制冷能效高,节能;噪音源低于风冷机组。
数据中心风冷机组或水冷机组两种形式均有选用,冬季寒冷地区多选用带自然冷却的风冷机组,长江流域或以南地区多选用水冷机组。根据数据中心有无生活热水需求,还可以选用是否带热回收装置的风冷机组或水冷机组。
数据中心选用离心式或螺杆式两种类型机组,数据中心经常根据自身需要同时配备离心式与螺杆式两种类型的冷水机组。
(2制冷机选型
数据中心选择制冷机时,要考虑数据中心全年空调冷负荷的分布规律,结合制冷机在满载运行和部分负载运行时的COP 值,合理地选择机型、台数和调节方式,提高制冷系统在部分负荷下的运行效率,以降低全年总能耗。
数据中心的冷水机组一般选用2台以上机组,以满足N+1~2N 的冗余方式。冷水机组之间要考虑其互
为备用和轮换使用的可能性。冷水机组采用冗余配置,具备不间断供冷,保证系统安全稳定运行。同一站房内可采用不同类型、不同容量的机组搭配的组合式方案,以节约能耗。并联运行的机组中至少应选择一台或几台自动化程度较高,调节性能较好,能保证部分负荷下能高效运行的机组。
选择制冷机时应考虑其对环境的污染:一是噪音和振动,要满足周围环境的要求;二是制冷剂对大气臭氧层的危害程度和产生温室效应的大小,要采用ODP (消耗臭氧潜能值和GWP (全球变暖潜能值较小的环保制冷剂。3.2水泵
(1冷冻水泵
流量:1.05~1.1倍机组额定流量。
扬程:闭式循环,仅克服系统的阻力损失,考虑10%的富裕量。
数据中心冷冻水泵的循环系统按照从冷机到末端采用一次供水,或是二次供水分为单式泵循环和复式泵循环系统。
●单式泵环路系统
如图2所示,数据中心集中冷源空调系统的单式泵环路系统多采用冷水机组与一次泵一一对应配置方式。一次泵环路系统存在以下3类形式:
图2单式泵系统示意图
——用户侧定流量(用户侧采用三通阀变冷水温差调节,冷水机组侧也为定流量,一次泵为工频泵。
——用户侧变流量(用户侧采用二通阀变冷水流量调节,冷水机组侧为定流量,一次泵为工频泵。为了恒定供回水管的水力工况,保持机组侧冷水流量的稳定,在分水器与集水器之间装设旁通管和压力控制的调节阀。当用户侧流量减少,供回水压差变大,旁通阀开度增大,反之减少。
——用户侧变流量,冷水机组侧也为变流量,一次泵为变频泵;一次泵变流量系统选择可变流量的冷水机组,即蒸发器侧流量随用户侧流量变化而改变,从而最大限度地降低水泵能耗。
系统特点:系统设计简单,初投资少,适用于系统较小或各环路负荷特征或压力损失相差不大的中小型数据中心。
●复式泵环路系统
如图3所示,数据中心集中冷源空调系统的冷水机组与一次泵一一对应配置,二次泵大多采用多台泵并联的方式。
复式泵环路系统的一次回路包含机组、一次泵、供回水管路、旁路管;二次回路包含用户侧末端装置、二次泵、供回水管路、旁通管。
复式泵环路系统存在以下两类形式:
——用户侧定流量(用户侧采用三通阀变冷水温差调节,冷水机组侧也为定流量,一次泵和二次泵均为工频泵。
——用户侧变流量(用户侧采用二通阀变冷水流量调节,冷水机组侧为定流量,一次泵为工频泵,二次泵为变频泵。
系统特点:节省运行费用,初投资大,自控要求高,占地面积大,适用于规模较大的空调系统或各用户侧阻力相差甚大的场合,适用于大型数据中心。
(2冷却水泵
●流量:1.05~1.1倍机组额定流量。
●扬程:H=H1+H2+P1+P2+P3。
●H:水泵计算扬程(m。
●H1:允许吸上高度(m。
●H2:冷却塔喷水压力,一般为5m。
●P1:机组内的阻力损失。
●P2、P3:管路系统的沿程和局部阻力损失。(3水泵并联
一台泵单独工作时的流量,大于并联工作时每台泵的流量。两台泵并联工作时,其流
量不能比单台泵工作时成倍增加,这
在多台泵并联时就更明显。图4为5
台同型号水泵并联的工作特性曲线,
对比数据参见表2。
由以上的分析不难得出:在总流
量一定的情况下,并联的水泵数量越
多,流量损失越大。因此,建议尽量
选择单台大流量的水泵替代多台并
联的小流量水泵,这样效率更高,初
投资更俭省。
3.3水处理
在空调水系统中,由于腐蚀物、
微生物、Ca+、Mg+等物质的存在,在
运行一段时间后,会在机组蒸发器、
冷凝器、末端空调设备的表冷器及管
道内壁形成污垢和腐蚀。随着污垢
的增大,水流阻力增大,机组效率下降,寿命缩短。因此,必须对数据中心空调的水系统进行处理。
空调水系统的水处理方法可采用化学处理,
软化图3复式泵系统示意图
水装置及电子水处理仪等。另外,水过滤也是必须重视的问题。在空调系统实施完成后,管道中通常会存在许多杂物,如焊渣、生料带、砂石等;安装水过滤器的目的是去除管道中的这些杂物,保证空调系统的正常运行。水过滤器通常设置在水泵、制冷机组、空调器等进水管上。3.4冷却塔系统
(1数据中心集中冷源空调系统通常采用开式循环冷却水系统,具体参见图5。
开式循环冷却水系统注意事项:●每台冷却塔应布置在同一水平高度上。●每台塔的集水盘上都应装平衡管,防止水盘的
水位产生高低落差。
●由于空气中的污染物质(如尘土、杂物、细菌、可
溶性气体等易进入水中,使微生物大量繁殖,形成生物淤泥、藻类等,因此每台塔的出水管上应设置过滤器,最低点应设置排污口。●冷却塔的集水盘必须有足够的容积,存水量约
取循环量的1%~
3%。
(2
冷却塔的分类●按形状分:方形、
圆形。
图45台同型号水泵并联
表25台同型号水泵并联对比
图5开式循环冷却水系统
●按通风形式分:逆流式、横流式。
●按处理温差分:普通型△T=5℃、中温型△T= 8℃、高温型△T>8℃。
数据中心多选用普通型横流式方形冷却塔。
(3冷却塔的选用
●循环水量的计算:q v=(1.05~1.10q v1。其中,q v为冷却水量(m3/h;q v1为机组所需的冷却水额定循环量(m3/h。
●冷却水进出口温度:数据中心选普通型冷却塔或由制造厂家进行具体的选型。
●环境湿球温度:参照规范及实际情况,如市区比郊区高1℃~2℃;当湿球温度从28℃提高到29℃,冷却塔冷却能力下降16%~19%,这样选型时应适当加大型号。
●必须满足环境允许噪音标准。
●其他还应考虑冷却塔的漂水率、比电耗、使用寿命、材料等参数。
(4冷却塔的性能
●进出水温度。
●冷幅:冷却水出水温度与进风湿球温度之差;冷幅越小,塔热工性能越好。
●冷效:进出水温差与冷幅之比;冷效越大,塔热工性能越好。
●噪音:分为普通型、低噪音型、极低噪音型。
●比电耗:冷却塔将1水处理到要求的温度风机耗电量;国家规定普通型冷却塔在标准状态下(进出水32℃/37℃、环境湿球温度28℃的比电耗应小于0.04。
●耗水量:水量的消耗有蒸发水量(约占循环量的
0.97%、漂水量(占循环量的0.1%~0.2%,带有挡板的小于0.01%以及为降低电解质的排污量(约占循环量的0.3%。以上3部分取1.3%~2%。
●气水比:指单位时间内,冷却塔流通空气的质量和流通冷却水质量的比值;太小,蒸发不好;太大,风机噪音增大。
(5冷却塔的主要结构
●填料(散热片:基本热交换媒介,大大增加了水和空气的接触面积。
●集水器:将气流中的水滴隔出,引导气流到适当的流向,减少风机马力,降低冷却塔的总阻力。
●布水系统:布水系统把循环水均匀地分布到填料上。
●百叶窗:将飞溅的水滴阻挡在冷却塔内,及辅助导入空气。
●冷却塔的围护结构。
3.5蓄冷系统
空调系统的动力来源均为电力,虽然主要系统、部件都设置了冗余、备份,但还需要考虑为空调系统供电的电力系统发生意外停电故障时,空调系统仍然需要维持正常运行。
在常规电力系统发生故障时,备用的柴油发电机组可以紧急启动提供后备电力,从柴油发电机组启动至稳定供电的过程一般需要3min。冷水机组在正常供冷过程中遇到停电故障时会进入故障保护状态,在电力供应恢复后,离心式冷水机组的压缩机导叶先恢复至正常开机的初始状态,再经过冷水机组控制系统对冷水循环水泵、冷却水循环水泵、冷却塔等相关部件进行巡检,并确认正常运行后,冷水机组才能正常启动,这段恢复冷水机组系统恢复正常供冷过程一般需要1~10min不等。在数据中心的设计中为了能很好地解决这一安全隐患,在空调系统中可通过设置蓄冷设施,储备备用冷量来解决这一问题。配置的蓄冷设施提供的持续供冷时间一般为
10~15min。数据中心的蓄冷方式主要有冰蓄冷系统及水蓄冷系统两种:通过制冰方式,以相变潜热储存冷量,并在需要时融冰释放出冷量的系统称为冰蓄冷系统;利用水的显热储存冷量的系统称为水蓄冷系统。
数据中心的空调冷负荷主要为机房内设备的散热负荷,在一天24h中的每个时刻都基本不会变化,属于一个稳定负荷,这部分负荷占整个数据中心空调冷负荷的比例可达到90%以上。根据数据中心这一负荷结构情况的特点,水蓄冷系统更适合数据中心冷量备份的需求。水蓄冷系统采用闭式蓄冷罐,可与原空调系统“无缝”连接,无需再额外配置蓄冷冷源或对原系统用冷水机组进行调整;水蓄冷系统的冷水温度与原系统的空调冷水温度相近,可考虑直接使用,不需设额外的设备对冷水温度进行调整;水蓄冷系统控制简单,运行安全可靠,在出现紧急状况时可及时投入使用。
蓄冷罐的容积可按系统需要的蓄冷量进行计算,同时考虑到蓄冷罐与整个水系统为串联连接,系统管路也可视为蓄冷罐的一部分,管路中的冷水保有量也
可作为一部分的蓄冷水量。
系统需要的蓄冷水量为:V =Q/(η×ρ×△tz×Cp
其中,V 为蓄冷水量(m 3;Q 为蓄冷量(kcal ;η为蓄冷装置的容积效率,一般取
0.96~0.99;ρ为蓄冷水密度,取1000kg /m 3;△tz 为释冷回水温度与蓄冷进水温度间温度差;Cp 为水的定压热容量,1kcal/kg.℃。
管道系统中的保有冷水量为:V1=∏×R2×L 。其中,V1为管道系统保有冷水量(m 3;R 为管道半径(m ;L 为供水总管道长度(m ;蓄冷罐容积为V2=V-V1(m 3
。4水管路系统
在集中冷源系统中连接各个制冷设备的是水管
路,如同人体的血管一般重要,制冷系统是否能够正常工作,它起到了至关重要的作用。在数据中心中,由于考虑到不间断供冷的需要,所以集中冷源系统中的水管路
必须考虑冗余设计,而目前比较常用的管路形式有两种,即环形管路系统和双管路系统。4.1环形管路系统
在数据中心集中冷源系统中,冷冻水主干管首尾相接构成环路,形成环状管路系统,具体形式参见图6、7。
此管路形式具有良好的备份功能,当管路局部发生故障时,可经其他连接管路继续向用户供冷,即便
系统中某台冷水机组出现故障不能向系统供冷时,其他冷水机组也可以向该系统管网继续供冷,由此看出环状管路系统的可靠性极高。此管路形式适合较为大型和复杂的集中冷源系统,可以配置多台冷水机组,且需要根据系统冗余能力增加分段阀门以便于检修和增容。
4.2双管路系统
在数据中心集中冷源系统中,冷冻水的供回水主管道和末端空调水管路采用两供两回的2N 形式和双路管道形式,具体形式如图8所示。
此种管路形式较环形管路更为简单,设计与施工更加方便,且管路中的阀门数量较少,但可靠性不如环形管路高,从一套管路切换到另外一套管路有时间延迟,不适合较为大型和复杂的系统,比较适合中小型集中冷源系统使用。
5自然冷却系统
由于数据中心是耗能大户,而空调系统在整个数
据中心的能耗占比超过30%,仅次于IT 设备的能耗,所以在数据中心空调系统设计中,对节能的重视程度日益高涨,而自然冷却技术作为最核心的节能技术,根据数据中心地理位置、气候条件、能源供给等方面的不同特点,
会有不同的表现形式和架构类型。其中,最为成
熟和常见的有以下3
种形式:
5.1数据中心专用带自然冷却风冷冷水机组系统
数据中心专用带自然冷却风冷冷水机组,是专门为中大型数据中心机房设计制造的高可靠性的集中
图6冷冻水环路系统
图7冷却水环路系统
式冷源。与数据中心配套安装于机房内的冷冻水型机房空调一起组成了数据中心机房专用的空调冷冻水系统。
数据中心专用带自然冷却风冷冷水机组的主要部件包括螺杆式压缩机、风冷冷凝器、冷凝风机、膨胀阀、蒸发器,还包含了自然冷却盘管、电动三通阀等。
数据中心专用带自然冷却风冷冷水机组的原理:在电脑控制系统管理下,当冷凝器的进风温度低于回水温度2℃时,自然冷却便开始工作,进入部分自然冷却模式,从数据机房出来的回水被送到自然冷却盘管先利用室外低温空气进行冷却,这是预冷却的阶段;再被送到蒸发器冷却,减轻压缩机的工作负荷。自然冷却盘管与压缩机机械制冷同时工作。随着冷凝器的进风温度逐渐降低,自然冷却制冷量逐渐增加,压缩机机械制冷量逐渐减少,当冷凝的进风温度降到设定值时,进入全部自然冷却模式,冷却工作全靠自然冷却盘管完成,压缩机机械制冷停止运行。节能比例可达20%~80%,该系列机组应用于北京地区全年节能量约为39%,应用于沈阳地区全年节能量约为61%,应用于哈尔滨地区全年节能量约为72%。数据中心专用带自然冷却风冷冷水机组系列单台机组制冷量从115~1744kW。
数据中心专用带自然冷却风冷冷水机组适用于长江流域或以北的大部分地区。室外环境越低,冬季越长的地区,节能量越大。自然冷却风冷冷水机组机械制冷原理图参见图9。自然冷却风冷冷水机组自然冷却原理图参见图10。
数据中心专用带自然冷却风冷冷水机组优势:●带自然冷却风冷冷水机组配置了螺杆式压缩机,具有较高的运行可靠性。能满足数据中心具有全年365天,每天24h 连续运行的特点。
●带自然冷却风冷冷水机组综合能效要比单元式直接蒸发式机房空调的能效要高,在同等负荷条件下,更加节能。
●带自然冷却风冷冷水机组系统对应的采用集中式空调水系统形式,故自然冷却风冷冷水机组系统可实施更多的节能技术。
●带自然冷却风冷冷水机组系统适用于新建的中大型数据中心,节能潜力大,值得大力推广。
●带自然冷却风冷冷水机组系统的优势:更适合在北方低温地区数据中心使用,与水冷冷水机组相比系统相对简单,运维管理方便,
不存在冬季冷却水冻结图8末端双管路系统
等问题。
带自然冷却风冷冷水机组的缺点:夏季等高温季节能效比较低,在南方地区数据中心节能量比较小,使用受到限制。
数据中心专用带自然冷却风冷冷水机组具有3种运行模式:
●机械制冷模式:三通阀5在A 位正常打开,B 位
关闭。从数据机房出来的回水直接进蒸发器冷却。压缩机与风冷冷凝器均运行在机械制冷模式。
●部分自然冷却模式:当空气温度降到低于回水温度2℃时,三通阀5在B 位打开,A 位关闭,回水直接进入自然冷却盘管,在进入蒸发器前先利用室外空气进行冷却,部分自然冷却模式时,回水是靠自然冷却盘管预冷却再靠压缩机机械制冷的蒸发器冷却。●全部自然冷却模式:当空气温度降到设定值时,
三通阀5在B 位打开,A 位关闭,冷却工作全靠自然冷
却盘管进行,压缩机机械制冷停止工作。
暖通空调设计毕业设计说明书
摘要 本设计为哈尔滨望江集团办公楼空调系统工程设计。哈尔滨望江集团办公楼属中小型办公建筑，本建筑总建筑面积4138m2，空调面积2833m2。地下一层，地上八层，建筑高度33.9m。全楼冷负荷为191千瓦，全楼采用水冷机组进行集中供给空调方式。 此设计中的建筑主要房间为办公室，大多面积较小，且各房间互不连通，应使所选空调系统能够实现对各个房间的独立控制，综合考虑各方面因素，确定选用风机盘管加新风系统。在房间内布置吊顶的风机盘管，采用暗装的形式。将该集中系统设为风机盘管加独立新风系统，新风机组从室外引入新风处理到室内空气焓值，不承担室内负荷。风机盘管承担室内全部冷负荷及部分的新风湿负荷。风机盘管加独立新风系统由百叶风口下送和侧送。水系统采用闭式双管同程式，冷水泵三台，两用一备；冷却水泵选三台，两用一备。 在冷负荷计算的基础上完成主机和风机盘管的选型，并通过风量、水量的计算确定风管路和水管路的规格，并校核最不利环路的阻力和压头用以确定新风机和水泵。 依据相关的空调设计手册所提供的参数，进一步完成新风机组、水泵、热水机组等的选型，从而将其反应在图纸上，最终完成整个空调系统设计。 关键词：风机盘管加独立新风系统；负荷；管路设计；制冷机组：冷水机组
Abstract The design for the Harbin Wangjiang Design Group office building air conditioning system. Harbin Wangjiang Group is a small and medium-sized office building office buildings, the total floor area of building is 4138m2, air-conditioned area is 2833m2. There are eight floor of the building, building height is 33.9m. Cooling load for the entire floor, 191 kilowatts, the whole floor using Central Cooling Chillers to focus on the way . This design of the main room of the building for office, most of them is very small, and the rooms are not connected, the selected air-conditioning system should be able to achieve independent control of each room, considering the various factors to determine the selection of fan-coil plus fresh air system. Arrangement in the room ceiling fan coil units, using the dark form of equipment. Set the focus on fan-coil system, plus an independent air system, fresh air from the outdoor unit to deal with the introduction of a new wind to the indoor air enthalpy value, do not bear the load of indoor. All bear the indoor fan-coil cooling load and part of its new rheumatoid load. Fan-coil plus an independent air system sent by the Venetian and the under side air delivery. Closed water system with a dual-track program, three cold-water pump, dual-use a prepared; cooling pumps three elections, one prepared by dual-use. In the cooling load calculation based on the completion of the selection of host and fan coil units, and air volume, the calculation of water, the wind pipe and water pipes to determine the specifications of the road and check the resistance to the most disadvantaged and the loop to determine the pressure head new fans and pumps. Based on the relevant manuals provided by air-conditioning design parameters, and further completion of the new air units, water pumps, hot water units, such as the selection, which will be reflected in their drawings, the final design of the entire air-conditioning system Key words: PAU+FCU systems; load; pipeline design; refrigeration machine； Chillers
数据中心机房空调系统气流组织研究与分析
IDC机房空调系统气流组织研究与分析 摘要：本文阐述了IDC机房气流组织的设计对机房制冷效率有重要影响，叙述现有空调系统气流组织的常见形式。同时重点对IDC机房常见的几种气流组织进行了研究与分析，对比了几种气流组织的优缺点，从理论与实践中探讨各种气流组织情况下冷却的效率。 关键词：IDC、气流组织、空调系统 一、概述 在IDC机房中，运行着大量的计算机、服务器等电子设备，这些设备发热量大，对环境温湿度有着严格的要求，为了能够给IDC机房等提供一个长期稳定、合理、温湿度分布均匀的运行环境，在配置机房精密空调时，通常要求冷风循环次数大于30次，机房空调送风压力75Pa，目的是在冷量一定的情况下，通过大风量的循环使机房内运行设备发出的热量能够迅速得到消除，通过高送风压力使冷风能够送到较远的距离和加大送风速度；同时通过以上方式能够使机房内部的加湿和除湿过程缩短，湿度分布均匀。 大风量小焓差也是机房专用空调区别于普通空调的一个非常重要的方面，在做机房内部机房精密空调配置时，通常在考虑空调系统的冷负荷的同时要考虑机房的冷风循环次数，但在冷量相同的条件下，空调系统的空调房间气流组织是否合理对机房环境的温湿度均匀性有直接的影响。 空调房间气流组织是否合理，不仅直接影响房间的空调冷却效果，而且也影响空调系统的能耗量，气流组织设计的目的就是合理地组织室内空气的流动使室内工作区空气的温度、湿度、速度和洁净度能更好地满足要求。 影响气流组织的因素很多，如送风口位置及型式，回风口位置，房间几何形状及室内的各种扰动等。 二、气流组织常见种类及分析： 按照送、回风口布置位置和形式的不同，可以有各种各样的气流组织形式，大致可以归纳以下五种：上送下回、侧送侧回、中送上下回、上送上回及下送上回。 1) 投入能量利用系数 气流组织设计的任务，就是以投入能量为代价将一定数量经过处理成某种参数的空气送进房间，以消除室内某种有害影响。因此，作为评价气流组织的经济指标，就应能够反映投入能量的利用程度。 恒温空调系统的“投入能量利用系数”βt，定义： （2-1） 式中： t0一一送风温度， tn一一工作区设计温度， tp一一排风温度。 通常，送风量是根据排风温度等于工作区设计温度进行计算的．实际上，房间内的温度并不处处均匀相等，因此，排风口设置在不问部位，就会有不同的排风温度，投入能量利用系数也不相同。 从式(2—1)可以看出： 当tp = tn 时，βt =1.0，表明送风经热交换吸收余热量后达到室内温度，并进而排出室外。 当tp > tn时，βt >1.0，表明送风吸收部分余热达到室内温度、且能控制工作区的温度，而排风温度可以高于室内温度，经济性好。 当tp < tn时，βt <1.0，表明投入的能量没有得到完全利用，住住是由于短路而未能发挥送入风量的排热作用，经济性差。 2) 上送下回 孔板送风和散流器送风是常见的上送下回形式。如图2-1和图2-2所示．
数据中心暖通空调选型
数据中心暖通空调选型 发表时间：2018-09-11T15:42:16.617Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第11期作者：龙志威 [导读] 由于数据中心内IT负载的电能最终都将转化为热能，所以为维持数据中心正常运行的空调解决方案就变得至关重要。 东莞深证通信息技术有限公司 523690 摘要：数据中心空调系统的主要任务是为数据处理设备提供合适的工作环境，保证数据通信设备运行的可靠性和有效性。本文结合工程实例浅析一下数据中心机房空调设计的特点和机房空调的节能措施。 关键词：数据中心；暖通空调；选型 引言：由于数据中心内IT负载的电能最终都将转化为热能，所以为维持数据中心正常运行的空调解决方案就变得至关重要。 1、工程项目概况 本工程为某市某企业数据中心机房，该企业数据中心位于一幢28层高层建筑的14层，15层为本高层建筑的消防避难层，14层为标准办公楼层，需利用14层的办公空间建设成为数据中心机房。本工程数据机房采用精密空调进行配置，因此我们需要对机房区域的热负荷进行计算，根据所得的热负荷才能选择所用的精密空调。由于机房的热负荷来源很多，且目前我们无法获知所有热负荷的数量，因此在没有确定各项热负荷具体数量之时，可以按照电子计算机机房通用的估计方法进行机房空调制冷量的预估。 2、机房区域内制冷量的计算及选配方案 在净空高度为2.5～3.7m时，其计算机房按300-400 kcal/h.m2来取值。由于主机房设备较多，在此我们建议取值为400kcal /h.m2 （1W=860kcal）根据上述计算公式，主机房面积为154m2，所需要的总制冷量即、：400kcal×265 m2÷860=71.6KW；根据以上计算，工程项目在数据机房内配置了4台制冷量为24.6KW，“艾默生”Liebert.PEX 系列P1025DD13JHS12K1D000PA000机房专用精密空调，采用冷却水加冷冻水双冷源空调，送风方式采用下送风方式。组成3+1冗余方式对机房区域保持环境的恒温恒湿，每台单机总制冷量为24.6 KW，3台精密空调总冷量为73.8KW。数据机房精密空调介绍： 2.1艾默生Liebert.PEX系列机房专用精密空调描述 Liebert.PEX─面向全球的高端精密空调系统，Liebert.PEX2机组是基于艾默生全球研发与设计平台的高端机组，产品系列完备，具有风冷、水冷、乙二醇冷、双冷源（风冷+冷冻水、水冷+冷冻水、风冷+Freecooling、水冷+Freecooling）、冷冻水和冷冻水双盘管机型制冷量范围宽，风冷、水冷、乙二醇冷机组20kW~100kW，冷冻水机组28～151kW。 2.2Liebert.PEX机组的特点 具有高可靠性、高节能性、全寿命低成本。在同等制冷量条件下，占地面积最小。侧面及背面不需要维护空间，前面只需要600mm维护空间可拆卸后搬运，保证重新组装与整机无差别，适合特殊场地搬运（如利用小电梯或狭小通道）艾默生Copeland高效涡旋式压缩机，直接适合环保制冷剂（R407C）室内EC风机标配，节能且满足不同机外余压需求，下出风机组EC风机下沉设计，使整机更节能大面积V型蒸发器，快速除湿设计，确保节能独特的高效远红外加湿系统，加湿速度快，适应恶劣水质，低维护量，全中文图形显示屏以及iCOM强大的群控与通讯功能（见图一）。 图一艾默生1Liebert.PEX机组 2.3Liebert.PEX机组的设计 Liebert.PEX风冷系统的室内机由压缩机、蒸发器、加热器、风机、控制器、远红外加湿器、热力膨胀阀、视液镜、干燥过滤器等主要部件组成。水冷系列还包括高效板式换热器、电动球阀。室内侧制冷系统和水系统中可能涉及维护、更换的器件全部采用易拆卸的Rotalock连接方式，使维护更方便。 2.4主机房冷负荷估算 主机房面积：270m2；主机房冷负荷主要包括服务器设备冷负荷、照明冷负荷、建筑围护结构冷负荷、新风冷负荷、以及操作人员冷负荷：服务器设备冷负荷估算：272.8KW=（64-7）*5KVA*0.8+7*8KVA*0.8；（功率因素取值0.8、服务器机柜设备散热量取值5KVA/台、小型机机柜设备散热量取值8KVA）；照明冷负荷估算：6.75KW=25 W/ m2*270 m2，（照明冷负荷单位面积取值25 W/m2）；建筑围护结构冷负荷估算：13.5KW=50 W/ m2*270 m2，（建筑围护结构冷负荷单位面积取值50 W/m2）；新风冷负荷：13.5KW=50 W/ m2*270 m2，（新风风量按照维持机房正压，新风冷负荷取值为单位面积50 W/m2）；操作人员冷负荷：1.3KW=0.13KW/人*10人，以10人计算；综上所述，主机房总的冷负荷为：307.85KW=272.8KW+6.75KW+13.5KW+13.5KW+1.3KW。 2.5空调选配方案 经过主机房的冷负荷进行估算后，根据Liebert.PEX机组空调显制冷量的技术参数及风量，可以选取相应的机房空调的型号。主机房空调按照N+1方式进行配置，即满足主机房的冷负荷，再预留出1台的冗余制冷量。空调机组可组网轮换运行，均衡每台机组运行时间，当某一台机组出现故障，备用机组自动启动，提高空调系统可靠性。 由于室内外空调机组分别安装在建筑的14、15层，在空调选配时，应注意空调机组的体积，如体积比较大，必须经过空调机的拆解，设备搬运到位后再进行组装。 3、新、排风系统 本工程新、排系统全部由大楼统一设计及施工，数据机房要求维持一定的正压，数据机房与其它房间、走廊间的压差不应小于4.9Pa，
暖通空调设计基本准备
暖通空调设计基本准备 空调设计的范畴 一、采暖工程设计：又分室内、室外和热交换站； 二、空调工程设计：主要分舒适性空调和洁净（工艺性）空调； 三、通风防排烟工程设计； 四、冷库设计。 所需资料 一、设计规范标准； 二、设计手册及其他资料； 三、施工规范； 四、图集； 五、制图标准； 六、产品样本。 设计规范标准 1、《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50736-2012； 2、《建筑设计防火规范》（GB 50016-2006）； 3、《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045－95）（2005年版）； 4、《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB 50067－97）（暖通部分）； 5、《人民防空地下室设计规范》GB50038-2006（暖通部分）； 6、《人民防空工程设计防火规范》GB50098-2009； 7、《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》（JGJ26－95）； 8、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ 134－2010）； 9、《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》（JGJ 75－2012）； 10、《公共建筑节能设计标准》（GB 50189－2005）； 11、《洁净厂房设计规范》（GB 50073-2013）； 12、《冷库设计规范》（GB 50072－2010）。
1 二、设计手册及其他资料 1、《实用供热空调设计手册第二版》（陆耀庆）； 2、《简明空调设计手册》（赵荣义、钱以明、范存养、赵荣之）； 3、《简明通风设计手册》（孙一坚）； 4、《暖通空调常用数据手册》； 5、《全国民用建筑工程设计技术措施——暖通空调·动力》（2007年版）； 6、《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇——暖通空调·动力》（2009年版）； 7、教材等。 三、施工规范 1、《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB 50242－2002） 2、《通风与空调工程施工质量验收规范》（GB 50243－2002） 3、《通风与空调工程施工规范》（GB 50738-2011） 四、图集 1、《建筑设备施工安装通用图集——通风与空调工程》（91SB6-1）（2005年版）； 2、《建筑设备施工安装通用图集——暖气工程》（91SB1-1）（2005年版）； 3、《建筑设备施工安装通用图集——制冷工程》（91SB7-1）（2005年版）； 4、《建筑设备施工安装通用图集——热力站工程》（91SB9-1）（2005年版）； 5、《风管支吊架》（03K132）； 6、《离心式水泵安装》（03K202）； 7、《建筑防排烟及暖通空调防火设计》（07K103-1）。 五、制图标准 1、《房屋建筑制图统一标准》GB/T50001-2010； 2、《建筑制图标准》GB/T 50104-2010； 2、《给水排水制图标准》GB/T 50106-2010；
暖通空调系统设计手册完整版
暖通空调系统设计手册 目录 第一章设计参考规范及标准. .................................................... 错误! 未定义书签。 一、通用设计规范：. ....................................................... 错误! 未定义书签。 二、专用设计规范：. ....................................................... 错误! 未定义书签。 三、专用设计标准图集：. ..................................................... 错误! 未定义书签。 第二章设计参数. (5) 一、商业和公共建筑物的空调设计参数ASHRAE (5) 二、舒适空调之室内设计参数日本 (6) 三、新风量. (7) 1、每人的新风标准ASHRAE (7) 2、最小新风量和推荐新风量UK (8) 3、各类建筑物的换气次数UK. (8) 4、各场所每小时换气次数. (9) 5、每人的新风标准UK (10) 6、考虑节能的基本新风量（1/s 人）（日本） (10) 7、办公室环境卫生标准日本. (10) 8、民用建筑最小新风量. (11) 第三章空调负荷计算. (14) 一、不同窗面积下，冷负荷之分布%. (14) 二、负荷指标（估算）（仅供参考）. (14) 三、空调冷负荷法估算冷指标。空调冷负荷法估算冷指标（W/M2空调面积）见下表 (15) 四、按建筑面积冷指标进行估算建筑面积冷指标 (16) 五、建筑物冷负荷概算指标香港. (17) 六、各类建筑物锅炉负荷估算W/M c 18 七、热损失概算W/Mc 19 八、冷库冷负荷概算指标......................................................................... . 19 第四章风管系统设计. (20) 一、通风管道流量阻力表. (20) 1 、缩伸软管摩擦阻力表. (20) 2、镀锌板风管摩擦阻力表. (20) 二、室内送回风口尺寸表......................................................................... . 23 1 、风口风量冷量对应表. (23) 2、不同送风方式的风量指标和室内平均流速ASHRAE 23 三、室内风管风速选择表................................. . 24 1 、低速风管系统的推荐和最大流速m/s (24) 2、低速风管系统的最大允许速m/s (24) 3、通风系统之流速m/s ..................................................................................................................................... 25 四、室内风口风速选择表. (25) 1 、送风口风速. (25) 2、以噪音标准控制的允许送风流速m/s (25)
数据中心空调设计浅析
数据中心空调设计浅析 数据中心空调设计浅析 摘要随着网络时代的发展，服务器集成度的提高，数据中心机房的能耗急剧增加，这就要求数据中心的空调设计必须高效、节能、合理、经济，本文结合某工程实例浅谈下数据中心空调的特点和设计思路。 关键词：数据中心气流组织机房专用空调节能措施 数据中心是容纳计算机房及其支持区域的一幢建筑物或是建筑 物中的一部分。数据中心空调系统的主要任务是为数据处理设备提供合适的工作环境，保证数据通信设备运行的可靠性和有效性。本文结合工程实例浅析一下数据中心机房空调设计的特点和机房空调的节 能措施。 一、冷源及冷却方式 数据中心的空调冷源有以下几种基本形式：直接膨胀风冷式系统、直接膨胀水冷式系统、冷冻水式系统、自然冷却式系统等。 数据中心空调按冷却方式主要为三种形式：风冷式机组、水冷式机组以及双冷源机组。 二、空调设备选型 （1）空气温度要求 我国《电子信息系统机房设计规范》（GB50174―2008 ）中规定：电子信息系统机房划分成 3级。对于A级与B级电子信息系统机房，其主机房设计温度为2 3±1°C，C级机房的温度控制范围是1 8―2 8°C 。 （2）空气湿度要求 我国《电子信息系统机房设计规范》（GB50174―2008 ）中规定：电子信息系统机房划分成3级。对于A级与B级电子信息系统机房，其主机房设计湿度度为40―55%，C级机房的温度控制范围是 40―60%。 （3）空气过滤要求
在进入数据中心机房设备前，室外新风必须经过滤和预处理，去除尘粒和腐蚀性气体。空气中的尘粒将影响数据机房设备运行。 （4）新风要求 数据中心空调系统必须提供适量的室外新风。数据通信机房保持正压可防止污染物渗入室内。 三、气流组织合理布置 数据中心的气流组织形有下送上回、上送侧回、弥漫式送风方式。 1.下送上回 下送上回是大型数据中心机房常用的方式，空调机组送出的低温空气迅速冷却设备，利用热力环流能有效利用冷空气冷却率，如图1所示为地板下送风示意图： 图1地板下送风示意图 数据中心内计算机设备及机架采用“冷热通道”的安装方式。将机柜采用“背靠背，面对面”摆放。在热空气上方布置回风口到空调系统，进一步提高制冷效果。 2.上送侧回 上送侧回通常是采用全室空调送回风的方式，适用于中小型机房。空调机组送风出口处宜安装送风管道或送风帽。回风可通过室内直接回风。如图2所示为上送侧回示意图： 图2上送侧回示意图 四、节能措施 1、选择合理的空调冷源系统方式 在节能型数据中心空调冷源形式的选择过程中，除了要考虑冷源系统形式的节能性以外，还要综合考虑数据中心的规模、数据中心的功率密度、数据中心的投资规模、工作人员的维护能力、数据中心所在地的气候条件以及数据中心的基础条件等。 2、设计合理的室内空气温湿度 越低的送风温度意味着越低的空调系统能量利用效率。笔者认为冷通道设计温度为l5―22℃，热通道为25―32℃。 3、提高气流组织的效率 数据中心空调气流组织应尽量避免扩散和混合。在数据中心机房
数据中心集中冷源空调系统设计综述.
1引言 随着互联网与信息技术的发展,数据中心的数据 量和处理能力持续增长,这种增长导致数据中心的发热密度持续增加,从而使数据中心的散热成为一个日益突出的技术难点和重点,这也就意味着数据中心对于空调制冷系统的依赖程度和要求逐年增高;而由于集中冷源式空调系统总体制冷效率更高,且可以方便采用多种可靠的节能技术(自然冷却技术等,所以越来越多的数据中心采用了集中冷源式空调系统。 一个数据中心的设计使用寿命一般都会在10年以上,而空调系统是除IT 设备以外最大的耗能系统,无论是从社会责任还是企业内部的经济效益考虑,我们都要努力打造一套长寿命、低能耗、低故障、可扩展的数据中心空调系统。而一个好的、合理的设计方案会大量地节省初投资,能够采用更加成熟的产品和技术来满足数据中心寿命期内的需要,并且可以通过有效地降低PUE 、初投资(CAPAX ,来实现TCO 的节省。 2集中冷源式空调系统 集中冷源系 统主要由制冷设备和管路组成,由于传统的集中冷源式空调系统中可能存在单点故障,而发生单点故障必然会导致空调系统无法制冷;传统建筑可以容忍短暂的抢修时间,但对于发热量特别大的数据中心机房,空调系统即便仅停止工作几分钟,就会造成IT 设备的高温和宕机,所以冷冻水系统存在的单点故障隐患对数据中心威胁巨大,必须尽量消除。水管路、阀门、冷水机组、冷冻水型末端均需考虑冗余设计。由于系统扩容相对复杂,设计之初就要考虑好管路设计和接口预留。 集中冷源式空调系统架构还需要根据数据中心的用途和设计级别来进行相应调整,目前主要参考国内(GB50174和国际(TIA-942的相应标准进行,具体参见表1。 数据中心集中冷源空调系统设计综述
[论文]暖通空调设计步骤
[论文]暖通空调设计步骤 设计顺序:先末端，后主机 设计原则:合理、经济，最大限度节约运行成本设计方案及适用范围: 一、末端部分: 1、风机盘管系统; 适用范围:一般办公、餐饮等场所 2、风机盘管加新风系统; 适用范围:要求较高的办公、酒店、餐饮娱乐等场所 3、全空气系统; 适用范围:商场超市、车间等大开间场所 二、主机部分: 1、螺杆式冷水机组制冷，市政或锅炉供热; 适用范围:有专用机房、电力充足、需专人值守 2、风冷机组制冷(制热)，市政或锅炉供热; 适用范围:空调面积较小、没有机房、无专人值守 3、离心式冷水机组制冷，市政或锅炉供热; 适用范围:空调面积较大、有专用机房、电力充足、需专人值守 4、溴化锂机组制冷(制热)，市政或锅炉供热; 适用范围:电力不足、有市政热源并经综合比较经济、有专用机房、需专人值守 三、其它: 1、一拖多系统; 适用范围:空调面积较小、无专用机房、无专人值守、空调面积较大但非同时使用且需独立计费等场所 2、风管机系统; 适用范围:大开间、无专用机房、无专人值守、控制灵活、初投资较低 设计程序:
一、末端部分: (一)设备选型: 1、计算实际空调面积; 2、根据使用场所确定冷负荷指标，计算出设计总负荷，根据设备布置特点确定所需设备数量，确定设备型号; 冷负荷概算指标略 采用组合式空调器，循环次数商场6,7次，推荐8,9次 (二)水系统设计: 1、设备定位布置，确定立管位置，根据系统复杂程度确定采用同程式或异程式(当立管与最末端设备距离超过30米时尽量采用同程式); 2、确定主管道走向，并与设备合理连接，当主管道有分支时应设阀门以便于调节; 3、根据设备流量确定每一管段的水流量，再根据设计水流速计算出管径; 4、空调水设计流速为0.9,2.5m/s，管径越大、流速越大，管道比摩阻应小于500; 5、水管与设备连接时，进水管上设软接、过滤器、阀门，出水管上设软接、阀门; 6、冷凝水管径设计: 当机组冷负荷Q?7KW，DN,20;Q,7.1,17.6，DN,25;Q,17.7,100， DN,32;Q,101,176，DN,40;Q,177,598，DN,50;Q,599,1055，DN,80;Q,1056,1512，DN,100;Q,1513,12462，DN,125;Q,12462，DN,150 、空调水管保温: 7 当采用超细玻璃棉管壳保温时，供回水管保温厚度采用50mm，冷凝水管保温厚度采用30mm; 当采用橡塑材料保温时，供回水管保温厚度采用30mm，冷凝水管保温厚度采用15mm;
绿色数据中心空调系统设计方案
绿色数据中心空调系统设计方案 北京中普瑞讯信息技术有限公司（以下简称中普瑞讯），是成立于北京中关村科技园区的一家高新技术企业，汇集了多名在硅谷工作过的专家，率先将机房制冷先进的氟泵热管空调系统引进到中国。 氟泵热管空调系统技术方案适用于各种IDC机房，通信机房核心网设备，核心机房PI路由器等大功率机架；中普瑞讯对原有的产品做了优化和改良，提高节能效率的同时大大降低成本。 中普瑞讯目前拥有实用专有技术4项、发明专有技术2项；北京市高新技术企业；合肥通用所、泰尔实验室检测报告；中国移动“绿色行动计划”节能创新合作伙伴，拥有国家高新企业资质。 中普瑞讯的氟泵热管空调系统技术融合了结构简单、安装维护便捷、高效安全、不受机房限制等诸多优点，目前已在多个电信机房得到实地应用，取得广大用户一致认可，并获得相关通信部门的多次嘉奖。 中普瑞讯的ZP-RAS氟泵热管背板空调系统专门用于解决IDC高热密度机房散热问题，降低机房PUE值，该系统为采用标准化设计的新型机房节能产品，由以下三部分组成。
第一部分，室内部分，ZP-RAS-BAG热管背板空调。 第二部分，室外部分，ZP-RAS-RDU制冷分配单元。 第三部分，数据机房环境与能效监控平台。 中普瑞讯的ZP-RAS氟泵热管背板空调体统工作原理：室外制冷分配单元（RDU）机组通过与系统冷凝器（风冷、水冷）完成热交换后，RDU通过氟泵将冷却后的液体冷媒送入机房热管背板空调（BGA）。 冷媒（氟利昂）在冷热温差作用下通过相变实现冷热交换，冷却服务器排风，将冷量送入机柜，同时冷媒受热汽化，把热量带到RDU，由室外制冷分配单元（RDU）与冷凝器换热冷却，完成制冷循环。 1.室外制冷分配单元（RDU）分为风冷型和水冷型两种。制冷分配单元可以灵活选择安装在室内或室外。室外RDU可以充分利用自然冷源自动切换工作模式，当室外温度低于一定温度时，可以利用氟泵制冷，这时压缩机不运行，充分利用自然免费冷源制冷，降低系统能耗，同时提高压缩机使用寿命。 北方地区以北京为例每年可利用自然冷源制冷的时间占全年一半以上左右。从而大大降低了机房整体PUE值，机房PUE值可控制在较低的数值。 2.热管背板空调（ZP-RAS-BGA）是一种新型空调末端系统，是利用分离式热管原理将空调室内机设计成机柜背板模
暖通空调毕业设计开题报告
1.课程设计的意义 通过本次的课程设计，使自己拥有一定的暖通空调设计能力；了解一些相关的规范和条例；熟悉并掌握暖通空调设计流程；同时使自己的思维更加的严谨，态度更加的认真，为以后的社会工作奠定了扎实的基础。 2.文献综述 随着国民经济的快速持续发展，作为支柱产业之一的建筑业也得到迅猛发展。而作为建筑业的重要组成部份的暖通空调业，其新产品、新技术、新材料更是层出不穷。暖通空调业发展所遵循的原则，概括起来就是：节能、环保、可持续发展，保证建筑环境的卫生与安全，适应国家的能源结构调整战略，贯彻热、冷计量政策，创造不同地域特点的暖通空调发展技术。因此，如何结合设计的需要，重视相关技术，并有选择而合理的应用在我们的设计中，满足业主要求，提高设计水平，是我们必须努力做到的。 2.1.暖通空调变工况点优化控制及能量管理探讨 2.1.1.工况点优化控制 暖通空调变工况点优化控制问题的研究近年来在我国被重视。S.W.Wang 提出了一种基于整个系统环境的预测响应及能量运行来改变暖通空调系统控制，设定点的系统方法，并用遗传算法对系统进行优化控制，同时优化多个设定点来改善系统响应和降低系统能耗[??，后来他又采用自适应性控制理论对某海水冷却。空调系统进行了优化控制研究，采用带指数遗忘的最小二乘法参数辨识方法和基因遗传优化算法，对空调系统的空气处理单元进行了优化控制研究[??。罗启军等人提出了一项动态的优化技术在一个指定期间内，能得到使目标函数( 运行成本或者峰值能耗) 最小的房间温度曲线，该算法还给出了暖通空调设备的最佳开/关时间[??。K.T.Chan 等人提出用遗传算法对风冷制冷机的冷凝温度设定点进行优化控制以提高制冷机的效率[??。此外，有许多研究者用人工神经网络来模拟暖通空调系统中各个设备的非线性特性，用于实现对整个空调系统的优化控制。目前，研究者们将更多先进的建模方法和智能优化方法引入到了暖通空调的优化控制中，更加注重变工况点的在线优化控制。何厚建等人对已建的暖通空调各关键设备的静态模型采用用实数编码的遗传算法建立了水系统工作点优化控制策略[??杨晓平等人采用模糊聚类和RBF方法建立了空气处理单元的动态数学模型，以最终舒适性为目标优化空气处理单元的温湿度和送风压力[??。孙一坚根据空调负荷变化对一级泵水系统进行变流量控制，取得了显着效果[??。总之国内的学者更多探讨的是把智能方法引入控制系统的优化中，仿真研究多，实践成果少。
某云数据中心空调系统架构及运行调优
第32卷第5期 万葛亮，等：空气源热泵外机低频噪声源识别及优化 ·49· 文章编号：1671-6612（2019）01-049-7 某云数据中心空调系统架构及运行调优 冯瑞军 （北京世纪互联宽带数据中心有限公司 北京 100015） 【摘 要】 概述了北京某大型云数据中心的基本情况和暖通空调系统架构，深入分析了系统形式、设备选型 配置、节能技术措施等；通过系统研究及设计数据测算，评估能效水平。在运行管理阶段，理论分析结合运行经验对设计架构及运行模式进行了优化。实现了系统架构高稳定性并极大提高了能效指标，保障了云数据中心的稳定高效运行。最后利用一个整运营年度运行数据进一步验证了该项优化改造的合理性。 【关键词】 云数据中心；空调系统架构；管理策略优化；节能降耗 中图分类号 TU831 文献标识码 A HV AC System Architecture and Operation Optimization of a Cloud Data Center Feng Ruijun ( Beijing Century Interconnection Broad Band Data Center Co, Ltd, Beijing, 100015 ) 【Abstract 】 This paper introduces the basic situation of a large cloud data center in Beijing and the HV AC system architecture, and deeply analyzes the system form, equipment selection and configuration, energy-saving technical measures, etc.; In the operational management phase, theoretical analysis combined with operational experience to optimize the design architecture and operating mode. It achieves high stability of the system architecture and greatly improves energy efficiency indicators, ensuring stable and efficient operation of the cloud data center. Finally, the rationality of the optimization and transformation was further verified by using the operational data of the whole operation. 【Keywords 】 cloud data center; HV AC system architecture; management strategy optimization; energy saving 作者（通讯作者）简介：冯瑞军（1986.04），男，硕士，工程师，E-mail ：fengruijun421@https://www.360docs.net/doc/3114029365.html, 收稿日期：2018-11-30 0 引言 近年来，由于AI 、大数据、区块链、云计算等蓬勃发展，云数据中心处于高速发展阶段。随着中大型云数据中心的日益增多，作为重点用能单位，日益引起国家相关部门及社会高度关注，对已运营云数据中心进行节能改造，对新建云数据中心提出更高的能效指标及技术等级要求，成为行业及国家的政策鼓励方向。云数据中心的能耗主要包括：IT 能耗、暖通系统能耗、配电系统能耗[1]。作为云数据中心核心基础设施的空调系统，其能耗在云数据中心总能耗中约占35%以上。在当前能源短缺，电力资源日益紧缺的大环境下，提高空调系统的能效势在必行。作为发展下一代绿色云数据中心的前提 就是要在云数据中心全生命周期内对节能降耗贯彻执行。 规划设计和运行管理是云数据中心全生命周期中最重要的两个环节。规划设计的水平直接影响着云数据中心的架构和能耗水平，运行管理的能力关系到设计目标的实现及进一步超越。如何保证云数据中心在高可用性的前提下，以最高效的方式不间断运行成为了暖通工程师的重大挑战。本文以北京某云数据中心暖通空调系统设计及采用的节能优化措施为例进行分析研究，并通过运行管理中的优化调整完善了设计缺陷，提高了能效水平。 第33卷第1期 2019年2月 制冷与空调 Refrigeration and Air Conditioning V ol.33 No.1 Feb. 2019.049～055 万方数据
BIM新技术在数据中心暖通空调领域的应用解析
BIM新技术在数据中心暖通空调领域的应用解析 发表时间：2019-07-09T17:04:49.147Z 来源：《建筑实践》2019年第07期作者：于杰 [导读] 在数据中心行业的发展中，暖通空调有越来越复杂的趋势，很多问题用传统方式去解决效率低又浪费资源， 中国建筑技术集团有限公司北京 100013 摘要：在数据中心行业的发展中，暖通空调有越来越复杂的趋势，很多问题用传统方式去解决效率低又浪费资源，BIM技术的发展可以充分利用三维建模的优势，同时资源数据的共享可以有效的避免不必要的重复劳动。建立准确高效的BIM模型更好的控制成本，更好的保证工程的建设。 关键词：BIM技术；暖通空调；应用 1BIM技术介绍 BIM技术简单来说就是建筑信息模型，它可以在设计、施工、运维等不同的工程阶段实现对建筑物的模拟、分析、可视化、施工图、工程量统计，直观的将建筑各个阶段的施工流程以及进度全部立体的展现出来，使数据实时精确，在整个数据中心施工过程中都可以起到很大的作用。BIM技术由于在国内推广使用时间还较短，相关经验还有待摸索，但在数据中心暖通空调领域有强大的市场价值。 2BIM技术普遍优势 2.1可实现设计、施工及运营各阶段信息共享 相较于传统的CAD二维设计模式而言，BIM设计不仅对三维空调设计质量进一步提高，还能够切实保证后续的落地施工工作做到有依据可循，高效、安全且准确地进行。BIM技术依托于其独立的差异化三维图像模式，能够明显地使得施工人员理解暖通空调系统从设计至安装的整个系统过程，同时能够在同一纬度下呈现包括施工信息、设备信息以及材料价格等。将所有的施工进度有效展示，使得建筑人员的安全系数有效提升，并且最大程度上保证数据中心工程的安全。 2.2使各专业具备有效的协同性 通过BIM三维模型的建设，能够在最大程度上保证包括建筑、排水、电气、空调、消防等不同建筑需求在同一时刻进行，从而最大程度上提升施工效率，降低施工成本。BIM技术能够将整个建筑系统的设计细节与节点加以保存，一旦发生意外事故或建筑失误，能够做到第一时间的反馈并优化，提前预防发生故障的潜在可能。 3暖通空调设计中的BIM技术应用研究 3.1BIM技术在冷热源设计中的应用 通常，数据中心机房项目机电专业涉及范围广，管线错综复杂，尤其是制冷站房、变配电室、机房层及屋面机电管线密集、建筑空间要求较高，通过BIM建筑主体与机电设备模型的搭建，直观反应设备安装所需空间，准确提出制冷站房、数据机房、供配电室、走廊等关键部位的净高要求，结合数据中心的特殊性，达到相关的工艺需求。传统的工作模式是用系统说明、系统图、平面图、剖面图和大样图等来表达设计意图，各个环节上是相互独立的，存在的问题都很隐蔽，很难发现。而在BIM技术的应用下，各种设备和管线都会在一个模型中表达，相互的空间位置关系一目了然，存在的问题也就会暴露出来。 3.2BIM技术在方案辅助设计中的应用 在方案辅助设计中应用BIM技术能够使方案的科学性得到有效的提高，设计人员在进行方案设计的过程中，可以应用BIM技术进行设计方案仿真模型的建立，然后将各个设计方案进行直观的性能对比，使不同设计方案的可行性更为明确，从而在众多设计方案中选择一个最为明确合理、科学、可行性最高的设计方案。设计人员需要注意的是，在进行方案选择的期间，应该对建筑的地理环境、气候、场址等进行科学分析，以此作为设计方案的外部选择条件，从而实现方案的科学性。 3.3BIM技术在图纸绘制中的应用 图纸绘制在当前的暖通空调设计中是一个极为重要的工作流程，设计人员在进行暖通空调的图纸绘制过程中，需要绘制暖通空调的系统水泵和冷机冷塔等设备运行图，此过程应用BIM技术能够在BIM技术软件的数据库中调取暖通空调内部各个构件的参数和性能相匹配的空调原件，使图纸绘制的工作效率得到显著提高，同时设计人员在绘制图纸期间可以应用BIM技术的仿真模型对暖通空调不同的设计需要进行模型设计的调整，使图纸设计更为科学合理。相关的空调设计检验人员还能够应用BIM技术对模型的不同剖面进行查看，使设计中存在的问题更为清晰的显现出来，减少了在施工期间进行图纸变更的程序，加快数据中心暖通空调加装的整体工作效率。 4BIM技术在暖通空调施工当中的具体应用 4.1应用流程 （1）建模。BIM技术建模需要根据数据中心建筑的实际情况确定工程负荷负载报告，然后开始输入模型。（2）进行风管模型的设计。利用BIM技术进行三维建模并利用BIM软件进行优化，以便于排除故障。（3）对水和排水管网进行三维建模。由于水系统比较复杂，水管网各式各样，在狭窄的地方容易发生碰撞，可以通过利用BIM软件对其位置进行设计以避免发生碰撞。（4）模拟现场。利用BIM软件对数据进行修改，通过模拟现场情况不断做出修改不断完善，以便于实际施工的完成。 4.2碰撞检查 由于暖通空调设备安装复杂，但施工的空间比较小所以在安装时经常会发生管线交叉的现象，所以要利用BIM技术对模型进行调整，通过BIM技术对管道进行排查，并与实际施工相联系，大大减少了返工的次数，同时也减少了工程的成本投入与时间，节省了大量的人力物力财力。 4.3安装方案的优化 在方案实施之前，利用BIM和MagiCAD软件进行模型试验以及协调施工中可能出现的问题，以减少返工次数，并利用相关系统对工程的安全性可靠性进行检验，以保证工程既美观又可靠，利用MagiCAD设计软件对图纸不断优化，对管线进行综合的检查，以保证环通空调以及各系统功能完善，坚持从小到大，从强到弱的顺序进行。 结束语 近年来，BIM技术因为能集中地对数据中心工程信息进行管理而受到国内外建筑行业的广泛欢迎，尤其在暖通空调项目设计中，运用BIM技术对整个的工程速度、工程质量等都有了明显的提升，对工人的安全、成本的投入等都有了保障。综上所述，以上内容就是对BIM新