数据中心技术规范-冷冻水型列间空调
数据中心(IDC机房)大型冷冻水制冷系统介绍
数据中心大型冷冻水系统介绍随着互联网行业高速发展，数据业务需求猛增，数据中心单机柜功率密度增加至6~15kw，数据中心的规模也逐渐变大，开始出现几百到上千个机柜的中型数据中心。
随着规模越来越大，数据中心能耗急剧增加，节能问题开始受到重视。
在办公建筑中大量采用的冷冻水系统开始逐渐应用到数据中心制冷系统中，由于冷水机组的COP 可以达到6以上，大型离心冷水机组甚至更高，采用冷冻水系统可以大幅降低数据中心运行能耗。
冷冻水系统主要由冷水机组、板式换热器、冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵以及通冷冻水型专用空调末端组成。
系统采用集中式冷源，冷水机组制冷效率高，冷却塔放置位置灵活，可有效控制噪音并利于建筑立面美观，达到一定规模后，相对于直接蒸发式系统更有建造成本和维护成本方面的经济优势。
1、冷水机组冷水机组包括四个主要组成部分：压缩机，蒸发器，冷凝器，膨胀阀，从而实现了机组制冷制热效果。
中大型数据中心多采用离心式水冷冷凝器冷水机组。
冷水机组的作用：为数据中心提供低温冷冻水。
原理：冷水机组是利用壳管蒸发器使水与冷媒进行热交换，冷媒系统在蒸发器内吸收高温冷冻水（21℃）水中的热量，使水降温产生低温冷冻水（15℃）后，通过压缩机的作用将热量带至壳管式冷凝器，由冷媒与低温冷却水水进行热交换，使冷却水吸收热量后通过水管将热量带出到外部的冷却塔散热。
如图，开始时由压缩机吸入蒸发制冷后的低温低压制冷剂气体，然后压缩成高温高压气体送冷凝器；高压高温气体经冷凝器冷却后使气体冷凝变为常温高压液体；当常温高压液体流入热力膨胀阀，经节流成低温低压的湿蒸气，流入壳管蒸发器，吸收蒸发器内的冷冻水的热量使水温度下降；蒸发后的制冷剂再吸回到压缩机中，又重复下一个制冷循环。
2、板式换热器当过渡季节及冬季室外湿球温度较低时，可以使用板式换热器利用间接水侧自然冷却技术为数据中心制冷。
间接水侧自然冷却技术指利用室外较低的湿球温度通过冷却塔来制备冷水，部分或全部替代机械制冷的一项技术，冷却塔自然冷却属于水侧自然冷却，冷却塔自然冷却是目前数据中心采用最多的自然冷却技术之一。
数据中心制冷形式选择
数据中心制冷形式选择目录1概述 (3)2风冷直接蒸发式空调系统 (3)2.1优点 (3)2.2缺点 (4)3风冷-冷冻水式空调系统 (5)3.1优点 (5)3.2缺点 (6)4水冷-冷冻水空调系统 (7)4.1优点 (8)4.2缺点 (8)1概述数据中心的空调系统主要分为风冷直接蒸发式空调系统、风冷-冷冻水式空调系统、水冷-冷冻水空调系统。
2风冷直接蒸发式空调系统空调室外机机房内2.1优点✧ 如果楼层不高，在建筑外立面允许的前提下可外挂或外置室外机，系统简单，无需配备冷却水泵和冷却塔，也不需要集中冷冻水系统。
✧ 系统有单机和分组保障能力，单台机组故障不影响整个机房空调的运行，自动恢复能力强，系统扩展灵活。
2.2缺点✧连接室内机和室外机之的管长有要求，垂直距离大于25米、绝对距离超过50米时，制冷效率会明显下降，严重影响压缩机的制冷效率；✧室外机空间占用面积较大，相互之间容易产生的热岛效应；设备扩容时，牵连的方面较多，必须提前规划扩容设备的安放空间；✧单台机组制冷量（显冷）最高只有90KW，难以满足应对大型数据机房和高密度机房的空调制冷需求。
✧如需实现不间断制冷需另行配置UPS供电系统，实现成本高。
✧室外风机的震动对建筑体楼板的影响较大，必须采取预处理措施。
室外风机的清洁保养工作量较大，要有配套的辅助设施支持。
✧冷媒的环保和泄漏问题是长期存在的问题，需要定期检查和保养。
3风冷-冷冻水式空调系统3.1优点✧采用空气冷却方式，省去了冷却水系统中的冷却塔、冷却水泵和冷却管道系统，适用于水资源受限或不稳定地区，且整体制冷负荷相对中等的空调系统。
✧机房建筑费用比较少，通常机组安装在屋顶平面上。
✧北方寒冷或严寒地区过渡季和冬季可以采用自然冷却，为节能提供前提，且运行控制相对简单。
✧室内冷冻水系统有总体调配能力。
可以预留管道扩容接口，在总体冷量范围内增加室内机配置。
✧可以分期设置水冷机组，室外施工对已经建成运行的数据中心机房影响较小，但要求具备主机吊装的能力和条件。
数据中心空调设计部分技术参数解析
（1）以下参数选择皆以济南为例（室外参数34.7℃/26.8℃）（2）冷冻水供回水温度：12/18℃；（3）室内精密空调送回风温差应为8-15度（通常可取12℃左右，详第（5）、（6）条相关参数说明）且送风温度高于室内空气露点温度（主机房露点温度≤27℃）；（4）对单台机柜发热量大于4kW的主机房，宜采用活动地板下送风(上回风)、行间制冷空调前送风(后回风)等方式，并宜采取冷热通道隔离措施。
（5）机房区域环境参数要求：参第（6）条（6）冷通道送风极限参数：23.2℃/17.8℃/60%/14.8℃。
（7）主机房按照露点温度27℃相对湿度60%计算，对应回风参数36℃/28.9℃/60%/27℃；当按照最大送回风温差15℃计算时对应回风状态参数39℃/29.5℃/50.4%/26.8℃。
（8）水冷冷水机组冷却水补水量，其储水装置应满足A级数据中心12h用水量需求。
W补=a*LQ*（1.1-1.2）*（1%-2%）*12h，压缩制冷时a=0.22，溴化锂吸收式制冷a=0.3。
（9）封闭冷通道，一般采用地板下送风，地板架空高度≥500mm ；（10）封闭热通道，提高回风温度；（11）蓄冷装置供应冷冻水的时间不应小于不间断电源设备供电时间（A 级15分钟，B 级7分钟）（12）冷冻水与机组送风温差，可控制冷冻水进水温度+10℃等于机房区域内送风温度，一般能够满足机组送风出风温度与冷冻水回水温差达到4-5℃左右。
原理是在保证末端精密空调正常运行的基础上尽力提高制冷机组冷媒蒸发温度，充分利用过渡季节及冬季室外自然冷却，扩大自然冷却时间，减少机组运行功率。
（13）关于冷却塔冷却水出回水32℃/37℃相关问题，当工况条件室外湿球温度考虑28℃时，为保证冷却塔的正常工作，需要在28℃的基础上增加逼近温度，逼近温度一般为3-5℃，取中间数值4℃作为逼近温度，这样冷却塔出水温度便设计为28+4=32℃，按照供回水温差5℃计算，则冷却塔回水温度可取为37℃。
冷冻水列间空调解决方案
冷冻水列间空调解决方案概述冷冻水列间空调是一种广泛应用于建筑物中的空调系统，它采用冷冻水作为传热介质，通过冷冻水管道将冷水和热水分别传输到不同的列间，从而实现空调的供暖和降温功能。
本文将介绍冷冻水列间空调的基本原理、优势和应用场景，并提供一些解决方案供参考。
基本原理冷冻水列间空调系统基于冷冻水的传热原理，通过水泵将冷水和热水分别送入不同的列间。
在降温模式下，冷水通过冷水管道流入列间，吸收室内热量后变热，再通过冷冻水机组冷却后再次循环。
而在供暖模式下，热水通过热水管道流入列间，释放热量后变冷，再通过热泵机组加热后再次循环。
通过这种方式，冷冻水列间空调可以实现整个建筑的供暖和降温。
优势相比其他空调系统，冷冻水列间空调具有以下优势：1.节能高效：冷冻水列间空调采用水作为传热介质，传热效率高，能耗较低，节能效果明显。
2.温度控制精度高：冷冻水列间空调系统可以根据实际需求精确控制室内温度，在不同季节和环境变化下保持舒适的温度。
3.系统稳定可靠：冷冻水列间空调系统采用模块化设计，各部件互相独立，故障不会影响整个系统的运行，提供了更高的可靠性和稳定性。
4.设计灵活性强：冷冻水列间空调系统可以根据建筑的不同需求进行灵活设计，包括风管的布局、水管的选择等，能够满足各类建筑的需求。
应用场景冷冻水列间空调适用于以下场景：1.商业办公楼：商业办公楼大多需要满足大面积的供暖和降温需求，冷冻水列间空调可以提供高效、稳定的空调效果，满足办公环境的舒适性需求。
2.酒店：酒店有较高的供暖和降温需求，冷冻水列间空调可以通过调节冷水和热水的供给来满足客房的舒适性需求。
3.医院：医院需要保持稳定的温度和湿度，冷冻水列间空调可以提供高精度的温度和湿度控制，满足医院各区域的需求。
解决方案冷冻水列间空调的解决方案可以根据具体需求和建筑特点进行灵活设计。
以下是一些常见的解决方案：1.单冷冻水系统：适用于较小的空间，仅需使用冷水进行降温的空调系统。
精密空调介绍
机房精密空调制冷形式可以简化为：风冷型、冷冻水型、热管型、间接自然冷型，其他的多是在以上几种类型上组合使用。
其他的包含湖水制冷、三联供、地下水制冷、溴化锂制冷等都应该算作制冷解决方案类。
下来，我们具体来看。
精密空调的8大制冷形式根据目前的行业发展情况，机房精密空调主要有以下几类：1、风冷型机房精密空调（风冷型）即空调的制冷剂通过风来冷却，安装在室外的冷凝器（精密空调室外机）将冷凝剂的热量带走，使制冷剂放出热量。
这种是最常见的，就少讲点。
2、水冷型机房精密空调（水冷型）水冷型机房精密空调的结构跟风冷型的差别不大，主要的差别是：水冷型机房精密空调增加有水冷板式或壳管式换热器，制冷剂在经过水冷板式或壳管式换热器时放出热量，而水冷板式或壳管式换热器的冷水吸收热量后经水泵排到大楼冷却塔，再由冷却塔将热量排放到空气中去。
由于冷却塔为热湿型交换设备（空气与水直接接触），也有选用干冷型室外冷凝器的。
额外多讲一句，水冷型机房精密空调和下面讲的冷冻水型精密机房空调完全是两款产品。
3、冷冻水型机房精密空调（冷冻水型）冷冻水型机房精密空调室内机主要由冷冻水盘管、风机、水阀组成，冷冻水直接进入到室内机盘管内，简单理解：空调末端制冷系统没有压缩机。
同时此类空调系统末端单机制冷量不是固定的，与系统里面的进回水温度，出回风工况密切相关，同一套机组在不同工况下，机组制冷量可能相差几倍。
4、双冷源型机房精密空调（双冷源型）双冷源系统是为确保机房精密空调的制冷的保障性，可以采用双冷源机房精密空调。
一般有下面2种组合：a、风冷+冷冻水，以冷冻水系统为主用，风冷系统为备用。
b、水冷+冷冻水，以冷冻水系统为主用，水冷系统为备用。
5、乙二醇冷机房精密空调（乙二醇冷却制冷）这种机型主要用在北方寒冷地区，也可以算是水冷型机房精密空调。
一旦室外温度低于0摄氏度时，在水中加入乙二醇溶液（保证水不结冰），保证冷却水不结冰。
6、冷冻水双盘管型机房精密空调（双盘管）此类制冷方式就是在一套冷冻水机组内，存在两套独立的冷冻水盘管，并连接至不同的冷冻水水源，提高了系统的安全性，也节省了机组占地面积，在同一套结构系统内形成2N设计。
冷冻水型机房空调测试技术要求
附件2冷冻水型机房专用空调测试技术要求2015年9月1.概述本测试技术要求旨在验证厂家对机房专用空调重要功能的实现，保证设备有效提升系统在实际应用中的节能效果和项目实施效益，为中国移动机房专用空调的设备采购、选型、入网测试等方面提供技术依据。
本测试技术要求主要针对冷冻水型机房专用空调的制冷量、显冷量、循环风量、制冷消耗功率、显热比、冷风比、能效比、噪声等性能要求及运转测试、本地控制、四遥、电源适应性等功能要求进行测试和验证。
中国移动始终保留对本测试技术要求的最终解释权。
2.测试技术要求引入文件下列文件中的条款通过本测试技术要求的引用而成为本测试技术要求的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本测试技术要求。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本测试技术要求。
GB50736-2012 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50243-2002 通风与空调工程施工质量验收规范YD/T5003-2005 电信专用房屋设计规范GB50174-2008 电子计算机机房设计规范YD/T1821-2008 通信中心机房环境条件要求GB/T 13306—2011 标牌YD/T 1095-2008 通信用不间断电源（UPS）YD/T 1429-2006 通信局（站）在用防雷系统的测试技术要求和检测方法GB 50689-2011 通信局站防雷与接地工程设计规范GB 17758-2010 单元式空气调节机GB 191-2008 包装储运图示标志GB/T 2828.1-2003 计数抽样检验程序第1部分按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划GB/T 2829-2002 周期检验计数抽样程序及表（适用于对过程稳定性的检验）GB 3096-2008 声环境质量标准GB/T 6882-2008 声学噪声源声功率级的测定消声室和半消声室精密法GB 4706.32-2004 家用和类似用途电器的安全热泵、空调器和除湿机的特殊要求GB/T 4798.1-2005 电工电子产品应用环境条件(第1部分：贮存)GB 10080-2001 空调用通风机安全要求GB/T 10891-1989 空气处理机组安全要求GB 17625.1-2003 电磁兼容限值谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A) GB 50343-2004 建筑物电子信息系统防雷技术规范GB/T 14295-2008 空气过滤器GB/T 19413-2010 计算机和数据处理机房用单元式空气调节机YD/T 2061-2009 QB-W-016-2008 通信机房用恒温恒湿空调系统通信机房用恒温恒湿空调系统V1.0.03.术语和定义GB/T 19413-2010确定的以及下列术语和定义适用于本测试技术要求：表14.测试机构认证检测机构应有国家级的测试资质要求，具备实验室认可认证（CNAS）和计量认证（CMA）。
数据中心典型水冷制冷系统介绍
冷水机组 冷却塔
EVAP COND
冷冻水泵 18℃冷冻水
….
12℃冷冻水
蓄冷罐 板式换热器
精密空调 4
⑤
④
③
②
①ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
冷 却 塔
冷水 机组 冷凝 器
冷水 机组 蒸发 器
精 密 空 调
IT 设 备
冷水机组
①机房模块间的空气循环：机房模块间IT设备散热后的热空气（约30℃）经过与精密空调低温的冷冻水进行热量交换，变成冷 空气（约22-24℃），再经过精密空调的风机输送至机房模块间冷通道的机柜正面。
8
制冷设备故障 冷冻水泄漏故障
9
机房制冷设备部署形式
1. 机房级
3. 机柜排级
2. 机柜冷池级
4. 机柜级
1010
不同制冷形式对应的PUE范围 1111
数据中心典型水冷制冷系统介绍
2
风冷
水冷
制冷系 统的形
式
液冷制冷
间接蒸发 制冷
3
冷却水 循环
CLT
自来水补水 32℃冷却水
A路
38℃冷却水
冷却水泵
EVAP COND
冷冻水 循环
冷冻水泵
12℃冷冻水
18℃冷冻水
….
上半部分为冷却水循环 下半部分为冷冻水循环
B路
38℃冷却水
冷却水泵
CLT
自来水补水 32℃冷却水
55
水冷变频离心式冷水机组 在制冷系统中发挥着核心作用
冷 水 机 组
精
压缩机
控
密
制
空 调
面 板
冷 却
冷凝器
蒸发器
塔
6
冷冻水型精密空调 直接为IT设备提供恒温恒湿环境的空调设备
数据中心基础设施技术规范精选全文
货运交通
客货分流：各自独立的人员和物流进出口
通道净宽1.5米、通道净高2.2米、运行区净高3米（或以上）
垂直运输：专用货梯
3.供配电系统
序号
项目
技术规范
3.1.
市电接入
高压专线供电，双路冗余（1+1）
3.2.
备用发电
启动方式：全自动启动及并机，投入时间小于10分钟
油库容量：配有大容量油库，并支持不停机加油
门禁控制：含视觉标识的IC卡
视频监控：覆盖公共区及客户运行区（限通道区域）
视频数据保存周期：3个月
6.2.
设备及环境
监测系统
设备系统监测（含供变配电、UPS、电池、空调及新风系统）
运行区温湿度及漏水监测
末端配电电度计量
7.数据网络
序号
项目
技术规范
7.1.
外网接入
多路由，光纤，全程地下埋管
7.2.
内部接入
新风系统
二级过滤
5.消防系统
序号
项目
技术规范
5.1.
火灾报警
侦测方式：温感及烟感（并用）
控制系统：集中式火灾自动报警系统
指引方式：地址编码及电子地图
5.2.
灭火系统
灭火方式：多路独立控制，分区灭火
灭火材料：烟烙尽（IG541）混合惰性气6.1.
安防系统
安全监测：危险品监测（安检区），园区周界入侵监测
数据中心内的运营商节点间
（可选中国联通、中国电信、中国移动，
其它电信运营商可按需协商接入）
7.3.
接入协议
裸光纤、波分复用、SDH、IP专线、互联网带宽等
（需由客户与运营商洽商确定）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
大庆云数据中心项目冷冻水型列间空调技术规范书
1 应用范围
本选型技术要求提出了冷冻水型列间空调的选型原则、技术要求，可作为工程招标的依据。
2 引用标准
GB/T50174-2008《电子信息系统机房设计规范》
GB/T2887-2000《电子计算机场地通用规范》
GB 50019-2012《采暖通风与空气调节设计规范》
3 技术要求
3.1 精密空调机组的技术指标
本次空调机组选型范围为冷冻水型列间空调，主要包括：
本次选型空调机组主要技术指标要求如下表：
表一：
表二：
注：制冷量是在回风干球温度35℃，相对湿度23%，冷冻水供回水温度12-18℃的工况下测定的。
4.2 精密空调机组的电气性能
4.2.1 精密空调机组的的电气性能应符合IEC标准
4.2.2 精密空调机组的电源规格应该为200~240V、1Ph、50/60Hz
4.2.3 输入电压允许波动范围：额定电压±10%
4.2.4 频率：额定频率±2Hz
4.3 精密空调机组的适应环境
4.3.1 工作环境温度：-20℃～+55℃
4.3.2 工作环境湿度：≤ 95% RH
4.4精密空调机组的温度、湿度控制性能
4.4.1 精密空调应能按要求自动调节室内温、湿度，具有制冷、除湿等功能。
4.4.2 温度调节范围：+15℃~ +35℃
4.4.3 温度调节精度：±1℃，温度变化率< 5℃/小时
4.4.4 温、湿度波动超限应能发出报警信号
4.5 精密空调机组的机组性能
4.5.1精密空调应由冷冻水盘管、EC风机、直流电源模块、水盘、冷凝水泵、水流量调节阀、控制盒、手操器和空气过滤器等主要部件组成。
4.5.2 冷冻水盘管应为铜管翅片式换热器，翅片应采用亲水铝箔，以提高换热性能，利于排水和提高防腐性能。
4.5.3空调机组应采用不少于6个高效、节能、无级调速EC风机送风，应根据附近机柜的温度自动调节送风量和制冷量；每个风机的状态均可以监控，一旦出现故障可以准确定位故障风机。
4.5.4每个风机模块均可以热插拔，支持在线维护，维护时不影响整机的可用性。
4.5.5 精密空调应可以采取双路电源供电，两路供电采用自动切换方式，在一路断电时另一路自动切换，保障设备供电正常。
4.5.6 给EC风机供电的应为两个高效直流电源模块，采用1+1备份模式，可以热插拔，电源模块效率至少为94%。
4.5.8冷凝水排水可以采取自排方式。
4.5.9 空调机组应安装空气过滤器，空气过滤器应便于更换，所安装的过滤器应保证机房的洁净度符合国家相关标准，滤网可反复清洗和更换，空气过滤器应具有脏堵检测及报警功能。
4.5.11 空调管路系统允许的最大工作压力不应低于1MPa。
4.5.12 空调风机可低负荷启动，以减少启动电流。
4.6精密空调机组的控制系统
4.6.1 每台机组均应具有先进的微处理控制器，并支持群控方式。
4.6.2机组应具有大LCD屏幕，方便操作，人机交互好，界面生动，独创性一键到位界面切换，简单灵活，监测点足够，具有图形显示机组内各组件运行状态的功能。
4.6.3 机组应具有一键式故障信息显示和收集功能，应具有大容量的故障报警和操作日志记录储存的功能，存储历史告警信息不小于200条，操作日志不小于200条。
4.6.4 空调机组应具有送风回风温度、供回水温度显示，并支持远端温湿度显示，便于直观的观察空调机组的运行情况。
4.6.5 空调机组应具有远端温湿度检测和控制功能、自动除湿功能、防凝露功能、空气滤网脏堵检测报警、送回风温度过高、过低报警、供回水温度过高、过低报警、风扇故障报警、温湿度传感器故障报警、直流电源模块故障报警、冷凝水位异常报警、漏水检测报警等功能。
4.6.6 具备联动与群控功能，群控应采用高速、灵活的CAN通讯协议，同一区域可以将不低于32套机组进行统一控制管理。
每台机组控制器均可作为主控机组，控制功能包括：1、备份：备份自动切换功能，当群组中机组发生故障时，备份机组自动投入运行，提高空调系统的可靠性；2、轮巡：定时切换备份机组；3、层叠：根据机房内热负荷的变化，自动控制机房中空调机组的运行数量，及时响应需求，消除热点，达到节能的目的。
4.7精密空调机组的监控性能
4.7.1 精密空调机组应具有方便的现场监控及远程监控能力。
4.7.2 空调应具有RS485或FE通讯接口，对系统进行远程巡检和参数的设置，及提供Modbus 开放协议，以接入机房环境监控系统，降低服务成本。
4.8精密空调机组的安装特性
4.8.1 精密空调应安装在机柜排当中，采用水平送风方式，机房空调的宽度为300mm，深度1200mm，以保持和机柜搭配的美观度。
4.8.2 精密空调冷冻水管及线缆应支持上下走管及走线方式。
4.8.3 精密空调应便于在机组的正面或背面进行操作和维护，风机和电源模块可在线维护。