数据中心机房空调设计
大型数据机房空调系统设计
大型数据机房空调系统设计数据机房室内环境要求：《数据处理环境热工指南》（美国供热制冷空调工程师学会ASHRAE出版的系列丛书之一）中列出了数据中心相应分级（1～4级）所对应的环境要求。
我国规范按照使用性质、管理要求及重要数据丢失或网络中断造成的损失或影响程度，将数据机房分为Ａ，Ｂ，Ｃ三级，对各级机房提出了相应的环境要求。
一般大型数据机房多为Ａ级（极重要）和Ｂ级（重要），下文以Ａ级和Ｂ级为例说明。
根据相关规范和标准的要求，Ａ级和Ｂ级数据机房的温湿度参数见表１。
数据机房内计算机设备及机架多采用冷热通道的安装方式，即机柜采用面对面的形式一列一列摆放，在两列机柜的正面面对通道中间的架空地板上设置空调送风口，在这两列机柜之间形成一个冷空气区，称为冷通道。
冷空气流经设备后形成的热空气排到两排机柜背面中的热通道中。
采用冷热通道布置的方式，能使整个机房冷空气和热空气不混合，气流流动通畅。
通过冷热通道这种气流组织方式，提高了制冷效率。
但由于采用冷热通道设计，与规范要求的数据机房空间的温湿度参数有所不同。
空调温湿度宜按表２设计，更适合现阶段的数据机房。
机房内空调负荷概况：数据机房空调负荷包括：设备负荷，新风负荷，围护结构的传热负荷，人体、灯光负荷，湿负荷。
数据机房负荷的显著特点是来自数据处理设备的内热显冷负荷很大及湿负荷非常小。
数据机房内的主要空调负荷是设备负荷，数据设备热量高度集中、分布不均匀，且数据设备可以根据机架随时变换。
数据机房空调系统具有以下特点：送风量大，全年供冷运行，设备冷负荷密度高，新风负荷小，显热负荷大等。
数据机房的数据工艺布置直到使用时才能确定下来，这就给空调负荷计算带来困难。
项目设计时，设计人员应根据配电情况、信息设备工艺布置状况及数据通信设备制造商提供的设备实际散热量计算空调负荷。
机房空调系统：根据现有空调设备和数据机房使用情况，数据中心有以下３种基本空调系统：风冷直接膨胀式机房空调系统、水冷直接蒸发式机房空调系统、冷水型机房空调系统。
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℃。
数据中心机房空调系统设计分析
数据中心机房空调系统设计分析随着云计算和大数据技术的兴起，数据中心在现代社会中扮演着至关重要的角色。
而数据中心机房的运行环境对于高效运转和数据安全至关重要。
机房温度、湿度等参数的控制是保证机房正常运行的基础，其中空调系统的设计尤为关键。
本文将对数据中心机房空调系统的设计进行分析，并提出优化建议。
一、需求分析数据中心是大规模的计算设备集群，其密集的服务器运行会产生大量热量，因此需要一个稳定而高效的空调系统来排除这些热量，维持机房温度在合适的范围内。
首先，机房空调系统需要能够提供足够的制冷量，以满足机房内各种设备的散热需求。
其次，机房空调系统需要具备良好的温湿度控制能力，确保机房内的温度和湿度处于合适的范围内，以防止设备故障或数据丢失。
此外，机房空调系统还需要具备高可靠性和可扩展性，以适应不同规模的机房，并能在各种异常情况下正常运行。
二、空调系统设计原则1. 制冷效率高：机房空调系统应采用高效率的制冷设备，如变频压缩机和高效蒸发器，以降低能耗和运行成本。
2. 温湿度控制精准：空调系统应能够实时感知机房的温湿度变化，并及时做出调整，以保持机房内的稳定环境。
3. 可靠性和冗余设计：机房空调系统应具备冗余设计，以保证在设备故障或停电等意外情况下，仍能正常运行。
此外，还应考虑备用电源、UPS电池等设备，以提供电力保障。
4. 可扩展性：机房空调系统应具备良好的可扩展性，可以根据机房规模的变化进行扩充或缩减。
三、优化建议1. 采用新型制冷设备：可以考虑采用新型的高效制冷设备，如风冷式或液冷式的高温热泵，以提高制冷效率和能源利用率。
2. 温湿度感知设备：引入温湿度感知设备，实时监测机房的温湿度变化，并通过自动化控制系统调整空调工作状态，以保持机房内适宜的环境。
3. 空调系统冗余设计：应采用冗余设计，如多台空调机组的并联运行，以保证在某一台设备故障时不影响机房的正常运行。
4. 配电设备冗余设计：机房空调系统的电力供应也需要进行冗余设计，采用备用电源和UPS电池等设备，以防止电力供应中断导致的机房温度上升。
数据中心的机房温湿度与空调设计
数据中心的机房温湿度与空调设计随着信息时代的快速发展，大量的数据在全球范围内被产生、传输和存储。
而这些数据的中心化储存与处理就需要借助于数据中心。
而数据中心中最重要的环节之一就是机房的温湿度控制与空调设计。
合理的温湿度控制与空调设计不仅能确保数据中心的正常运行，还能提高设备的可靠性和延长设备的使用寿命。
本文将探讨数据中心机房温湿度与空调设计的重要性，以及如何实现最佳的温湿度控制与空调设计。
1. 温湿度对数据中心的影响温湿度是数据中心运行过程中需要重点关注的因素之一。
不合适的温湿度水平可能导致数据中心内部设备出现故障。
正常工作状态下的数据中心通常要求温度保持在18-27摄氏度之间，相对湿度保持在40-60%之间。
以下是温湿度对数据中心的影响：1.1 设备工作条件数据中心内的服务器、网络设备等硬件设备在工作时会产生大量的热量，因此要保证适宜的温度能够将这些热量散发掉，避免硬件损坏或过热造成事故。
过高的温度不仅会造成设备性能下降，而且还可能导致硬件故障，进而影响到数据中心的正常运行和数据的安全性。
而过低的温度则会增加能源消耗以及硬件设备损耗，从而浪费大量的资源和资金。
1.2 环境稳定性温湿度的合理控制能够减少设备的故障率，并提高系统的稳定性和可用性。
例如，过高的湿度会导致设备的性能下降，甚至引起间接损害，如设备上的腐蚀现象，而过低的湿度则可能导致静电电荷的积聚，进而损坏电子元器件。
因此，维持适宜的温湿度水平对于确保数据中心的稳定性至关重要。
2. 数据中心机房的空调设计数据中心机房的空调设计直接影响机房内部温湿度的稳定性和数据中心正常运行的效果。
以下是一些常见的数据中心机房空调设计要点：2.1 空调系统的类型数据中心机房的空调系统通常可以分为精密空调和普通空调两种类型。
精密空调适用于温度和湿度要求较高的场景，可以实现精确的温湿度控制。
普通空调则适用于温湿度要求相对较低的场景。
在选择空调类型时要考虑数据中心的实际需求，以及所处地区的气候条件。
中心机房建设项目机房精密空调新风系统设计方案
中心机房建设项目机房精密空调新风系统设计方案一、空调系统规划数据中心机房区域内分三种空调形式：恒温恒湿型精密空调机组、基站式柜式空调、吸顶式舒适型空调。
中心机房采用精密空调，即恒温恒湿机组形式；UPS配电机房和网络机房采用精密空调；辅类机房采用吸顶式舒适型空调。
恒温恒湿精密空调机组是机房工程中的重要配套设备，其安装使用条件与机房的工程有密切的关系，精密空调送风模式采用下送风恒温恒湿精密空调。
根据《电子计算机场地通用规范》和机房设计的标准等要求，我们建议机房空调采用机房精密空调来控制机房的温度是湿度，这样会使机房更智能化、人性化；以下是精密空调和一般空调的性能以及造价上面的比较：机房精密空调与普通舒适性空调的比较机房精密空调机组普通舒适性空调1 机房精密空调对机房的温度、湿度、洁净度和气流速度，都进行相应的控制。
使机房的温度精密控制在±1 o C，湿度精度在±5%，有利于电气设备的普通空调只控制温度，对其他三个特征度没有太多的控制，为民用设备。
良好稳定运行。
2 机房的特点是全年设备都在运行，设备散热量较大，需要空调机组全年制冷运行，机房空调配置可调速冷凝风扇，冬季可正常制冷运转。
普通空调在冬季的制冷运行，要解决稳定冷凝压力和其它相关的问题，容易低压报警跳空气开关，无法正常运转。
3 机房要求其运行点为：冬季，20±2o C，夏季，23±2o C，机房空调把运行点作为设计点，因而机组始终处于最佳运行点，满足机房的环境要求，使设备稳定运行。
普通空调设计点温度一般为27o C，所以机组的实际供冷能力一般比样本标明的额定值低15-25%；此外，运行点偏离设计点时，机组的部分机件性能由于偏离了最佳运行点，从而影响了机组整体的匹配状态，不利于机组性能的充分发挥和高效率运行。
4 从整体机房散热效果来看，机房空调采用机组底部下送风，通过静电地板下方空间形成普通柜式空调采用上送风，机组正面下方回风，或是四面出风空调静压箱，然后从蜂窝孔地板处均匀送出冷风，带走机器设备发热，变成热空气向上，热空气最后在机组顶部上方吸入被空调机组处理，符合散热气流组织。
数据中心机房空调设计
数据中心机房空调设计在当今数字化时代，数据中心扮演着至关重要的角色，它们是存储、处理和传输海量数据的核心设施。
而在数据中心的运行中，保持适宜的环境温度和湿度对于设备的稳定运行和数据的安全至关重要。
因此，数据中心机房空调设计是一项极其关键的任务。
数据中心机房的环境要求非常严格。
首先，温度必须保持在一个相对狭窄的范围内，通常在 20 至 25 摄氏度之间。
这是因为过高或过低的温度都会对服务器、存储设备等电子设备的性能和寿命产生不利影响。
温度过高可能导致设备过热，从而引发故障甚至损坏；温度过低则可能导致冷凝现象，损坏电子元件。
其次，湿度也是一个重要的因素。
机房内的相对湿度一般应控制在40%至 60%之间。
湿度过高可能导致设备腐蚀和短路，湿度过低则容易产生静电，对电子设备造成损害。
为了满足这些严格的环境要求，数据中心机房空调系统通常采用精密空调。
这种空调与普通家用或商用空调有很大的不同。
它具有更高的精度控制能力、更强的制冷制热能力以及更可靠的运行性能。
在设计数据中心机房空调系统时，首先要进行热负荷计算。
热负荷主要来自服务器、存储设备、网络设备等电子设备的散热，以及照明、人员等产生的热量。
准确的热负荷计算是确保空调系统能够有效制冷的基础。
接下来，要选择合适的空调类型。
常见的有风冷式空调和水冷式空调。
风冷式空调安装简单，维护方便，但制冷效率相对较低，适用于小型数据中心；水冷式空调制冷效率高，但系统较为复杂，安装和维护成本较高，适用于中大型数据中心。
空调系统的布局也非常重要。
在机房内，空调设备的位置应合理分布，以确保冷空气能够均匀地送达各个设备。
通常采用上送风和下送风两种方式。
上送风方式通过天花板上的风道将冷空气送到机房内，下送风方式则是通过地板下的风道将冷空气送到设备底部。
为了提高空调系统的可靠性，通常会采用冗余设计。
这意味着会安装多台空调设备，当其中一台出现故障时，其他设备能够立即接替工作，确保机房内的环境温度和湿度不受影响。
机房空调配置标准规范最新
机房空调配置标准规范最新随着信息技术的快速发展，机房作为数据中心的核心组成部分，其环境控制的重要性日益凸显。
空调系统作为机房环境控制的关键设备，其配置标准直接影响到机房的稳定性和安全性。
以下是最新的机房空调配置标准规范：1. 空调系统类型选择：- 根据机房的大小、热负荷、以及预算，选择合适的空调系统类型，包括直膨式、水冷式、风冷式等。
- 推荐使用能效比较高的空调系统，以减少能耗并降低运营成本。
2. 制冷量计算：- 应根据机房内设备的总功率、机房面积、人员数量以及室内外温差等因素，准确计算所需的制冷量。
- 制冷量应留有一定的余量，一般建议余量为10%-20%。
3. 空调机组配置：- 空调机组应选择具有高可靠性和高稳定性的产品。
- 空调机组的数量应根据机房的规模和热负荷进行合理配置，确保在任何情况下都能满足制冷需求。
4. 空气循环设计：- 机房内的空气循环应设计合理，确保空气流动均匀，避免局部过热或过冷。
- 应设置合理的送风口和回风口，以优化空气流动路径。
5. 湿度控制：- 空调系统应具备有效的湿度控制功能，保持机房内的相对湿度在40%-60%之间。
- 应定期检查和维护加湿和除湿设备，确保其正常工作。
6. 温度控制：- 机房内的温度应控制在18-24°C之间，以保证设备的正常运行。
- 应安装温度传感器，实时监测机房内的温度，并与空调系统联动。
7. 节能措施：- 空调系统应采用节能设计，如变频技术、智能控制系统等。
- 应定期进行能效评估，优化空调系统的运行参数，提高能效。
8. 安全与监控：- 空调系统应具备完善的安全保护措施，如过载保护、短路保护等。
- 应安装监控系统，实时监控空调系统的运行状态，并及时响应故障。
9. 维护与保养：- 应制定详细的空调系统维护和保养计划，定期进行检查和维护。
- 应有专业的维护团队，确保空调系统的正常运行。
10. 环境适应性：- 空调系统应考虑机房所在地的气候条件，如温度、湿度、灰尘等，选择适应性强的空调设备。
高热密度数据中心空调系统设计
高热密度数据中心空调系统设计本文以某计算机中心为例，概述高热密度数据中心的空调系统设计。
某超级计算中心的数据中心的高热密度计算机机房面积近200m2，其中高性能计算机的功耗最大达到每机柜23kW，总计有40台机柜。
机房内安装架空地板，但空间紧张。
1、空调方案选定根据机房场地条件和计算机系统发热的情况，采用高热密度封闭机柜最为合适。
这种形式的机柜完全封闭，制冷循环在机柜内完成。
每台机柜与机房环境基本独立，可迅速、准确控制每个机柜内环境，无须对机房整体空间制冷调节，减少了制冷能量在机房内的浪费。
高热密度封闭机柜采用机柜内直接制冷的方式，机柜内设备运行发出的热量通过机柜内空气循环，经机柜内热交换器，通过水冷循环回路，传递到机柜外的冷冻水系统。
机房内冷却水系统的热量通过中间热交换单元送到冷水机组。
由于封闭式机柜需要冷却水将热量带出机柜，需要将冷却水引入机房，带来了漏水和结露的隐患。
因此，系统需要的冷却水由一个中间热交换单元提供，确保机房内的冷却水的温度不低于12℃，高于机房的露点温度，防止结露的危险，同时保证冷冻水的流量稳定，确保末端机柜内空气温度的精确控制。
在机房工程和机房管理上，必须防漏水措施和预警管理。
2、制冷系统计算和设备选型机房中28台机柜功率密度为23kW，12台机柜功率密度为12kW，可计算机房设备的最大总发热量为788kW.根据机房场地条件，参考《电子信息系统机房设计规范》（GB50174-2008）的A级机房的要求：（1）选择40台某公司25kW制冷量的封闭式水冷机柜为高性能计算机设备撒热制冷，并有足够裕量。
（2）热交换单元系统总制冷量应为1.1×788=867kW（1.1为裕量系数），因而选10台100kW热交换单元（CTU）进行冷冻水转换，保证机房内谁系统的安全性。
10台热交换单元分成两组，每组5台100kW热交换单元，承担一半负荷，即14×23+6×12=394W，4主1备运行。
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数据中心机房空调设计
作者：张秀丽
来源：《建筑工程技术与设计》2014年第25期
【摘要】本文对数据中心机房空调负荷特点进行分析，进而提出合理的空调系统设计以及冷热源配置。
【关键词】数据中心机房空调负荷特点；空调系统设计；冷源配置
一、引言：
近年来，许多重要的工作都离不开信息处理，所以在民用建筑中，越来越多的新建工程里，都配备数据中心机房，面积在几百平米到几千平米不等。
针对在民用建筑中出现的此类机房，它的空调系统与民用建筑有所不同。
本文将对数据中心机房的空调设计，从以下三个方面进行分析：空调负荷特点，空调系统设计，冷源配置。
二、数据中心机房空调负荷的特点
机房主要负荷来自于设备散热。
根据《电子计算机机房设计规范》（GB 50174—2008），室内计算参数如下：
设计中遇到的机房一般为A级或B级，且考虑设备为开机状态。
机房内空调最显著的特点：
1、设备散热量大，散湿量小（主要散湿量来自于工作人员）。
室内负荷特点：为常年稳定的冷负荷，空气处理过程接近于等湿冷却的干式降温过程。
2、空调送风焓差小、风量大。
换气次数：电子计算机房为20～70次/h，程控交换机房为30～60次/h。
3、为保证正压要求，一般要求设新风系统和相应的排风系统。
4、数据机房全年不间断运行，要求数据系统具备高可靠性，因此也要求机房内空调系统具备相当高的可靠性。
5、温度控制的精度要求高并且稳定。
数据机房不仅要求温度的波动幅度不能超过规定的范围，也对温度变化的幅度也有明确的要求，一般小于5℃/h。
6、由于要求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，并且通过高送风压力使冷风能够送到较远的设备处，并且还要使机房内部的加除湿过程缩短，湿度分布均匀，所以要求：空调机房有合理的气流组织。
三、数据中心机房的空调设计
（一）机房专用的空调及气流组织
目前，数据中心机房一般都用专用空调机，来实现对机房内设备的降温处理。
机房空调机类型不一，此处不再一一赘述，以下主要就气流组织进行分析。
按《电子计算机机房设计规范》（GB 50174—2008）：
其中下送上回方式，在大中型机房内比较常用。
其优点：
1、空调送风气流流程与机柜冷风吸热后的气流流型一致，从而避免了冷热气流的混合，影响工作区的环境温度。
2、机柜冷却效果好，可以用较少的风量达到机柜冷却的目的。
3、进入室内工作区和机柜内的气流洁净度好。
4、活动地板送风口可以采用带有调节阀门的风口，或者采用旋流风口，可加大气流速度的衰减，从而减少对人员的吹冷风感觉。
（二）新风系统
为了保证室内正压，需要设计新风系统和相应的排风系统。
对于新风系统，一般将其处理到大于室内露点温度即可，这样可以负担一部分室内冷负荷。
对于新风，其负荷是不稳定的，主要在于室外干球温度与室内露点温度的关系。
室外干球温度高于室内露点温度时，新风负荷为冷负荷，可由机房制冷系统负担，反之为热负荷，考虑到大楼供暖系统只是在冬季的白天运行，所以新风热负荷由电加热解决。
对于新风加湿，一般采用可靠的电加湿。
此部分电量也比较客观，作为暖通专业，应进行计算并及时将电量提给电气专业。
四、冷源配置
机房空调冷凝方式有风冷、水冷、乙二醇溶液冷却等。
1、风冷，即机房专用空调机，其配套室外机，可在室外气温降至-15℃时仍能可靠运行，空调系统管路内走冷媒。
2、水冷，有风冷冷水机组和水冷冷水机组，空调系统管路内走冷冻水。
1）对于风冷冷水机组，需要选择自然冷却型风冷机组，确保室外温度较低时能正常运行，且比较节能。
2）对于水冷冷机组，当室外湿球温度低于某值时，可利用冷却塔提供免费冷。
需要注意的是，免费冷运行工况，冷却塔制冷能力有所降低，需要厂家按冬季工况进行选型计算。
免费冷系统，冬季换热器两侧运行水温，总结以往的设计经验，在此给出一个比较合理的数值供参考：冷却水侧温度一般为9/12℃，冷冻水侧温度一般为15/10℃。
3、乙二醇溶液冷却，同水冷冷却原理，只是空调系统管道里走乙二醇溶液，其优点是冬季防冻。
结语：
针对机房的空调设计：
1、室内需先确定合理的气流组织，进而选择室内机型号。
根据新风量确定新风机组，并设计相应的排风系统。
2、冷源的配置比较复杂，无论是哪种冷源，都要保证其常年稳定可靠，并尽可能做到节约能源，在进行论证分析后尽快确定其室外机台数，位置，重量等，与其他各专业进行紧密配合。
参考文献
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[2] 吴涛. 数据中心机房“工位空调”的气流组织与节能研究 [D]. 华北电力大学，2012.
[3] 谢富熹. 数据中心机房的节能设计 [J]. 科技传播，2011，01：182+179.
[4] 全国勘察设计注册公用设备工程师暖通空调专业考试复习教程第三版。