数据中心空调空调系统气流组织设计ppt课件
空调房间的气流组织(PPT54页)
Air Conditioning－Chapter 5 置换通风空调效果模拟图
Air Conditioning－Chapter 5 实际气流分布形式
三种典型的送风形式： 混合通风、置换通风、 个性化送风
Air Conditioning－Chapter 5
（四）中送
可采用上下回风或下回（不管上部空间） 适用于高大空间，如高大中庭、高大厂房
（六）风口选择、布置的要点
（1）考虑工作区的温度衰减、速度衰减，贴附长度,送风可到达 的区域
( 2 ) 风口选择的方法
1、由室内负荷确定送风量、送风温差 2、根据建筑空间的特点选择流型和风口类型 3、确定每个风口的流程或服务范围 4、由工作区最大允许风速、流程求送风速度 5、求工作区最大温度波动。若超标准 , 需要 调整设计 , 再重新核算 6、由每个送风口的服务范围求送风口个数和每个送风口的送风量 7、由每个送风口的送风量和送风速度求送风口规格 8 、对于贴附射流需要校核贴附长度 。若不满足要求 , 加大 Vo 或
Air Conditioning－Chapter 5
（a） （a）侧送侧回
（b） （b）散流器送风
（c） （c）孔板送风
上送下回气流分布
Air Conditioning－Chapter 5
（二）上送上回
（a）单侧上送上回 （b）异侧上送上回 （c）散流器上送上回
Air Conditioning－Chapter 5
• 适用：吊顶送风 • 根据顶棚形状和定型产品样本建议的流程、间距，面
积不超过1：1.5 • 盘式：平送 • 送吸式：上送上回 • 直片式：上送或平送 • 流线型：下送
• 方矩形散流器:气流形式为贴附（平送）型
圆形散流器
数据中心IT机房末端气流组织管理
数据中⼼IT机房末端⽓流组织管理从数据中⼼的发展史来看，以提⾼空调的制冷效率、降低机房制冷能耗为推动⼒，数据中⼼IT机房末端的⽓流组织⽅式，从最初的冷热风混合淹没式到冷热通道分离式，再到冷/热通道封闭式及⾏间空调等⽅式的演变，都是围绕着以风为介质进⾏末端空调和IT设备冷热交换效率的优化来进⾏的。
以风为介质进⾏末端空调和IT设备的冷热交换的制冷模式仍然是现阶段数据中⼼的绝对主流应⽤，为实现数据中⼼在不增加投资、不降低数据中⼼可靠性的前提下，对数据中⼼的⽓流组织进⾏精细化管理，降低数据中⼼PUE、节约能耗具有重⼤的现实意义。
先让我们来看看风制冷的理论依据，下式是风量同制冷量的计算式，它反映了在不同温差条件下，风量与热量之间的换算关系。
Qs=Cp*ρ*L*(T1-T2)在通常的室内环境下，其中：Qs是现热量（单位Kcal/h，1KW=860Kcal/h）；Cp是空⽓⽐热（0.24Kcal/kg℃）；L是风量（单位CMH，即m³/h）；ρ是空⽓⽐重（1.25Kg/m³）；T1，T2分别是精密空调的回风温度和送风温度（或IT设备后端出风温度和前端进风温度）；经过上式计算，当精密空调的回风温度和送风温度（或IT设备后端出风温度和前端进风温度）差为10℃时，空调每带⾛1KW热量所需要的风量近似为300CMH。
这个10℃温差我们以机房常⽤温度（回：24~30℃；送：14~16℃）来参考，最新的《数据中⼼设计规范（GB50174-2017）》对机房送回风温差可放宽⾄8~15℃，那么对应的空调每带⾛1KW热量所需要的风量近似为360~200CMH。
由此可见，风受控地流经IT设备内，才能有效地带⾛IT设备的发热。
如果风不流经IT设备内部，风从精密空调出风⼝经其它途径“短路”回到精密空调出风⼝的⾏为，都是低效的和不节能的。
所以我们在进⾏数据中⼼设计、建造、验证和运维的过程中都要注重对⽓流进⾏精细化管理。
数据中心空调
目 录
• 数据中心空调系统概述 • 数据中心空调系统的设计与原理 • 数据中心空调系统的运行与维护 • 数据中心空调系统的能效与节能 • 数据中心空调系统案例分析
01
数据中心空调系统概述
数据中心空调系统的定义与特点
定义
数据中心空调系统是指为数据中心提 供适宜的温度、湿度和空气质量的设 备、设施和技术的总称。
案例二：某数据中心空调系统节能改造
总结词
节能减排、降低成本
详细描述
通过对原有空调系统的升级改造，采用智能控制和变频技术，优化系统运行，降 低能耗和排放，同时减少维护成本，提高运行效率。
案例三：某数据中心空调系统故障诊断与处理
总结词
快速响应、精准诊断
详细描述
该数据中心建立完善的故障诊断和处理机制，配备专业的维护团队，确保在空调系统出现故障时能够快速响应， 精准定位问题，及时修复故障，保障数据中心的稳定运行。
绿色数据中心
为了降低能耗和提高资源利用率， 绿色数据中心的概念逐渐受到重视， 其空调系统也更加注重节能和环保。
数据中心空调系统的分类与比较
风冷空调系统
采用自然风或机械通风方式进 行散热，适用于小型数据中心
。
间接蒸发冷却系统
利用自然冷源，如室外冷空气 或地下水进行冷却，适用于节 能要求较高的数据中心。
特点
数据中心空调系统需要具备高可靠性 、高效性、低能耗和智能化等特点， 以确保数据中心的稳定运行和节能环 保。
数据中心空调系统的历史与发展
早期数据中心
早期的数据中心采用传统的空调 系统，以解决散热和环境调节问
题。
模块化数据中心
随着技术的发展，模块化数据中心 逐渐兴起，其空调系统也更加高效 和灵活。
IDC数据中心空调制冷
通电前检查
确认电源线路连接正确，无短 路或断路现象。
功能测试
分别测试空调的制冷、制热、 送风等功能，确保各项功能正 常运行。
验收记录
详细记录调试过程中的各项数 据和结果，作为验收依据。
04
空调系统运行维护与保养
定期检查项目清单
检查冷却水系统压 力、温度、流量等 参数
检查空气处理机组 过滤器清洁度，及 时更换
冷却塔/冷却水系统
用于冷却制冷主机产生的热量，通过水循环 将热量带走。
控制系统
监测室内环境参数和制冷系统运行状态，实 现自动调节和远程控制。
制冷方式分类与特点
风冷式制冷
通过空气冷却制冷主机，适用于小型数据中心或室外环境。 具有结构简单、维护方便等优点，但制冷效率相对较低。
水冷式制冷
通过水冷却制冷主机，适用于中大型数据中心。具有制冷效 率高、噪音低等优点，但需要配备冷却塔或冷却水系统。
将数据中心产生的余热回收利用， 用于供暖、热水等，提高能源利用 效率。
未来发展趋势预测
智能化发展
模块化设计
结合人工智能、大数据等技术，实现制冷系 统的自适应调节和智能运维。
制冷设备将趋向模块化设计，方便快速部署 和扩展。
高效能、低能耗
多元化能源利用
随着技术进步和环保要求提高，未来制冷系 统将更加高效、节能。
探讨智能化监控技术在提高空调系统性能、降低能耗等方面的应用前景和挑战。
06
空调制冷新技术发展趋势
新型制冷技术介绍及优缺点分析
自然冷却技术
利用自然环境条件（如低温空气 或水）进行数据中心的冷却。优 点是能效高、环保，缺点是受地
理位置和气候条件限制。
液冷技术
使用液体（如矿物油、氟化液等） 作为冷却介质，直接或间接与IT 设备接触，带走热量。优点是散 热效率高、噪音低，缺点是系统
数据中心机房空调气流组织研究
数据中心机房空调气流组织研究数据中心机房是存储和管理大量计算机服务器的关键设施，而机房空调系统则是保证服务器正常运行的重要设备之一。
为了确保机房内的温度和湿度处于合适的范围，机房空调系统必须能够有效地组织气流，以保持适当的温度分布和空气流通。
因此，对数据中心机房空调气流组织进行研究具有重要的理论和实践意义。
首先，合理的气流组织可以有效地降低机房的能耗。
通过优化空气流通路径和风速分布，可以减少冷气流与热设备之间的混合，从而降低冷却负荷。
此外，适当的气流组织还可以减少冷气流的短路现象，提高冷气流的利用效率，进一步降低能耗。
因此，在设计和运行机房空调系统时，需要考虑气流组织的优化，以提高能源利用效率。
其次，良好的气流组织可以保证机房内的温度分布均匀。
在机房内，热设备会产生大量热量，而温度过高可能会导致设备故障或过早损坏。
通过合理的气流组织，可以将冷气流送到热设备周围，有效降低设备温度，保持设备的正常运行。
此外，均匀的温度分布还可以减少设备之间的温差，减轻设备的热应力，延长设备的使用寿命。
最后，合理的气流组织还可以改善机房内的空气质量。
在机房内，由于设备运行产生的微粒、化学物质和湿度等因素，可能会影响空气质量，进而影响设备的正常运行和人员的健康。
通过优化气流组织，可以将污染物排出机房，保持机房内的空气新鲜和清洁，提供良好的工作环境。
总之，数据中心机房空调气流组织研究是一个重要的课题。
通过优化气流组织，可以降低能耗、提高设备的运行效率和寿命，并保证机房内的空气质量。
未来，我们需要进一步深入研究机房空调气流组织的优化方法和技术，以满足日益增长的数据中心需求，同时减少对环境的不良影响。
数据中心空调空调系统气流组织设计
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。上送风可分为机房顶送、风管送 两种形式。由顶部或侧上方送风的气流首先与室内空气混合，再进入设备或机柜内。机房顶部安装 散流器或孔板风口送风，工作的气流小且均匀，人有良好的舒适感。
数据中心空调空调系统气流组织设计
空气是机房中热、湿和洁净的载体。 大风量，低焓差的理解。 专用空调是节能型空调，送风机也是“节能”的。 保证机房设备环境的良好，必须保证气流循环的正常。 由于目前机架还鲜有水冷或直膨冷的方式，气流依旧是机房中唯一的环境保障载体。 冷却方式目前有5种，空气自然对流辐射、强迫风冷、空气冷却板（散热片加风扇）、液体 冷却板（强制间接液冷）、蒸发冷却（相变冷却）。 液（水）冷是气冷能力的10倍，直膨冷是液冷的几十到上百倍。随着高密度的发展，风冷 方式是有瓶颈的。
机房气流组织可以分为3个部分： 1、机房气流组织
•上送下回还是下送上回 •送风距离（风压） •假地板静压箱 2、机架气流组织 单架容量 机架结构 进风结构 封闭空位 3、设备内的气流组织
送风方式的解释：气流的作用可以认为是稀释有害物（污染源、热源和湿源）。机房内是稀释 热源。
ηa≈100％ (a)层流送风
ηa＝50％ (c)顶送上回
ηa＝50～100％ (b)下送上回
ηa≈50％ (d)上送上回
下送上回方式是大中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效率，因为热空气密度小、轻，它会往上升；冷空气密度大、沉，它 会往下降，填补热空气上升留下的空缺，形成气流的循环运动，这就是热力环流。
数据中心空调系统
噪声对环境的影响
数据中心空调系统的噪声对环境产生一定的影响，主 要表现在以下几个方面
2. 环保：过大的噪声可能对周边生态环境产生影响， 如影响鸟类和昆虫的栖息和迁徙。
1.生活质量。
3. 设备损坏：过高的噪声可能导致设备损坏，增加维 修和更换成本。
优化建议及未来发展方向
• 优化建议：针对以上问题，可以采取以下措施进行优化 • 采用高效、低能耗的空调设备，如采用先进的制冷技术和设备，降低能耗和碳排放。 • 对数据中心进行合理的布局和设计，减少对周边环境和居民的影响。 • 加强设备维护和管理，减少设备损坏和维修更换的频率。 • 未来发展方向：随着科技的不断进步和环保意识的增强，未来数据中心空调系统的发展方向可能包括以下
《数据中心空调系统》
2023-10-29
contents
目录
• 数据中心空调系统概述 • 数据中心空调系统技术 • 数据中心空调系统设计 • 数据中心空调系统运行与管理 • 数据中心空调系统对环境的影响及优化建
议
01
数据中心空调系统概述
定义和作用
定义
数据中心空调系统是指用于保障数据中心服务器、网络设备等关键设备正常 运行，通过冷却、加湿、除尘等技术手段提供适宜的环境条件的系统。
气流组织设计是确保数据中心空调系统有 效工作的关键。应通过合理的布局和避免 涡流来确保气流畅通。同时，应确保设备 均匀散热，以避免任何部分的设备过热。
噪声与振动控制
总结词
低噪声、减震措施、符合环保标准
详细描述
数据中心空调系统的噪声和振动控制对于确 保设备的稳定运行和员工的舒适环境至关重 要。应采取有效的减震措施，降低设备运行
监控与报警
运行状态监控
数据中心空调系统通过监控设备对运行状态进行 实时监测，包括温度、湿度、空气质量等参数。
IDC数据中心空调制冷PPT课件
01
空调制冷系统设计
负荷计算与选型依据
负荷计算
根据数据中心设备功率、人员密度、 照明负荷等因素，精确计算冷负荷和 热负荷，为制冷系统选型提供依据。
选型依据
综合考虑制冷效率、能耗、设备可靠性 等因素，选择适合的空调制冷设备，如 精密空调、冷水机组等。
系统架构及布局规划
系统架构
设计合理的制冷系统架构，包括冷源、冷却水系统、冷却塔、空调末端等部分，确保系统高效稳定运行。
验收标准和方法
空调设备应能按照设计要求 正常运行，各项参数指标符 合规定。
04
自动控制和保护系统应灵敏 可靠，能够实现远程监控和 管理。
01 03
设备外观应完好无损，安装 牢固，无松动或倾斜现象。
02
空调制冷效果应达到设计要 求，室内温度和湿度控制在 规定范围内。
01
运行维护与故障排 除
日常运行管理要求
空调制冷系统能效评估与 优化方法
常见空调制冷技术及其优 缺点比较
IDC数据中心空调制冷实 践案例分析
行业发展趋势分析
绿色数据中心建设对空调制冷技术的要求 智能化、自动化技术在空调制冷领域的应用前景
高效、节能、环保型空调制冷技术发展趋势 空调制冷与数据中心其他系统的融合发展趋势
未来挑战和机遇探讨
01 空调制冷技术面临的挑战及解决方案探讨
空气洁净度要求
尘埃粒子限制
数据中心内的空气洁净度要求高，尘埃粒子直径大于0.5μm的个数应不超过18000个/升。尘埃粒子会对设备运行 产生影响，如堵塞散热器、造成电路短路等。
有害气体控制
数据中心内应严格控制有害气体的含量，如硫化氢、二氧化硫等。这些气体会对设备造成腐蚀，影响设备性能和 寿命。
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η a≈100％
(a)层流送风
η a＝50～100％
(b)下送上回
η a＝50％
(c)顶送上回
η a≈50％
(d)上送上回
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下送上回方式是大中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 空气冷却效率，因为热空气密度小、轻，它会往上升；冷空 气密度大、沉，它会往下降，填补热空气上升留下的空缺， 形成气流的循环运动，这就是热力环流。
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机房气流组织的五原则： 1、约束气流、避免自由 2、同程路径，防止差异 3、堵塞空位，阻止空流 4、拉开送回，不要短路 5、封闭通道，决不掺混
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液（水）冷是气冷能力的10倍，直膨冷是液冷的几十到 上百倍。随着高密度的发展，风冷方式是有瓶颈的。
2
机房气流组织可以分为3个部分： 1、机房气流组织
•上送下回还是下送上回 •送风距离（风压） •假地板静压箱 2、机架气流组织 单架容量 机架结构 进风结构 封闭空位 3、设备内的气流组织
3
送风方式的解释：气流的作用可以认为是稀释有 害物（污染源、热源和湿源）。机房内是稀释热源。
弥漫式送风 存在大量掺混， 效果无法预测。
6
7
8
9
10
11
12
1314ຫໍສະໝຸດ 5位置决定价值16
排队方式不如面对面
150C
上 送 风 空 调
送风管
150C
设备机柜
40~450C
28~300C
32~350C
V3
150C
设备机柜
20~250CV1
V2
17
没有约束不成规矩
18
小小盲板大作用
数据中心空调空调系统气 流组织设计
1
空气是机房中热、湿和洁净的载体。
大风量，低焓差的理解。
专用空调是节能型空调，送风机也是“节能”的。
保证机房设备环境的良好，必须保证气流循环的正常。
由于目前机架还鲜有水冷或直膨冷的方式，气流依旧是 机房中唯一的环境保障载体。
冷却方式目前有5种，空气自然对流辐射、强迫风冷、空 气冷却板（散热片加风扇）、液体冷却板（强制间接液 冷）、蒸发冷却（相变冷却）。
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直接堵死你怪谁
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推荐风速
室内允许噪声 dB（A）
25～35 35～50 50～65 65～85
主管风速 m/s
3～4 4～6 6～8 8～10
支管风速 m/s
≤2 2～3 3～5 5～8
新风入口风速 m/s
3 3.5 4～4.5 5
一般建议： 1、架空地板截面，风速≤2.5m/s 2、冷通道穿孔地板处，可通风面积处，风速≤2m/s 3、机架底部进风，风速≤3.5m/s 4、机架前面板进风，风速≤2.5m/s 5、空调上送风，以空调噪音为指标。 6、有风管送风，参照上表。
下送上回风具有以下显著 优点: (1)有效利用冷源，减少 能耗。 (2)机房内整齐、美观。 (3)便于设备扩容和移位。
5
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。上送风可分为机房顶送、风管送两种形式。由顶部或 侧上方送风的气流首先与室内空气混合，再进入设备或机柜 内。机房顶部安装散流器或孔板风口送风，工作的气流小且 均匀，人有良好的舒适感。