【分享】数据中心水冷空调系统设计指南
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1. 概述
近年来随着云计算技术的快速发展，全球数据中心开始向着巨型化的方向发展，单机柜功率密度不断提高，5KW、7KW、10KW甚至几十KW功率机柜已逐步成为常规配置。新一代数据中心更显著的表现为：规模更大、密度更高、制冷要求更高、局部过热成为常态等特点。数据机房的高功率密度化对空调系统的制冷及机房散热提出了更高的要求，空调系统短时间的供冷中断都会造成IT设备过热宕机，传统风冷空调的制冷方式已无法满足机房制冷需求。如何保障新一代数据中心空调系统的能够长期、持续、稳定的为数据中心机房提供所需的环境温度、湿度成为每个数据中心运维管理人员必须面临的问题，而空调系统的供电方式对上述保障要求能否达到起着关键作用。从国内数据中心的发展来看，由于功率密度的提高，新一代数据中心尤其是大型数据中心基本采用制冷效率更高的水冷空调系统来满足持续上升的制冷需求。本文中笔者主要结合自身工作经验主要针对水冷空调系统
的供电方案设计及一些常见问题进行分析和探讨。
2. 新一代数据中心与传统数据中心的差异
传统数据中心一般功率密度较低，多数单机柜功耗低于2KW，在空调系统故障停止供冷时，只要保持IT设备供电连续，通
过增加风机、开窗等手段仍可保持数据中心连续不中断运行，因此在传统数据中心的运维管理中空调系统的重要性往往
不像供电那样受到重视。新一代数据中心对运维管理的重点进行了重新定义，空调系统与数据中心供电一样决定着数据中心能否安全稳定运行。笔者在工作中按照ASHARE标准
测试方法，利用假负载对模拟了一个设计功耗5KW/机柜机
房失去空调制冷后机房温度上升情况。试验选择一个350平米机房内，机房内安装机柜158个。测试前启动假负载和空调，使机房温度达到数据机房正常运行稳定状态。关闭机房两侧末端空调模拟空调失去供冷。空调制冷系统停止运行后，靠机房空间的冷量只能维持不到3分钟。由此可见随着IT
设备功率密度的不断提升，数据机房允许的空调停止运行时间已成为分钟级，在此条件下通过运维人员“现场维修”来排
除空调系统故障恢复机房制冷已不再可能。空调系统短时间停止运行都会造成机房内热量的快速堆积，并引发设备高温宕机，因此保障空调系统安全稳定运行的供电系统的重要性也进一步凸显。
3. 高功率密度数据中心水冷空调系统的供电设计注意事项
新一代数据中心典型的空调水冷系统的结构基本都是由下
属三大部分组成：(1) 由冷却塔+冷却水泵+冷却水供水及回水管路组成的空调冷却水系统;(2) 由冷水机组+冷冻水泵+
冷冻水供水、回水管路组成的空调冷冻水系统;(3) 由分水器
+末端空调+风机盘管+集水器+冷冻水泵组成的空调制冷量
分配系统。同时为保证冷冻水供水和冷却水供水系统均能可靠、稳定运行，设计中将冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵分水器、集水器、主管路等都设计成1+1冗余备份方式。尽管空调系统的设计中采用了冗余等多重保障措施，但若空调系统供电设计中一些缺陷仍然离不开一个高可靠的供电系统
来保证空调系统可以持续稳定的为数据机房提供制冷。
3.1水冷空调系统供电方案的常规设计水冷空调系统供电设
计中冷冻水泵、冷却水泵、末端空调等关键设备一般采用双路市电+ATS开关的冗余型供电方案：对于采用低压油机作为后备电源的数据中心，空调系统一般设计为有油机保障的双路市电输入+ATS开关，正常运行时两路市电首先馈送至ATS开关，并可以选择其中一路作为主用，另一路作为备用。正常运行时由作为主用的一路向水泵、末端空调等设备供电，当主用路故障是可以自动切换至备用路工作。ATS开关的转换可以在秒级时间内完成，秒级的中断完全满足空调系统停止运行时间要求。对于采用高压油机作为后备电源的数据中心，由于目前一些地区的电力主管部门往往会对高压油机的自动投切进行限制，人工投切会延长高压油机供电恢复时长，因此多数空调系统供电设计中会为末端空调和冷冻水泵配
置UPS、EPS等不间断电源保证在高压油机投切器件的连
续供冷。
3.2水冷空调系统供电方案设计中应避免“单点故障”在上述
两种常规设计中均采用ATS作为实现双路供电自动切换的
关键器件，可满足一般但从ATS实际应用效果看ATS仍然存在一定的故障率导致该动作不动作或误动作等。ATS承载下端所有水泵或末端空调的负荷，存在明显单点故障，ATS 故障将导致下端所有设备断电。对于高功率密度的数据机房，ATS故障可造成末端空调停止供冷机房温度快速上升或冷
冻水泵停转末端空调无冷量补充进而造成机房高温宕机风险。为避免将所有鸡蛋放在一个篮子中的风险，为末端空调配电系统增加一个ATS开关，将相互间隔的空调分属不同配电系统，提高高功率密度数据机房安全性。
3.3水冷空调系统供电方案设计中应考虑“连续制冷”由于高
功率密度数据机房在空调失去制冷条件下机房温度累积非
常迅速，空调设备短时间停止供冷就可造成IT设备高温宕机。因此在进行新一代数据中心的规划设计时应充分考虑到连
续制冷的必要性。一种观点认为，在数据中心设计阶段进行负荷评估时往往大于后期实际装机的负荷，因此认为过度强调连续制冷一方面会造成空调系统配电设备投资的加大，另一方面还可能造成后期设备利用率低等问题。但按照IT技术的发展趋势，每5年左右功率密度会有一次技术更新，而数据中心一般设计生命周期一般不低于30年，因此在数据中
心的规划设计阶段必须考虑到后期扩容和技术更新。数据中
心连续制冷的完整解决方案不仅包括空调末端、冷冻水泵的不间断运行，还应设置蓄冷罐储备一定的冷冻水用于冷水机组停止工作时可以通过蓄冷罐向空调水系统补充冷水。为空调末端和冷冻水泵均配置UPS保持数据机房的末端空调在
市电停电、高压油机恢复供电前机房内空气继续循环流动，转将冷冻水管路中冷冻水继续被输送至空调末端机房提供
冷量，储存在蓄冷罐内的冷冻水补充到管路中为冷冻水管路中继续补充冷量以满足连续制冷需求。解决空调系统连续制冷需增加蓄冷罐、UPS、蓄电池组及管路等，这些会增加数据中心建设初期的投资，但会是数据中心后期业务发展的适应性大大增强。一旦建设初期未设计待后期再行优化改造不仅增加带业务改造的风险而且会造成投资进一步加大。目前部分新建数据中心出现的因前期未考虑连续制冷投产后不
满足制冷需求而不得不进行改造的案例很值得思考，上述情况的出现一方面因设计初期对功率密度的增长缺乏长期考虑，另一方面对高功率密度机房失去制冷情况下的温升情况缺乏全面认识。
3.4水冷空调系统供电方案设计中应考虑启动冲击电流对于
冷冻水型空调系统，末端空调的主要耗电为风机。风机主要为感性负载，在电流突变时一般认为会产生较大的冲击电流，尤其从静止状态突然启动，这一点在传统AC风机上表现更为突出;冷冻水泵则是典型的感性负载突加负载时冲击电流
更大，通常会达到额定负载的6、7倍。基于上述原因，通常认为如果给末端空调和水泵配置不间断电源(UPS或EPS 时)必须要考虑冲击电流的容量。但从实际应用看，当末端空调或水泵的市电供电中断时UPS蓄电池会立即通过逆变器承担负荷，此时风机或电机仍在高速旋转，其冲击电流与从静止状态突然加载时完全不同的。末端空调风机一般功率较小，因此普通UPS完全可以作为备用电源，对于水泵类负荷，应负荷较大可选用抗冲击能力更大的EPS更为合适。
3.5尽可能设置独立的加湿器为机房加湿在新一代数据中心冷水型空调系统的末端空调选型时，部分数据中心选择带加湿加热功能的末端空调，但从笔者多年运维经验建议尽可能将机房制冷和加湿分开处理。众所周知，空气湿度会随着温度的变化而变化，尤其对于装机过程中的数据机房由于机房安装的机柜位置、单机柜发热量等不同必然会造成不同位置温度、湿度不同。制冷、加湿、加热一体的末端空调为了达到设定的温湿度值难以避免出现加热与制冷打架、加湿与初始打架现象，大大增加了运行功耗。采用专用加湿机，例如在机房安装专用的水膜加湿机，不仅能耗大大降低而且可以有效避免上述打架现象，降低机房制冷整体能耗。
4. 小结上述为笔者对日常运维管理工作的一些小的总结，若有不当之处欢迎与同道中朋友相互交流提高。数据中心的运维管理是一个复杂的体系，随着功率密度的不断提高将面临
越来越多的问题需要面对和解决，新一代数据中心的运维管理必将为各位运维管理人员开启一片新的天地。【来源网页，侵权请联系删除。【联系方式】投稿及内容合作咨询：
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．
中央空调设计手册.
暖通空调系统设计手册 目录 第一章设计参考规范及标准 (5) 一、通用设计规范： (5) 二、专用设计规范： (5) 三、专用设计标准图集： (5) 第二章设计参数 (6) 一、商业和公共建筑物的空调设计参数ASHRAE (6) 二、舒适空调之室内设计参数日本 (7) 三、新风量 (8) 1、每人的新风标准ASHRAE (8) 2、最小新风量和推荐新风量UK (9) 3、各类建筑物的换气次数 UK (9) 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 (11) 8、民用建筑最小新风量 (11) 第三章空调负荷计算 (15) 一、不同窗面积下，冷负荷之分布% (15) 二、负荷指标（估算）（仅供参考） (15) 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 (16) 四、按建筑面积冷指标进行估算建筑面积冷指标 (17) 五、建筑物冷负荷概算指标香港 (18) 六、各类建筑物锅炉负荷估算W/M3℃ (19) 七、热损失概算W/M3℃ (19) 八、冷库冷负荷概算指标 (20) 第四章风管系统设计 (21) 一、通风管道流量阻力表 (21) 1、缩伸软管摩擦阻力表 (21) 2、镀锌板风管摩擦阻力表 (21) 二、室内送回风口尺寸表 (24) 1、风口风量冷量对应表 (24) 2、不同送风方式的风量指标和室内平均流速ASHRAE (24) 三、室内风管风速选择表 (25) 1、低速风管系统的推荐和最大流速m/s (25) 2、低速风管系统的最大允许速m/s (25) 3、通风系统之流速m/s (25) 四、室内风口风速选择表 (26) 1、送风口风速 (26) 2、以噪音标准控制的允许送风流速m/s (26)
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
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
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
空调设计经验手册
一、集水器、分水器： 集、分水器与静压箱作用相同，把动压转换成静压，有利于风/水分配平衡。 1、直径D的确定： a、按断面流速0.5-1.0计算； b、按经验估算：D=1.5-3dmax d——集、分水器支管中最大直径。 2、其余做法参照《采暖通风设计选用手册》T904。 二、冷凝水管道 1、冷凝水管道沿水流方向有不小于0.5%的坡度，且不允许有积水部位。 2、当冷凝水盘位于机组内的负压段时，凝水盘的出水口处必须设置水封，水封的高度应比凝水盘处的负压 （相当于水柱高度）大50%左右。水封的出口，应与大气相通。 3、冷凝水管排入污水系统时，应有空气隔断措施。冷凝水管不得与室内密封雨水系统直接连接，可设单独的 冷凝水管道排入室外雨水管井。 4、冷凝水管道宜采用聚氯乙烯管或镀锌管，并宜采取防露保温措施。 5、冷凝水管道干管末端应设清扫口，以便定期冲洗；立管顶部宜设透气管。 6、冷凝水管的公称直径DN，可以根据空调器，风机盘管或空调机组的产冷量Q，按下表计算： 三、空调水系统附件： 1、冷水机组、水泵、热交换器、电动调节阀等设备的入口管道上，应安装过滤器或除污器，防止杂志进入。 采用Y形管道过滤器时，滤网孔径一般为18目。 2、空调水系统应在下列部位设置阀门： ①空调器（或风机盘管）供、回水管； ②垂直系统每对立管的供。回水总管； ③水平系统每一环路的供回水总管； ④分、集水器处供回水干管； ⑤水泵的吸入管和供水管，并联水泵供水管阀门前还应设止回阀； ⑥冷水机组、热交换器等设备的供回水管； ⑦自动排气阀前、压力表接管上，泄水口等处。 3、分、集水器及冷水机组、空调器和（吊装等小型机除外）的进、出水管处，应设压力表、温度计，水泵 出口、过滤器两侧及分、集水器各分路外的管道上，应设压力表。 4、温度计应装在阀门内侧管道上，以便拆换；风机盘管铜闸阀应装在电动二通、铜管（或软管）的外侧， 以便检修。 5、系统最高点或有空气聚集的部位应设自动排气阀。 6、系统的最低处，可能有水积存的部位以及检修用关断阀门前，应有泄水装置。
数据中心维护_精密空调CRAC
为什么需要精密空调？ 现在，恒温恒湿环境控制要求已经远远超出了传统数据中心或计算机室的围，包括更大的一套应用，称为“技术室”。典型的技术室应用包括： ?医疗设备套件（MRI、CAT 扫描） ?洁净室 ?实验室 ?打印机/复印机/CAD 中心 ?服务器室 ?医疗设施（手术室、隔离室） ?电信（交换机室、发射区） 为什么需要精密空调？ 在许多重要的工作息处理是不可或缺的一个环节。因此，贵公司的正常运转离不开恒温恒湿的技术室。 IT硬件产生不寻常的集中热负荷，同时，对温度或湿度的变化又非常敏感。温度和/或湿度的波动可能会产生一些问题，例如，处理时出现乱码，严重时甚至系统彻底停机。这会给公司带来大量的损失，具体数额取决于系统中断时间以及所损失数据和时间的价值。标准舒适型空调的设计并非为了处理技术室的热负荷集中和热负荷组成，也不是为了向这些应用提供所需的精确的温度和湿度设定点。精密空调系统的设计是为了进行精确的温度和湿度控制。精密空调系统具有高可靠性，保证系统终年连续运行，并且具有可维修性、组装灵活性和冗余性，可以保证技术室四季空调正常运行。 温度和湿度设计条件 保持温度和湿度设计条件对于技术室的平稳运行至关重要。设计条件应在72-75°F （22-24°C）以及 35-50% 的相对湿度 (R.H.)。与环境条件不合适可能造成损坏一样，温度的快速波动也可能会对硬件运行产生负面影响。这就是即使硬件未在处理数据也要使其保持运行状态的一个原因。相反，舒适型空调系统的设计只是为了在夏天 95°F
（35°C）的气温和48% R.H.的外界条件下，使室的温度和湿度分别保持80°F （27°C）和 50% R.H.的水平。相对而言，舒适型空调系统的设计只是为了在夏天95°F （35°C）的条件和48% R.H.的外界条件下，保持80°F （27°C）和50% R.H.。舒适空调没有专用的加湿及控制系统，简单的控制器无法保持温度所需的设定点的整定值（23±2°C），因此，可能会出现高温、高湿而导致环境温湿度场大围的波动。 环境不适合所造成的问题 如果技术室的环境运行不当，将对数据处理和存储工作产生负面影响。结果，可能使数据运行出错、宕机，甚至使系统故障频繁而彻底关机。 1、高温和低温 高温、低温或温度快速波动都有可能会破坏数据处理并关闭整个系统。温度波动可能会改变电子芯片和其他板卡元件的电子和物理特性，造成运行出错或故障。这些问题可能是暂时的，也可能会持续多天。即使是暂时的问题，也可能很难诊断和解决。 2、高湿度 高湿度可能会造成磁带物理变形、磁盘划伤、机架结露、纸粘连、MOS 电路击穿等故障发生。 3、低湿度 低湿度不仅产生静电，同时还加大了静电的释放。此类静电释放将会导致系统运行不稳定甚至数据出错。 欲了解更多APC相关容，请登录.apc./cn 技巧：精密空调系统工作原理及维护过程解析 精密空调的构成除了前面介绍的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器外，还包括：风机、空气过滤器、加湿器、加热器、排水器等。因此我们在日常的机房管理工作中对空调的管理和维护，主要是针对以上部件去维护的。精密空调的构成除了前面介绍的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器外，还包括：风机、空气过滤器、加湿器、加热器、排水器等。因此我们在日常的机房管理工作中对空调的管理和维护，主要是针对以上部件去维护的。 一、精密空调的结构及工作原理 精密空调主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成。
数据中心空调系统应用白皮书
数据中心空调系统应用白皮书
目录 一引言 (5) 1.1目的和范围 (5) 1.2编制依据 (5) 1.3编制原则 (6) 二术语 (6) 三数据中心分级 (8) 3.1概述 (9) 3.2 数据中心的分类和分级 (9) 四：数据中心的环境要求 (10) 4.1 数据中心的功能分区 (10) 4.2 数据中心的温、湿度环境要求 (11) 4.2.1 数据中心环境特点 (11) 4.2.2 国标对数据中心环境的规定和要求 (12) 4.3 数据中心的其它相关要求 (16) 五: 数据中心的机柜和空调设备布局 (18) 5.1 机柜散热 (19) 5.1.1数据中心机柜 (19) 5.1.2 机柜的布局 (21) 5.2 机房空调及其布置 (23) 5.2.1 机房空调概述 (23) 5.2.2 机房空调送回风方式 (25) 5.2.3 机房空调布局 (25) 六：数据中心空调方案设计 (26) 6.1 数据中心的制冷量需求确定 (26) 6.2 数据中心的气流组织 (29) 6.2.1 下送上回气流组织 (29) 6.2.2 上送下(侧)回气流组织 (33) 6.2.3 局部区域送回风方式 (36) 6.3 空调系统的冷却方式选择 (37) 6.4 空调设备的选择 (46) 七: 数据中心中高热密度解决方案 (48) 7.1 区域高热密度解决方案 (48) 7.2 局部热点解决方式 (50) 7.3高热密度封闭机柜 (52) 7.4其它高热密度制冷方式 (54) 八: 数据中心制冷系统发展趋势 (54) 8.1数据中心发展趋势： (54) 8.2 数据中心制冷系统发展趋势 (57) 九机房环境评估和优化 (58) 附件一：数据中心要求控制环境参数的原因 (62) 附件二：机房专用空调机组 (70)
简明空调设计手册
第一章设计参考规范及标准............................................................................................................ 一、通用设计规范：....................................................................................................................................... 二、专用设计规范：....................................................................................................................................... 三、专用设计标准图集：.............................................................................................................................. 第二章设计参数 .................................................................................................................................... 一、商业和公共建筑物的空调设计参数ASHRAE .............................................................................. 二、舒适空调之室内设计参数日本 ......................................................................................................... 三、新风量 ......................................................................................................................................................... 1、每人的新风标准ASHRAE.............................................................................................................. 2、最小新风量和推荐新风量UK ....................................................................................................... 3、各类建筑物的换气次数UK............................................................................................................ 4、各场所每小时换气次数 ................................................................................................................... 4、每人的新风标准UK.......................................................................................................................... 5、考虑节能的基本新风量（1/s人）(日本).................................................................................. 6、办公室环境卫生标准日本 .......................................................................................................... 7、民用建筑最小新风量........................................................................................................................ 第三章空调负荷计算........................................................................................................................... 一、不同窗面积下，冷负荷之分布%........................................................................................................ 二、负荷指标（估算）（仅供参考） ......................................................................................................... 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 ................................................................................................................................................................................ 四、按建筑面积冷指标进行估算建筑面积冷指标.......................................................................
数据中心机房制冷空调系统运维技术考核题目答案参考
数据中心（机房）制冷空调系统运维技术考核题目答案参考 类数据机房温湿度范围？单点温湿度波动范围？ A类机房温湿度要求：23±1℃，40--55% ；单点温度波动小于5℃/h，湿度波动小于5%/h 参考：GB50174《电子信息系统机房设计规范》 2.空调回风参数：温度25℃，相对湿度50%；求露点温度？ ℃参考：标准大气压湿空气焓湿图；此题关注会查空气状态点对应的露点温度和湿球温度 3.自然冷却模式、预冷模式、普通制冷模式的切换依据，对应的环境湿球温度值是多少？ 湿球温度＜10℃适合自然冷却模式，10--15℃之间适合预冷模式，＞15℃适合普通制冷模式 参考：水冷自控系统供冷模式转换控制逻辑 4.机房空调送风距离多少米为宜？6-10m为宜 5.数据机房采用地板送风，风速范围多少m/s为宜？ （ m/s最佳）参考：GB50174《电子信息系统机房设计规范》 6.数据机房新风正压要求数值？ 机房与走廊；机房与室外参考：GB50174《电子信息系统机房设计规范》 7.数据机房新风量：人均参考值？每平米参考值？按机房换气次数每小时几次为宜？ 按工作人员每人40m3/h；每平米25--30 m3/h；机房换气次数次/h（人员进出的机房取4次/h） 8.计算：900个标准机柜（13A）需要多大面积的机房合适？如选用艾默生冷水型机房空调P3150G至少需要多少台？按4-5台以上备份1台的标准，最多需要多少台？需要多大冷量的冷水机组提供冷源？需要多大风量的新风空调提供机房正压？ 每个机柜加上冷热通道，平均面积取；×900=2070㎡（可分成4个㎡模块间，每个模块225台机柜） 每平米可用制冷量不能小于+每平米维护结构热负荷=每平米冷量需求 总冷量需求：×2070=3312KW 查艾默生冷水型空调样本：P3150G标准冷量为；需留有20%的预留（使用系数取） 艾默生P3150G冷水型空调单机净冷量：×= ○标准需求台数：3312÷≈28台；冗余配置（4+1）：28÷4=7台（需配备机7台）；含备机需28+7=35台 ○IT设备功耗转换成热量系数（取计算）；13A机柜功耗，转换为热量÷≈ 总热负荷：×900=3429KW，除以P3150G空调单机净冷量≈29台，按冗余配置（4+1），需配备机7台；含备机需29+7=36台 ○空调系统制冷量取IT负载的倍；IT总负载：×900=2574KW；空调系统总制冷量：2574×= 除以P3150G空调单机净冷量≈28台，按冗余配置（4+1），需配备机7台；含备机需28+7=35台 ●需要冷量为3429KW（约1000RT）的冷水机组（离心式）1台提供冷源 新风量每平米25--30 m3/h（取30 m3/h）；总新风需求30×2070=62100 m3/h，建议规划4个模块间单独提供新风62100÷4=15525 m3/h，需要新风量15525 m3/h的组合空调4台 9.制冷设备能效比EER是如何计算的？ EER即制冷设备的制冷性能系数，也称能效比，表示制冷设备的单位功率制冷量。EER值越高，表示制冷设备中蒸发吸收的热量较多，压缩机耗电较少。数学计算公式：EER=制冷量（KW）/制冷消耗功率（KW） 单位：W/W或KW/h/W 10.冷站（动力站）COP是如何计算的？ 冷水机组实际制冷量和配套设备（压缩机-马达+冷冻水循环泵+冷却水循环泵+冷却塔风机-马达）实际输入功率之比 11.数据机房PUE是如何计算的？绿色节能机房PUE标准？ PUE是评价数据中心能源效率的指标，是数据中心消耗的所有能源（电能）与IT负载使用的能源（电能）之比PUE=数据中心总设备能耗/IT设备能耗；基准是2，越接近1表明能效水平越好 绿色节能机房PUE标准：以下 12.接题目8，匹配适合该冷水机组的冷却塔参数（流量）？冷却塔设在楼顶距冷站（动力站）20米，匹配适合该冷水机组的冷却循环泵参数（扬程和流量）？匹配适合该冷水机组和机房空调的冷冻循环泵参数（扬程和流量）（注：水泵出口至管网最高点垂直高度15米）？ 水量需求：冷凝器（）/RT 蒸发器（3/h）/RT
暖通空调系统设计手册完整版
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