机房空调选型和设计方案

 

机房精密空调选型设计 机房**空调设备制冷系统形式很多，可以根据工程项目的特点，选用不同的制冷系统。机房**空调机组制冷系

机房精密空调选型设计

机房**空调设备制冷系统形式很多，可以根据工程项目的特点，选用不同的制冷系统。机房**空调机组制冷系统主要冷却形式有风冷式、水冷或乙二醇水冷式、冷冻水式、双冷源系统等。
 

机房对机房空调的要求

机房是数据处理中心，安装有大量的计算机、磁带机、磁介质、交换机、路由器等对环境温湿度、洁净度要求较高的精密设备，对机房环境有严格的要求，其中较重要的是机房温度、湿度和洁净度三个指标。

机房**空调(精密空调)是为计算机机房(包括程控交换机房)专门设计的特殊空调机，精密空调系统的设计是为了进行**的温度和湿度控制，精密空调系统具有高**性，**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**数据机房四季空调正常运行。

计算机机房**空调在设计上与传统的舒适性空调有着很大区别，二者为不同的目的而设计，无法互换使用。计算机机房内**使用机房**空调。

 

机房空调选型设计

在对自控新风冷气机设备进行选型过程中，机房的热负荷和换气次数是较为重要的参数依据，因为这两项参数决定了机房的温湿度能否得到恒定以及机房的洁净度能否得到满足。所以我们在机房**空调设备选型时先选定这两项数据，然后再对选定的新风设备型号进行其它次要数据项的验证。根据机房热负荷及换气次数的计算，可以对机房**空调设备的设备型号进行选定。

 

混合制冷方式

混合制冷方式是传统机房常用的方式(俗称冰柜式制冷方式)，传统的机房空调很少考虑机柜内部的温度，它仅仅能**机房内温度符合要求。传统混合制冷方式布局以整个房间作为冷却对象，造成冷、热气流混流运行，即前面的机柜排出的热风很容易进入后排机柜的进风口，由于冷、热风气流混合，从而造成精密空调制冷及机柜热交换效率降低。

 

垂直送风制冷方式

垂直送风方式一般指下送（上送）风上回（侧回）风方式，一般是通过送风管道或地板静压箱开口方式送风，垂直送风方式空调的可减少冷热气流混流，大大提高空调效率，降低工程造价，这种方式是机房经济实用的送风方式。

 
水平送风制冷方式

水平送风方式一般指靠近机柜，沿机柜面均匀水平送出冷风，把冷气均匀地送入机柜内，采用这种送风形式可大大缩短热交换距离，提高空调效率，这是机柜较理想的送风方式。

 

气流组织节能措施

1.空调气流循环

问题：机房空调本身的设计是送风量大，机房换气次数高（通常在30～60次／小时），整个机房内能形成整体的气流循环，使机房内的所有设备均能得到冷却。但是某些机房的设计抹杀了这项功能，比如：机房的空调被搁置在另外一个房间，靠隔断上方的回风口，来回风或者靠天花板的微孔来回风致使空调的气流组织受阻，而制冷效果很差，并且报警次数很多，还有静电地板的高度很低，有些地方甚至低于25CM厘米并且下方有很多的线槽和线缆，空调的冷风无法送达到相应的位置；有些地方的静电地板的开口数量及开口的位置不对，造成空调的气流组织不合理。上送风系统，风管的设计一定要合理，风口的数量及大小要合理，否则会影响制冷效果。

节能措施：

a.如果空调是下送风上回风、下走线：地板的高度应在50-80cm。

b.如果空调是下送风上回风，地板下低于40cm的，将电源及综合布线系统的放在机柜上层，实行上走线模式。

c.如果地板无法达到标准的高度应采用强制向上排风的装置，以达到气流的正常流通和循环。

d.采用监控系统控制气流的循环，通过机柜内的温湿度的监控来控制风阀送风口的大小开合。

2.机柜的气流组织

机柜即机房，这是未来机房的发展趋势，IT微环境的变化直接关系到整个机房的安全。机柜的摆放的合理性和机柜本身的微循环的问题是目前存在的两大问题。

机柜空间的合理布局对于确保机柜拥有适当温度和足够的冷空气同样非常重要。合理的机柜布局目标是控制空气循环，即避免冷空气在到达设备进气口前与热空气混合。通过将机柜按行排列，冷热通道的技术，可以大幅降低短路循环现象，同时按照背靠背的方式布局。根据有关调查显示，大约25%的机房将每排机柜面向统一的方向。将机柜置于统一方向可能导致严重的短路循环问题，一般会出现“热点”，同时系统运行成本也将大幅提高。对于机柜朝向统一方向、且没有采用冷热通道技术的环境。调查显示大多数用户均是按照管理层指示放置的，目的是保持机房的美观。如果没有能够使用冷热通道技术，那么解决这一环境中热点问题的一个有效方法是为受影响的机柜提供一个额外的制冷设备才可以解决。

节能措施

（1）机柜布局：

机柜按行排列，采用冷热通道的技术，背靠背布局

（2）安装盲板：

尽管机柜通常被认为只是一种机械支架，但它对于防止设备排除的热空气重新进入设备进气口至关重要。

机柜在安装盲板前热空气在出风口受到轻微增压后，再加上设备进气口的吸力，导致了热空气重新吸入设备进气口的情况，即短路循环。在安装盲饭后，热空气从设备排出，机柜及其盲板提供了屏障功能，截断了热空气短路循环的路径，进而降低了热空气进入进气口的可能。

尽管主要的IT设备制造商均强烈建议使用盲板，但实际上90%或更高比例的机房都忽略了这一点。热空气再循环问题可能导致IT设备的温度上升8℃。安装盲板是一个较其简单的过程，可以用非常低的成本应用于几乎所有的数据中心。

（3）使用标准宽度机柜（使用**宽机柜将可能使得热空气通过设备侧面进行短路循环）

（4）使用深度扩展的机柜。

（5）使用螺丝固定IT设备（使用托盘安装IT设备会造成相关位置盲板的无法安装，从而为热空气的短路循环提供了*开放的条件，应尽量的避免。）

（6）使用带有风扇系统的机柜，可将底层空气输向机柜前端或从机柜后端主动排除热空气。

（7）合理的负载分布

不合理的设备安装位置，特别是高功率高密度设备的安装位置，可能明显的增加机房的工作压力。当高负载密度、高功率服务器被组合成一个或多个机柜时，便会出现高负载密度设备群。这种情况可能导致数据机房出现热点，并要求操作员采取相应措施，如降低空气温度设置点等。

机房**空调和办公室空调用电量占机房总用电量的70%左右，有效的降低空调的耗电量是降低运维成本的关键；除去设备用电（18%）外，机房照明在总的用电比例（10%）也是相当可观的，所以又必要再强调空调节电的同时注重机房照明的合理使用。

上表中所列举温度是该设备正常工作所需要的环境温度条件；从表中可以得知，除蓄电池需要严格的温度范围（20-25℃）外，其他设备工作温度可以在15-30℃之间；

从地区温度与设备工作温度范围比较可以得知：

a)除去设备本身发热，外界环境一年中大多数时间基本可以满足设备工作环境要求（15-30℃）；

b)由于设备本身发热和设备工作设计温度在常温（25℃），通讯机房均装备**空调设备来**机房温度稳定在常温下；

c)在春季和秋季室外温度接近设备工作设计温度，此时可以考虑加强机房通风来**机房稳定的工作环境要求；

d)夏季和冬季是室外温度和设备常温差距较大的时期，空调耗能较大，有效的控制这两个季节空调的使用效率将是降低机房电费成本的关键。

除了交换机（40-65%）和蓄电池设备（40-60%）需要较高湿度要求外，其他主要设备工作湿度满足的要求可以在20-80%之间。

从以上可以得知：

a)外界环境一年中绝大多数时间可以满足主要通信设备工作环境湿度要求（20-80℃）；

b)夏季和冬季中可能出现需要空调处于加湿和除湿的情形，如果通过空调自身的加除湿功能来调节机房湿度可能会增加很大的功率损耗，并且部分机房精密空调不具备太大的调节湿度范围，此时可以考虑解除机房**空调的加除湿功能，替代为机房增加**加除湿设备来**机房适当的湿度需要；

1.空调系统设计

一般空调系统设计时，系依“较大负荷再加上20-50%预留负载量”而设计；实际运行时，空调系统均并未达满负载状态，系统存有甚大的冗余；因此空调系统需要：

将不必要的冗余空调负载减供；

将无效使用的进行无效能减供；

有效使用大自然新风供冷的制冷能力。

2.机房空调的和谐制冷设置(13种手段)

（1）提高制冷系统温度设置值。

为了较大限度的提高容量和优化效率，设置点不应低于维持设备进气温度所需的数值。

（程控机房的温度要求保持在15℃-25℃以内，程控交换机房的温度设定为20℃，精度为1℃。在设备对环境的要求范围相对宽松的情况下，没有根据环境温度及设备特点作出相应的调整，室内温度一年四季保持恒温恒湿状态。这不仅是对电量的浪费，也是对技术优势的浪费。）

（2）适当设定回风温度值。

节能理论依据是，当程控机房需要降温时，空调工作在制冷状态，此时若将回风温度值设高些（在满足机房温度要求的条件下），会使压缩机运行时间缩短起到节能作用。同理，当程控机房需要升温时，空调工作在加热状态，此时若将回风温度值设低些，会使加热器运行时间缩短起到节能作用。

（3）改变空调7×24小时不间断运行方式为间断性的运行方式；

（4）通过现**房新风换气系统充分利用室外温度来调节室内温度(冬季)；

（5）加强机房密封性能，夏季合理利用机房窗帘调温（经验数据显示通常窗帘可以有10℃左右的调温能力）；

（6）在加/除湿耗能较大的机房可以考虑增加**加/除湿设备；

根据设备规格：一般每80平方米空间配置一台加湿机和除湿机，技术规格为加湿机5-9公斤/小时、除湿机3-5公斤/小时。在机房相对湿度低于20%时开启加湿机，相对湿度**80%时开启除湿机。

如果机房使用单独加湿器，切勿使机房湿度值**需求，这会导致多个制冷设备相抵触运行:如果两个制冷系统回流气体温度不一致，或两个设备的湿度传感器校准不一致，或两个设备设定的湿度值不同。制冷系统抵触运行将导致一台制冷设备会降低空气湿度，另外一个则会增加空气湿度。这一运行模式较其浪费资源，而且机房管理员也不容易发现。

制冷系统湿度抵触运行问题可通过以下方式解决:

a)使用*湿度控制；b)协调制冷设备之间的湿度值；c)关闭制冷系统中一个或多个加湿器；d)使用浮动数值设定。

确认系统设定值是否相同，校准是否相同，并且扩大浮动数值设定范围。一般情况下，将浮动数值范围设定为士5%，便可以纠正这一问题。

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