數據中心機房空調選型與制冷量配置

 

數據機房主要熱負荷

機房主要的冷負荷來源于設備的發熱量及維護結構的冷負荷。因此，我們要了解主設備的數量及用電情況以確定機房空調的容量及配置。根據以往經驗，除主要的設備冷負荷之外的其他負荷，如機房照明負荷、建筑維護結構負荷、補充的新風負荷、人員的散冷負荷等。如不具備精確計算的條件，也可根據機房設備功耗及機房面積，按經驗進行測算。

 

機房熱負荷計算

空調系統夏季冷負荷應包括下列內容：

機房內設備的散熱；

建筑圍護結構得熱；

通過外窗進入的太陽輻射熱；

人體散熱；

照明裝置散熱；

新風負荷；

伴隨各種散濕過程產生的潛熱。

熱負荷分析：

1)計算機設備熱負荷：

Q1=860xPxη1η2η3Kcal/h

Q：計算機設備熱負荷

P：機房內各種設備總功耗

η1：同時使用系數

η2：利用系數

η3：負荷工作均勻系數

通常，η1η2η3取0.6—0.8之間，

本設計考慮容量變化要求較小，取值為0.6。

2)照明設備熱負荷：

Q2=CxPKcal/h

P：照明設備標定輸出功率

C：每輸出1W放熱量Kcal/hw（白熾燈0.86口光燈1）根據國家標準《計算站場地技術要求》要求，機房照度應大于2001x，其功耗大約為20W/M2以后的計算中，照明功耗將以20 W/M2為依據計算。

3)人體熱負荷

Q3=PxNKcal/h

N：機房常有人員數量

P：人體發熱量，輕體力工作人員熱負荷顯熱與潛熱之和，在室溫為21℃和24℃時均為102Kcal。

4)圍護結構傳導熱

Q4=KxFx(t1-t2)kcal/h

K：轉護結構導熱系統普通混凝土為1.4—1.5

F：轉護結構面積

t1：機房內內溫度℃

t2：機房外的計算溫度℃

在以后的計算中，t1-t2定為10℃計算。

屋頂與地板根據修正系數0.4計算。

5)新風熱負荷

其計算較為復雜，在此方案中，我們以空調本身的設備余量來平衡，不另外計算。

 

機房分級：

根據GB50174-2008《電子信息系統機房設計規范》，電子信息系統機房應劃分為A、B、C 三級。設計時應根據機房的使用性質、管理要求及其在經濟和社會中的重要性確定所屬級別。

符合下列情況之一的電子信息系統機房應為A級： 1 電子信息系統運行中斷將造成重大的經濟損失； 2 電子信息系統運行中斷將造成公共場所秩序嚴重混亂。 符合下列情況之一的電子信息系統機房應為B級。 1 電子信息系統運行中斷將造成較大的經濟損失； 2 電子信息系統運行中斷將造成公共場所秩序混亂。 不屬于A 級或B 級的電子信息系統機房應為C級。 電子信息系統機房內有嚴格的溫度、濕度、噪音等要求，機房按國標GB50174-2008《電子信息系統機房設計規范》的規定： 1) 各級電子信息系統機房技術要求：

項目	技術要求			備注
	A級	B級	C級
環境要求
主機房溫度（開機時）	23℃±1℃		18～28℃	不得結露
主機房相對濕度（開機時）	40%～55%		35%～75%
主機房溫度（停機時）	5～35℃
主機房相對濕度（停機時）	40%～70%		20%～80%
主機房和輔助區溫度變化率（開、停機時）	<5℃/h		<10℃/h
輔助區溫度、相對濕度（開機時）	18～28℃、35%～75%
輔助區溫度、相對濕度（停機時）	5～35℃、20%～80%
不間斷電源系統、電池室溫度	15～25℃
建筑與結構
主機房外墻設采光窗	不宜		—	—
防靜電活動地板的高度	不宜小于400mm			作為空調靜壓箱時
防靜電活動地板的高度	不宜小于250mm			僅作為電纜布線使用時
空氣調節
主機房與輔助區設置空氣調節系統	應		可	—
不間斷電源系統、電池室設置空調降溫系統	宜		可	—
主機房保持正壓	應		可	—
冷凍機組、冷凍和冷卻水泵	N+X冗余（X=1～N）	N+1冗余	N	—
機房空調	N+X冗余（X=1～N）主機房中每個區域冗余X臺	N+1冗余，主機房中每個區域冗余1臺	N	—
主機房設置采暖散熱器	不應	不宜	允許，但不建議	—

2) 噪音標準 有人值守的主機房和輔助區，在電子信息設備停機時，在主操作員位置測量的噪聲值應小于65dB（A）。 3) 正壓密封要求 主機房應維持正壓。主機房與其他房間、走廊的壓差不宜小于5Pa，與室外靜壓差不宜小于10Pa。 4) 潔凈度要求 A級和B級主機房的空氣含塵濃度，在靜態條件下測試，每升空氣中大于或等于0.5微米的塵粒數應少于18000粒。 5) 新風需求 空調系統的新風量應取下列兩項中的最大值： 1）按工作人員計算，每人40m³/h； 2）維持室內正壓所需的風量。 為使機房能達到上述要求，應采用機房空調才能滿足要求。 如果機房環境不能滿足以上要求會對機房內的設備造成以下影響： 溫度無法保持恒定 - 造成電子元氣件的壽命降低 局部溫度過熱 - 設備突然關機 濕度過高 - 產生冷凝水，短路 濕度過低 - 產生有破壞性的靜電 潔凈度不夠 - 機組內部件過熱，腐蝕

 

 

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