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          機房解決方案

          1、機房環境要求

          1.1 溫濕度要求

          1.2 空氣潔凈度要求

          1.3 噪聲和靜電要求

          2、機房負荷特征

          2.1 空調負荷的來源

          2.2 空調負荷的特點

          2.3 空調負荷計算

          3、機房空調系統方案

          3.1 機房空調方案類型

          3.2 機房空調方案選擇

          4、IDC機房新風方案選擇

          4. 新風量的確定

          4.2 新風方案

          5、IDC機房氣流組織

          5.1 機房空調的四種送風方式

          5.2 機房氣流組織

          6、機房空調系統與其他專業配合

          6.1 與土建裝修
          6.2 與配電系統
          6.3 與配電系統
          6.4 與消防系統
          6.5 與監控系統

          1、機房環境要求

          《電子計算機機房設計規范》(GB50174-93)中,明確規定了機房的環境要求。

          ▼ 1.1溫濕度要求

          級別A級B級
          項目 夏季冬季全年
          濕度23±2℃20±2℃18℃~28℃
          相對濕度45%~65%40%~70%
          溫度變化率<5℃/h<10℃/h
          并不得結露并不得結露

          主機房的溫、濕度應執行A級,基本工作間可根據設備要求按A、B兩級執行,其它輔助房間應按工藝要求確定。

          ▼ 1.2空氣潔凈度要求

          主機房內的空氣含塵濃度,在靜態條件下測試,每升空氣中大于或等于 0.5um的塵粒數,應少于18000粒。

          ▼ 1.3噪聲和靜電要求

          主機房內的噪聲,在計算機系統停機條件下,在主操作員位置測量應小于68dB(A)。

          主機房地面及工作臺面的靜電泄漏電阻,應符合現行國家標準《計算機機房用活動地板技術條件》的規定。主機房內絕緣體的靜電電位不應大于1kV。

          2、機房負荷特征

          ▼ 2.1 空調負荷的來源

          機房負荷主要來源:建筑負荷,新風負荷,人員負荷,照明負荷,機架及設備負荷(可占總負荷的90%以上)。

          ▼ 2.2 空調負荷的特點

          散熱量大,散濕量小;焓差小,風量大;冬季仍需制冷;設備全年不停運轉。

          ▼ 2.3 空調負荷計算

          規范指出,計算機和其它設備的散熱量應按產品的技術數據進行計算。對于機房中配電盤及電線、電纜的微量散熱,可忽略不計。 通常在設計時,為了估算機房的空調負荷,可按單位面積散熱量(包括所有負荷)300~600W/m2(單層)、200~350W/m2(多層)進行估算。就IDC機房而言,負荷設計要依據機柜布置和服務器的散熱量而定,變化范圍很大。就實際工程而言,從600~1400 W/m2都有,必須按照實際情況進行具體設計。

          3、機房空調系統方案

          ▼ 3.1 機房空調方案類型

          EDA系列—按氟利昴制冷循環原理制冷。通過直接膨脹蒸發器,向機房送冷風。配置室外風冷冷凝器。

          EDW系列—按氟利昴制冷循環原理制冷。通過直接膨脹蒸發器,向機房送冷風。室內機配置水冷冷凝器,并利用外部冷卻水循環系統。

          EDM系列—制冷原理及蒸發器、冷凝器同EDA相同。但壓縮機配置在室外機內,以降低機房噪聲。

          EDZ系列—即雙冷源系列機組。在EDA系列機組基礎上,多加一組冷凍水盤管,正常運行時利用外部冷凍水源進行制冷,而壓縮機制冷系統作為備用。保證了機房制冷控制更加可靠。

          EDF系列—即自然制冷系列機組。在EDA系列機組基礎上,多加一組乙二醇熱交換盤管。在北方嚴寒地區,可利用室外空氣的冷量,對機房進行制冷。

          UV系列—冷凍水盤管加控制系統的系列機組。利用機房外部提供的冷凍水源,對機房溫、濕度進行精密控制。

          SD和BEDA系列—這是專門為移動基站設計的一款空調機組,它從設計參數和結構特點上跟EDA系列機組類似,滿足電子設備的要求。但又適應移動基站面積小、設備發熱量小、地處偏遠、水源電源質量不高等特點,因此它有不同的標準配置和選件。

          SD和BEDA系列機組是目前應用最廣泛、數量最多的空調機組。

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          ▼ 3.2 機房空調方案選擇

          機房建筑的條件及空調選型根據機房建筑的冷源條件和用戶需求,可選擇不同類型的機房專用空調。

          (1)如果計算機機房所在的大廈能夠常年提供冷凍水,而用戶要求利用冷凍水源對計算機機房進行溫、濕度精密控制。對于該情況,依米康空調能夠提供UV系列機組,滿足用戶的需求。其制冷量從6kw至100kw可供選擇。
          UV系列機組要求的冷凍水進/出水溫度為:7/12℃
          溫度設定范圍:12~32℃
          溫度控制靈敏度:±1℃
          濕度設定范圍:30~80%RH
          濕度控制靈敏度:±2%

          (2)如果計算機機房所在的大廈能夠提供冷凍水,而用戶要求機房專用空調既能利用冷凍水源進行制冷,又具備氟利昴制冷循環系統進行制冷。同時達到上述溫、濕度的密控制。
          對于該情況,依米康空調能夠提供EDZ系列機組,滿足用戶的需求。其制冷量從23kw至100kw可供選擇。

          (3)在我國北方嚴寒地區,有的用戶要求機房專用空調利用室外空氣的冷量,對機房進行制冷。同時達到上述溫、濕度的密控制。
          對于該情況,依米康空調能夠提供EDF系列機組,滿足用戶的需求

          (4)在我國,計算機機房常有人機共室的情況。此時用戶對于機房專用空調室內機噪聲有嚴格要求,要求噪聲盡可能低。
          對于該情況,依米康空調能夠提供EDM系列機組,其將壓縮機的位置從室內機設計變 換到室外機,壓縮機噪聲全部傳遞到室外。該方案可將機房噪聲降低2~3dB(A)。

          (5)絕大多數機房均要求空調系統提供獨立的氟利昴制冷系統,其具備室內機和室外機兩部份。因而要求更多的制冷量級別,均能對機房進行精密的溫、濕度控制。
          依米康EDA系列機組完全能滿足各種空調制冷量的需求,它有單制冷系統和雙制冷系 統多個型號。EDA制冷量從17KW至110KW不等,平均2.5KW為一個制冷級別,可提供幾乎所有不同級別的制冷量要求。
          根據室外場地的不同情況,EDA系列機組可由以下原則來確定室外機的安裝位置、銅 管路徑,以及銅管、室外機型號的配置方案等。
          a、安裝位置的室外機在正常工作時,其熱氣流和噪聲不致影響環境。
          b、擬定的由室內機到室外機的銅管路徑是可以施工的,即從結構強度和人為因素等方 面均可以穿墻、開孔、搭架等。
          c、室外機的支承物要能完全支承室外機本身的重量,振動產生的重量,及檢修維護人員的全部重量之和,并有余量。
          d、室外機安放的場地周圍至少有大于600mm的檢修、維護空間,且無對人員造成不安全的因素。

          (6)室內機與室外機不在同一水平面時,室外機不得低于室內機5m,不得高于室內機15m,管路盡量避免轉彎。

          (7)室內機與室外機沿銅管的總長度最好小于10m,當大于10m小于30m時,我公司仍可有加大管徑的配置方案解決該問題,當總長度大于30m小于50m時,我公司還有加大冷凝器級別,補充冷凍油的配置方案解決該問題,但制冷量略有下降。

          4、IDC機房新風方案選擇

          ▼ 4.1新風量的確定

          新風量取三項中最大值,室內總送風量的5%、按工作人員每人40m3/h、維持室內正壓所需風量。

          ▼ 4.2新風方案

          為滿足機房潔凈度,達到設計標準:主機房內的空氣含塵濃度,在靜態條件下測試,每升空氣中大于或等于0.5um的塵粒數,應少于18000粒。相當與ISO 50萬級標準,在機房專用空調配置G4過濾器的情況下,新風系統終過濾器需配置效率≥95%(0.5um)的亞高效過濾器。對于大樓有冷源的情況,優先選擇帶表冷器的新風處理機組,大樓無冷源的情況下,優先選擇直膨熱泵式新風處理機組。或者選擇直膨式新風機組與新風凈化機配合使用。新風系統應加裝防火閥并與消防系統聯鎖。

          5、IDC機房氣流組織

          ▼ 5.1機房空調的四種送風方式

          《電子計算機機房設計規范》(GB50174-93)中指出,主機房和基本工作間主機房和基本工作間空調系統的氣流組織,應根據設備對空調的要求、設備本身的冷卻方式、設備布置密度、設備發熱量以及房間溫濕度、室內風速、防塵、消聲等要求,并結合建筑條件綜合考慮。

          要形成良好的氣流組織,則要求機房專用空調具備靈活的送、回風方式可供選擇,新風送風到機房空調回風處或者直接送入室內。

          由于機房本身的結構,或機房內其它設備已確定了的位置,要求空調設備只能按一定的送、回風方式以獲得最佳效果。SD、BEDA和EDA系列機組可根據機房的結構和用戶要求提供4種不同的送、回風方案。

          上送風、前回風方案其送、回風方式如下圖a所示

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          上送風、下回風方案

          若機房采用了靜電地板,靜電地板與地面之間高度為300~350mm,且其空間內無阻隔物,可以形成送風通道并作為靜壓箱,那么可選擇EDA…D型機組,其送、回風方式如圖d所示。

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          ▼ 5.2 機房氣流組織

          機房氣流組織設計就是根據空調設計規范,依據機房空調設計要求(溫濕度精度)來進行氣流組織設計,需要確定送風溫差,單位面積送風量,工作區送風速度,以及送風射程和區域溫差。而一般在機房中,由于對流的原理,熱氣流上升,冷氣流下降。在單位面積負荷大于200w/m2的情況下,多采用下送風的方式,而且一般機柜有散熱風機,對于機柜是下進風上排風的時候,也多采用下送風的方式,有地板下空調送風直接送到機柜進風處,以便于設備散熱。

          近年來,機房使用中,供配電系統越來越重要,安全性也更加被重視,為了便于維護和直觀可視。而且機柜側面進風較為普遍,上送風應用越來越多。

          上送風時一般設計送風口形式多采用雙層百葉方式,選用下送風方式,以提高工作區送風速度,便于機房設備散熱,不同于舒適性空調的貼附送風方式。上送風設計時,送風口布置在設備進風一側,工作區要求2~4m/s的風速要求。

          根據機房功能規劃和設備擺放位置,設計合理風口和回風位置。送風口應密集布置,避免采用長條型風口代替數個分立送風口方式,保證過道上的冷熱氣流分布均勻。每個送風口應能輸出滿足對應機柜設備制冷所需最大風量要求,且有能完全調節風量大小的裝置;送風口還應有能靈活改變氣流下射角度的導風裝置。

          同時,隨著刀架式服務器的應用,機柜散熱量已經遠遠大于2KW的散熱量。在氣流組織上,傾向于不同于以往注重機房內區域恒溫的要求,而是更加重視避免機柜熱島效應,減小服務器附近的溫度和機房之間的溫差,已利于設備工作更穩定。

          這種情況下,目前設備上有彌漫式置換送風的方式,由設備送風口高靜壓低風速送風,低溫空氣貼附地板送風,由于熱氣流上升的原理,上部空氣溫度較高,下部空氣溫度較低。提高機房上下部空氣溫差,縮小機柜內空氣和室內空氣的溫差。

          另外一種考慮方式是提出微環境的概念,旨在降低服務器附近空氣溫度,采用下送風的方式,低溫空氣直接進入機柜進風處,由機柜排風處進行回風,注重機柜附近溫度控制,而不是注重于全室機房溫度控制。

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          應用通訊機房效果較好的氣流組織方式是冷熱通道的送風方式:

          機房設備應根據其發熱量均勻分布,發熱量大的設備盡可能分散安裝,大功率設備應靠近空調擺放設備排放應與風管、氣流方向平行,不得阻礙氣流的循環。在機房設備安裝設計時,盡可能考慮分出冷熱通道,即設備安裝考慮面對面、背對背形式,風管出風口僅設于冷通道,空調回風口僅設于熱通道。

          應機房冷通道/熱通道合理分布圖

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          6、機房空調系統與其他專業配合

          ▼ 6.1 與土建裝修

          為確保氣流組織的順暢,空調專業應配合土建專業確定合理的地板、吊頂標高以及合理的空調的擺放位置。 機房要避免空調上下水漏水危險,一般需設置漏水報警。對于冷凍水系統最好設置專用 機房已避免漏水事故。 對于加濕上水和冷凝水,在要求地板作好防水的前提下,可以設置圍堰和漏水報警。

          ▼ 6.2 與配電系統

          由于機房設備發熱量巨大,空調耗電量隨之增大,在向配電專業提供數據時應確定不同工況下每臺空調最大耗電量,并考慮多臺空調同時運行時的同時使用系數。另外除滅火氣體排除系統外其它空調通風系統在配電柜上均應設置消防緊急斷電端子。配電系統及IDC系統的管線盡量避開空調的送風口。

          ▼ 6.3 與消防系統

          專用空調分區應與防火分區相符,新風管路穿越不同防火分區時應設有電動防煙防火閥,當采用余壓閥裝置時應配有電動防煙防火閥以防滅火時氣體泄漏。當消防報警時空調新風系統設備應自動停機。

          ▼ 6.4 與監控系統

          專用空調向監控系統提供通信協議,使監控系統隨時監控專用空調的各種工作參數,通風系統通過傳感器向監控系統提供信號,使監控系統監控通風設備及閥門的開啟狀態,過濾器的阻力值等。

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