弱电机房空调制冷系统技术要求，含计算方法丨弱电机房的温度标准

2023-08-08 14:19:34 47

大家好，我是薛哥。最近VIP会员群的读者咨询机房空调设计与计算方法，今天分享一下，包含了常用的制冷系统的技术参数，可以参考一下。

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制冷系统设计

环境设计参数

空调系统以《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003、《数据中心设计规范》GB50174-2017、《数据中心用恒温恒湿空调系统》YD/T2061-2009 及《核心机房节能热管理技术规范》QB-H-001-2009 等国家及行业标准规范作为设计依据，总体把握安全可靠、节能环保、经济合理的设计原则，同时兼顾施工方便快捷、维护简便易行。

1.1气流组织设计

按照现行《数据中心设计规范》GB50174-2017标准，设备布局与气流组织设计原则：机房设备规划布局以“先冷设备、后冷环境”为指导原则，贯彻“冷热通道独立设置”的要求，机房内划分出间隔的冷热通道。

机柜布置采用“面对面、背对背”的排列方式，相邻两列设备的吸风面(正面)安装在冷通道上，排风面(背面)安装在热通道上，实现分隔冷热气流，形成良好的气流组织，提高空调的制冷效率。

封闭系统可以用来隔离热通道（hot aisle）和冷通道（cold aisle），防止热空气和冷空气混合。封闭系统像一个物理屏障一样，将热通道与冷通道分开。封闭冷通道就是对机房的冷通道进行隔离，以便于更好地控制气流，阻止冷热气流的混合，不会导致冷却资源的浪费。

数据中心空调负荷计算

通过统计各类服务器设备的数量及比例我们就能进行整体数据中心设备冷负荷的计算。

本次项目的设备布置采用业界主流实用的冷热通道分离，微模块采用密闭热通道方案。采用行间级精密空调，采用前送风，后回风模式

uIT设备显冷负荷

在本项目中，我们把数据中心区域根据不同的设备细分为2类：

网络机柜--2KW/Rack；

标准服务器机柜--3~4KW/Rack；

u精密空调制冷量计算公式如下

1、机房面积S=100m²，每台IT设备柜按3Kw、网络柜按2KW负载量进行估算，设备总功率为32KW，冷通道空调总制冷量=设备热负荷（设备总功率*热量转换系数）=32*0.9=35.6KW，为确保精密空调系统的效率和尽可能延长空调的使用寿命，一般情况下最佳负载功率应为空调制冷量的80%左右，则精密空调的最小制冷量可估算为35.6/0.8=44.4KW。

2、根据实际机房平面布局，设备热负荷，本项目设计采用2台25Kw，前送风，后回风行级精密空调，组成2+1冗余系统；在空调室外机安装在室外平台上，基座用水泥筑平台。

空调冷源系统设计

3.1冷源配置

本数据中心的机房工艺房间采用全年制冷功能的风冷直接膨胀式精密空调系统，制冷系统采用R410A环保冷媒，并且冷却关键荷载系统的空调设备采用（N+X）冗余设计。

考虑到室外设备平台空间有限，室外机采用集中式V型风冷冷凝器，该方案与传统方案最大的区别是将每台空调室内机对应的分散式平放的冷凝器改为采用V型换热器布置并排摆放，从而在紧凑的空间下可放置数量较多的室外机。

3.2空调系统原理示意

3.3加热加湿系统配置

按照现行《数据中心设计规范》GB50174-2017标准中对各级数据中心环境技术要求.，下表摘取《数据中心设计规范》GB50174-2017规范

各级数据中心技术要求

项目

技术要求

备注

A 级

B 级

C 级

环境要求

冷通道或机柜进风区域的温度

18°C ~27°C

不得结露

冷通道或机柜进风区域的相对湿度和露点温度

露点温度5.5°C ~15°C，同时相对湿度不大于60

主机房环境温度和相对湿度（停机时）

5°C ~45℃，8 ~80 ，同时露点温度不大于27°C

主机房和辅助区温度变化率

使用磁带驱动时＜5℃/h,使用磁盘驱动时＜20℃/h,

辅助区温度、相对湿度（开机时）

18°C ~28°C、35 ~75

辅助区温度、相对湿度（停机时）

5°C ~35°C、20 ~80

不间断电源系统电池室温度

20°C ~30°C

本次项目精密空调配备加热加湿功能，满足机房恒温恒湿需求。

3.4气流组织设计

下图展示的是本设计方案中所述的密闭冷通道气流组织示意图

采用高性能行间级精密空调制冷，减少制冷面积、大幅降低PUE，解决局部热点问题。

产品为高效节能产品，按照国家相关测试标准，能效比EER≥3.1,显热比SHR≥92%,具有国家质量认证中心出具的CQC节能认证证书。

★室内风机采用直联式。不采用皮带传动型风机，以防止采用皮带传动造成皮带松动和粉尘的污染；机房专用空调应配置EC风机和相应的配套探测元件，满足机房专用空调各类运行条件。

★配置高效、节能、低噪声的EC风机，能够实现风量的无级调节和备份。能够根据送风温度调节制冷量、送回风温差调节送风量；每个风机的状态均可以监控，一旦出现故障可以准确定位故障风机；每个风机模块均可以热插拔，维护时不影响整机的可用性。

★空调的控制具备回风温湿度控制模式、送风温度控制模式种，并且可在显示屏操作选择控制模式。

★换热盘管配置要求：换热盘管具有较高的换热效率、较好的耐腐蚀性、较长的使用寿命。盘管材料应采用铜质。换热盘管翅片应采用亲水铝箔。换热盘管应有在较大换热面积，换热器盘管应布满整个机柜截面，同时应保证整个机组高度方向送回风，尽可能降低风阻。盘管的承压能力不小于1.6MPa。取代传统老式‘V’型蒸发器或多块蒸发器设计。

★空气过滤器：配置可多次清洗及在线更换的空气过滤器，应保证机房的洁净要求为：直径大于0.5μm的灰尘粒子浓度≤18000粒/升，需配置G3等级或以上滤网，滤网颜色应与投标机组颜色相近。过滤器材料及性能参数（容尘量、初终阻力等）均应满足《空气过滤器》GB/T 14295-2008的相关要求，过滤器防火性能应符合GB/T 19413-2010的相关要求。

空调系统标准配置R410a环保制冷剂

★室外机组冷凝器风机采用变频全调速控制方式，能根据冷凝器管道内部压力变化自动调节冷凝风扇的运转速度。风机叶片应用猫头鹰翅式（锯齿式）设计，有效降低能耗及噪音。

★空调配置≥7寸全中文彩色触摸屏显示器，能按照设定的温度要求进行自动调节，显示工作状态，能储存并显示不少于400条历史告警信息。

★机组通过两个回风温度和一个回风湿度传感器进行冷量调节控制功能，确保机组为干工况运行。

★控制器采用业内知名品牌，具备可设置群控功能，可设置群组内的机组备份、轮巡、避免竞争运、故障智能检测、诊断功能行等功能。带有远程监控系统直接提供RS485接口，自带Modbus协议，具有良好的电气隔离（信号端子对地承受直流电压500V、1分钟不击穿或闪络）。并免费提供监控协议，可实现三遥功能，实现机组的远程开关机和管理功能，远程告警及查询和远程故障简单处理。

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