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机房精密空调技术及配置方案

工程概况及需求

现在了解到用户场地情况如下:

本项工程需建设机房共4间,分别为主机房、网络间、UPS间及辅助机房,位于3层,大楼共6层。

主机房面积约为60㎡,为核心数据机房,放置9个机柜,单机柜发热量约为2.5KW;网络间面积约为25㎡,放置7个网络机柜,单机柜热量约为1.5KW;辅助机房面积约为25㎡,目前没有配置机柜,后期会放置普通数据机柜;UPS间配置2台200KVA的UPS及192节蓄电池。

该项目机房建设早已完成,本次配置精密空调需要根据机房的情况来选择摆放位置及送风方式,有机房的静电地板下面有桥架,所以机房精密空调采用上送风送风方式。

基于以上工程情况和需求,对于机房精密空调则有下述基本要求:

(1) 机房精密空调应稳定可靠,通过了严格的测试、试验和认证。

(2) 机房精密空调应能适应单机柜高发热量及发热量动态变化的需求。则要求机房精密空调必须配置内置智能控制模块的EC室内风机,电子膨胀阀和变频控制,能实现无极调速的高效低噪音室外风机。

根据上述分析,我们作出如下设计与配置,请参考。

精密空调设计及负荷计算

设备选型与工程施工规范

国内机房建设的主要标准:

GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》

GB/T2887–2000《电子计算机场地通用规范》

国外主流的机房规划:

ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc.) TC9.9

TIA942标准(Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers)

HP和IBM的机房环境规划

国内主要的行业规范和企业标准:

中国电信[2005]658号IDC产品规范和741号文件

中国移动公司对机房的环境控制指标要求

机房按国标GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》的规定:

1、噪音标准

有人值守的主机房和辅助区,在电子信息设备停机时,在主操作员位置测量的噪声值应小于65dB(A)。

2、正压密封要求

主机房应维持正压。主机房与其他房间、走廊的压差不宜小于5Pa,与室外静压差不宜小于10Pa。

3、洁净度要求

A级和B级主机房的空气含尘浓度,在静态条件下测试,每升空气中大于或等于0.5微米的尘粒数应少于18000粒。

4、新风需求

空调系统的新风量应取下列两项中的最大值:

1)、按工作人员计算,每人40m3/h;

2)、维持室内正压所需的风量。

为使机房能达到上述要求,应采用机房专用空调才能满足要求。如果机房环境不能满足以上要求会对机房内的设备造成以下影响:

温度无法保持恒定 - 造成电子元气件的寿命降低

局部温度过热 - 设备突然关机

湿度过高 - 产生冷凝水,短路

湿度过低 - 产生有破坏性的静电

洁净度不够 - 机组内部件过热,腐蚀

精确总热负荷的计算

空调系统夏季冷负荷应包括下列内容:

· 机房内设备的散热;

· 建筑围护结构得热;

· 通过外窗进入的太阳辐射热;

· 人体散热;

· 照明装置散热;

· 新风负荷;

· 伴随各种散湿过程产生的潜热。

机房主要的冷负荷来源于设备的发热量及维护结构的冷负荷。因此,我们要了解主设备的数量及用电情况以确定机房专用空调的容量及配置。根据以往经验,除主要的设备冷负荷之外的其他负荷,如机房照明负荷、建筑维护结构负荷、补充的新风负荷、人员的散冷负荷等。如不具备精确计算的条件,也可根据机房设备功耗及机房面积,按经验进行测算。

主要有以下几种计算方法:

1、房间面积估算法,仅用于无法精确统计机房计算机设备电功率的情况:

Qt=S×P

Qt 总制冷量(kW)

S 机房面积( m2)

P 冷量估算指标根据不同用途机房的估算指标选取

2、建筑负荷与设备负荷估算法,用于能够统计机房计算机设备电功率的情况:

Qt=Q1+Q2

Qt 总制冷量(kW)

Q1设备热负荷=设备功率(kW)×0.8~1.0(设备同时利用率,当提供的设备功率为可能出现的峰值功率时,取值为1)

Q2 建筑热负荷=建筑热负荷系数0.12~0.18kW/m2 ×机房面积m2

其中Q2建筑热负荷系数,北方地区取值0.12 kW/m2,中部地区0.15 kW/m2,南部地区0.18 kW/m2

3、建筑负荷与通过UPS测算设备负荷估算法,用于无法统计机房计算机设备电功率,但了解带交流计算机设备负载的UPS容量的情况:

Qt=Q1+Q2

Qt 总制冷量(kW)

Q1 设备热负荷=UPS功率(kVA)×0.8~1.0(UPS带载率,如确认可能出现UPS满载情况,取值为1.0)×0.8~0.9(功率因数)

Q2 建筑热负荷=建筑热负荷系数0.12~0.18kW/m2 ×机房面积m2

其中Q2建筑热负荷系数,北方地区取值0.12 kW/m2,中部地区0.15 kW/m2,南部地区0.18 kW/m2

根据项目的实际情况,推荐采用上述描述的第二种方法:建筑负荷与设备负荷估算法计算。

主机房需要制冷量Qt=Q1(设备负荷)+Q2(建筑负荷)

主机房单机柜负荷为2.5KW,机房面积为60㎡。

Qt=2.5*9+60*0.15=22.5+7.5=30KW;

网络机房需要制冷量Qt:

网络机房单机柜负荷为1.5KW,机房面积为20㎡;

Qt=1.5*7+20*0.15=13.5KW;

辅助机房需要制冷量Qt:

由于辅助机房目前没有配置机柜,后期放置普通数据机柜,可以按400W/㎡计算

Qt=25*0.4=10KW;

UPS间需要制冷量Qt:

根据2台200KVA容量UPS及192节蓄电池发热量,Qt=20KW

由于主机房内放置为核心数据,为了保证制冷系统的稳定性需要对其进行备份,故需要配置两台30KW制冷量精密空调;

网络间为机房内所有的网络系统,为了保证制冷系统的稳定性亦需要对其进行备份,故需要配置两台16KW制冷量精密空调;

辅助机房配置1台10KW左右制冷量精密空调;

UPS间配置1台20KW制冷量精密空调

产品配置方案

空调室内室外机位置建议

(一)室内机安装建议

基本要求:

A、房间整体通风顺畅,送风、回风无障碍。

B、安装位置综合考虑,结合上下水、液管、汽管连接。

C、预留合适的维护空间。

(二)空调安装示意图

如现场无特殊要求,当室外机高于室内机时,建议机组垂直最大距离为20米;当室外机低于室内机时,建议垂直最大距离为5米;建议管道总长不超过50米。当室内外铜管的总当量长度大于30米时,或垂直高度大于10米时,应加管道延长管件以免影响制冷效果。

(三)该项目室外机安装

该项目室外机安装在大楼的顶部(6层楼顶),室内外机的连接管道通过大楼的管道井送到楼顶,由于管道井中已经放置了部分管道,故再增加管道的难度相对较大,而且通过管道井需要的铜管距离都较长,在管道中需要增加延长组件。

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