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案例名称:机房工程
详细信息:

  机房工程是指为确保计算机机房(也称数据中心)的关键设备和装置能安全、稳定和可靠运行而设计配置的基础工程,计算机机房基础设施的建设不仅要为机房中的系统设备运营管理和数据信息安全提供保障环境,还要为工作人员创造健康适宜的工作环境,所以空调系统的建设是机房工程必不可少的,它包括机房环境空调和机器空调两部分。机房环境空调和机器空调可以合二为一,也可以各自独立。在实际工程上,应根据具体条件而定。

  一、计算机房空调特点

  计算机房空调不同于舒适性空调和常规恒温恒湿空调,主要有以下特点:

  1)热负荷强度高,设备散热量大,散湿量小。电子计算机在运行过程中,机柜的散热量大且集中。热负荷强度在中小型计算机房一般250~400W/m2左右;大型计算机房的热负荷强度会超过400W/m2;程控交换机房的热负荷强度约在165~222W/m2左右。机房的散湿量较小,主要来自工作人员和渗入的室外空气。总散湿量约在8~16g/m2。

  2)显热比高。机房得热量中,主要来自设备运行所产生的热量,显热约占总热量的95%左右,故显热比(SHR)通常高达0.85~0.95,甚至更高(舒适性空调系统的显热比约在0.6~0.7之间),空气处理过程接近于等湿冷却的干式降温过程。

  3)空调送风的焓差小、风量大。由于显热量大,热湿比近似无穷大,送风相对湿度较小,故送风焓差小,风量大。机房空调的换气次数,电子计算机房约20~40次儿;程控交换机房约30—60次/h。

  4)湿度要求稳定。计算机房不仅要求温度的波动幅度不得超过规定的范围,而且对温度变化的梯度有明确的要求,一般小于500C/h,这是以计算机内电子器 件的物理特性决定的,否则将直接影响到计算机的正常运行。

  5)气流组织特殊。大中型电子计算机和程控交换机散热量大而集中,故不仅要对机房进行空调,还需对机柜进行送风冷却。要求冷风从机柜的底部进人,吸热后的空气从顶部排出。通常冷空气通过架空的活动地板上的风口进人计算机机柜或程控机机架,使自下而上的冷空气迅速有效地冷却设备。

  6)空气洁净度高。计算机房应保持一种洁净的空调环境,以有利于计算机系统的安全运行和延长设备的使用寿命。

  7)全年供冷运行。由于计算机房的热负荷强度高,当围护结构传递的冷量明显低于机房内的发热量时,机房在冬季仍然需要空调系统进行供冷运行,这一现象在大型计算机系统比较多见。

  8)可靠性高。许多计算机系统,尤其是大型计算机系统和程控交换机,每天连续运行24h,每年连续运行365d,因此要求计算机系统具有很高的可靠性,而且也要求其他辅助设备如空调系统等的可靠性具有相应的水平。

  二、计算机房的空调负荷

  计算机房的空调负荷来源:①围护结构传热负荷和太阳辐射热负荷;②计算机房内主机和外部设备或程控交换机设备的散热量;⑧照明,人体和新风负荷。其中机房内设备散热量是主要的。设备散热量通常由生产厂家提供安装功率进行计算或直接提供有关设备的各种散热量;当有些设备资料不全时,也可以根据该设备实际工作时的指示电流、电压进行计算。

  三、计算机房专用空调机特点

  计算机房专用空调机是专门为电子计算机房空调和程控自动交换机房空调设计的。这种空调机的特点是:

  1)空调空气处理的焓差小,风量大。与相同制冷量的空调机相比,计算机专用空调机的循环风量约大一倍,相应的处理焓差只有一半,国产水冷式机房专用空调机的处理焓差为8.5~9.7kJ/kg;冷风比为2.8~3.2W/(m3/h)。

  2)机房的得热量中,显热量比例大,可达95%左右,空调机组空气处理过程较接近于干式冷却过程。

  3)大型的机房空调机,一般为空调机下送风、顶部回风方式。小型号的空调机也有下回风、顶上或顶侧送风;

  4)过滤器过滤效率高。计算机房专用空调机标准配置的空气过滤器,为中效过滤器。在空调机结构上预留亚高效或高效过滤器的安装位置或预留了安装附件。一般情况下,A级洁净要求,使用高效或亚高效过滤器;B级洁净要求使用亚高效或高中效过滤器;C级洁净要求也应使用中效过滤器;

  5)可靠性较高。机房空调系统要求工作可靠,专用空调机在机械结构与控制系统设计和制造,以及空调系统组成等方面,都必须相应采取一系列措施。例如:设置后备机组或后备控制单元,控制器自动对机组的运行状态进行诊断,及时对已经出现或将要出现的故障发出警报,自动用后备机组或后备控制单元切换故障机组或故障单元。

  6)控制严密。国外制造厂家对专用机组的控制系统,都采用了装备微型电子计算机的控制器。控制器的功能相当完善,不仅能够对室内、外的环境进行监视,自动调节室内的温湿度,而且具有自诊断功能,对机房中漏水、出现烟雾及发生火灾等情况进行监视和报警,同时,控制器还具有通讯功能以便进行联机和实现多机协调运行,以及远程监控等。

  7)全年供冷。在冬季进行供冷运行,需要解决好稳定冷凝压力及其它一些相应的问题。多数的专用空调机,可以在室外气温降至一15 0C时仍然能够完全运行。

  四、机房空调的气流组织

  机房空调常采用上送下回或下送上回的送回风方式。

  (1)上送下回 送风口设在房间顶棚上或房间侧墙上,向室内垂直向下送风或横向迭风方式,称为上送下回气流组织型式。此种方式在舒适性空调中应用极为普遍,但在计算机房特别是大中型计算机房用得不多。这是因为计算机或程控交换机柜,由于要带走机柜内热量,通常采用机柜下进风,机柜上出风的方式。如果风口布置不当,顶棚风口下送的冷空气与机柜顶上排出的热空气,在房间上部混合,从而导致进入机柜的空气温度较高,影响了机柜内部的冷却效果。要改变这种情况,势必要降低送风温度(<16 0C ),以保持室内较低的空调温度,这将增加空调能耗和影响室内舒适程度。

  (2)侧送气流送风,如果机柜布置不当,将会产生气流阻挡,使工作区不能处在回流区,从而也会影响机柜冷却效果和室内温湿度的均匀。上送下回的气流组织方式,一般仅适用在小型计算机房或微型计算机机房。

  (3)下送上回 空调冷风送入计算机房架空地板,以此作为送风静压箱,然后经过设置在架空地板上的风口,分别送人室内和机柜,被加热后的热空气,从机柜上部排出,再经顶棚回风口排出。这种气流组织的优点是:

  1)空调送风气流流程与机柜冷风吸热后的气流流型一致,从而避免了冷热气流在室内混合,影响工作区的环境温度。

  2)机柜冷却效果好,可以用较少的风量达到机柜冷却的目的。

  3)进入室内工作区和机柜内的气流洁净度好。

  4)活动地板送风口可以采用带有调节阀门的方形、矩形或圆形风口,或者采用旋流风口,可增加气流速度的衰减程度,从而减少对工作人员的吹冷风感觉。此种送回风方式,常用在中大型的计算机房和程控交换机房。

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