數(shù)據(jù)中心中設(shè)備密集布置,發(fā)熱集中,顯熱量大,因而需要有合理的氣流組織的分配和分布,以有效地移除機(jī)房?jī)?nèi)熱量,保證滿足機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備對(duì)溫濕度、潔凈度、送風(fēng)速度等空氣環(huán)境的要求。
數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)方式分為機(jī)房送風(fēng)與機(jī)柜近距離送風(fēng)方式。
機(jī)房送風(fēng)包括風(fēng)帽上送風(fēng)、風(fēng)管送風(fēng)、地板下送風(fēng)等。最常用的是地板下送風(fēng)方式。
機(jī)柜近距離送風(fēng)又稱為近距離制冷、精確制冷等,包括機(jī)柜行間制冷(側(cè)前送風(fēng)、側(cè)后回風(fēng))、封閉機(jī)柜內(nèi)部制冷等。
目前,數(shù)據(jù)中心常用的機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)氣流組織方式有下送風(fēng)上回風(fēng)、上送風(fēng)前回風(fēng)(或側(cè)回風(fēng))等方式。無(wú)論何種氣流組織方式,都應(yīng)滿足數(shù)據(jù)中心設(shè)備和相關(guān)規(guī)范的相關(guān)要求。
國(guó)標(biāo)《電子計(jì)算機(jī)場(chǎng)地通用規(guī)范》(GB2887-2000)、國(guó)標(biāo)《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50174-2008)要求如下:
主機(jī)房?jī)?nèi)部維持正壓(如機(jī)房與其他房間、走廊的壓差不宜小于5Pa,與室外靜壓差不易小于10Pa),防止室外空氣滲入,破壞機(jī)房?jī)?nèi)空氣參數(shù)。
保證機(jī)房?jī)?nèi)換氣次數(shù),保證機(jī)房空氣參數(shù)的精確調(diào)節(jié)。
主機(jī)房取的噪聲限制(如聲壓級(jí)小于68dB),應(yīng)選用高效、低振動(dòng)、低噪聲的空調(diào)、送風(fēng)設(shè)備。
1、風(fēng)帽上送風(fēng)
風(fēng)帽上送風(fēng)方式的安裝較為簡(jiǎn)單、整體早教較低,對(duì)機(jī)房的要求也較低,所以在中小行機(jī)房中采用較多。
風(fēng)帽上送風(fēng)機(jī)組的有效送風(fēng)距離較近,有效距離約為15m,兩臺(tái)對(duì)吹也只達(dá)到30m左右,而且送回風(fēng)容易收到機(jī)房各種條件的影響(如走線架、機(jī)柜擺放、空調(diào)擺放、機(jī)房形狀等),所以機(jī)房?jī)?nèi)的溫度場(chǎng)相對(duì)不是很均勻。此種送風(fēng)方式還要求設(shè)計(jì)考慮機(jī)組回風(fēng)通暢,距離回風(fēng)口前1.5m以內(nèi)無(wú)遮擋物。
風(fēng)帽上送風(fēng)存在明顯的冷熱空氣短路現(xiàn)象,制冷效率低,僅應(yīng)用與小型數(shù)據(jù)中心機(jī)房、熱密度較低場(chǎng)合。
2、風(fēng)管上送風(fēng)
風(fēng)管上送風(fēng)方式與舒適性空調(diào)送風(fēng)方式類似,必須按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《供熱通風(fēng)與空調(diào)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50019-2003)進(jìn)行空調(diào)風(fēng)管設(shè)計(jì),在安裝風(fēng)管時(shí)也必須按照國(guó)標(biāo)《供熱通風(fēng)與空調(diào)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50243-2002)進(jìn)行安裝和驗(yàn)收??筛鶕?jù)工藝的要求在合適的地點(diǎn)開(kāi)設(shè)送風(fēng)風(fēng)口,使整體空調(diào)送風(fēng)效果好。
風(fēng)管上送風(fēng)工程造價(jià)高于風(fēng)帽送風(fēng)方式,安裝及維護(hù)也較為復(fù)雜,對(duì)機(jī)房的層高也有較高的要求。在風(fēng)帽上送風(fēng)無(wú)法滿足送風(fēng)距離,空調(diào)房間又要求各處空調(diào)效果均勻的場(chǎng)所,一般推薦采用此種送風(fēng)方式機(jī)型,風(fēng)管和風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)匹配合理時(shí),送風(fēng)距離可以達(dá)到近百米。為了讓風(fēng)管安裝后房間仍有較為合適的高度,房間樓層凈高一般要求≥4m。
風(fēng)管上送風(fēng)需要對(duì)風(fēng)管系統(tǒng)結(jié)合機(jī)房情況具體設(shè)計(jì)。送風(fēng)的風(fēng)管可分為主風(fēng)管和支風(fēng)管,主風(fēng)管一般從空調(diào)機(jī)組或靜壓箱直接引出,支風(fēng)管引自主風(fēng)管。機(jī)房?jī)?nèi)的風(fēng)管系統(tǒng)宜采用低速送風(fēng)系統(tǒng),主風(fēng)管送風(fēng)風(fēng)速可取8m/s左右,支風(fēng)管送風(fēng)風(fēng)速可取6.5m/s左右,風(fēng)管的寬和高的比盡量不要大于4。機(jī)房?jī)?nèi)的靜壓箱一般安裝在空調(diào)上部,由空調(diào)送風(fēng)口從下面送入靜壓箱,靜壓箱寬度大于2-3倍空調(diào)送風(fēng)口尺寸。靜壓箱高度一般為1m左右。風(fēng)管送風(fēng)口的風(fēng)速一般為5m/s左右。以上數(shù)據(jù)為根據(jù)規(guī)范精選的常用數(shù)據(jù),有可能風(fēng)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)與此有差異。
常見(jiàn)的風(fēng)管上送風(fēng)系統(tǒng)有兩種方式:一種為每臺(tái)空調(diào)機(jī)組接風(fēng)管向外送風(fēng),另一種為多太空調(diào)機(jī)組送風(fēng)到靜壓箱,由靜壓箱向外引風(fēng)管送風(fēng)。第二種送風(fēng)方式的優(yōu)勢(shì)是容易實(shí)現(xiàn)備份冗余,空調(diào)中有一臺(tái)停機(jī)后,剩余空調(diào)機(jī)組的冷量仍可以經(jīng)由靜壓箱送到機(jī)房的每個(gè)區(qū)域;劣勢(shì)是需要做較大的靜壓箱,需要較大的空間,費(fèi)用也較高。
部分較早前建設(shè)的運(yùn)營(yíng)商機(jī)房在熱負(fù)荷較小的情況下,多采用風(fēng)管上送風(fēng)方式送風(fēng),隨著服務(wù)器數(shù)量與密度的提高,風(fēng)管上送風(fēng)方式存在制冷效率低、建成后不易調(diào)整、噪聲高等缺陷。
3、地板下送風(fēng)
地板下送風(fēng)方式是目前數(shù)據(jù)中心空調(diào)制冷送風(fēng)方式的主要形式,在金融信息中心、企業(yè)數(shù)據(jù)中心、運(yùn)營(yíng)商IDC等數(shù)據(jù)中心中廣泛使用。
在數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)鋪設(shè)靜電地板,靜電地板高度為20-100cm,甚至高達(dá)2m。將機(jī)房專用空調(diào)的冷風(fēng)送到靜電地板下方,形成一個(gè)很大的靜壓箱體,靜壓箱可減少送風(fēng)系統(tǒng)動(dòng)壓、增加靜壓、穩(wěn)定氣流、減少氣流振動(dòng)等,使送風(fēng)效果更理想。再通過(guò)帶孔地板將冷空氣送到服務(wù)器機(jī)架上?;仫L(fēng)可通過(guò)機(jī)房?jī)?nèi)地板上空間或?qū)S没仫L(fēng)風(fēng)道(天花板以上空間)回風(fēng)。
地板下送風(fēng)方式的優(yōu)點(diǎn)很多,包括制冷效率較高、安裝簡(jiǎn)單、安裝整潔等。
需要注意的是,如果地板下方同時(shí)作為電纜走線空間,使用中容易出現(xiàn)的問(wèn)題是,地板下走線擁堵,送風(fēng)不暢導(dǎo)致空調(diào)耗能增加。
實(shí)踐證明,很多機(jī)房采用地板下送風(fēng)、地板下走線方式,由于在應(yīng)用過(guò)程中地板下的電纜不斷增加,導(dǎo)致地板下送風(fēng)不暢,送風(fēng)氣流組織不合理,甚至出現(xiàn)風(fēng)短路等嚴(yán)重問(wèn)題,如導(dǎo)致距離空調(diào)機(jī)較勁的區(qū)域溫度/濕度控制正常,而距離空調(diào)機(jī)較遠(yuǎn)的區(qū)域溫度偏高,無(wú)法得到有效控制。在這種情況下,為了保障遠(yuǎn)端的設(shè)備得到合適的溫度控制,不得不調(diào)低溫度設(shè)定點(diǎn)。例如將溫度設(shè)定點(diǎn)調(diào)低到18℃,才能保障距離空調(diào)機(jī)遠(yuǎn)端的設(shè)備周圍的溫度達(dá)到24℃一下。很顯然這將增加很多能耗。此外,很多機(jī)房因業(yè)務(wù)特點(diǎn)(如無(wú)法暫停設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行調(diào)整)無(wú)法改變走線,只能增加空調(diào)設(shè)備,通過(guò)增加風(fēng)量的方式來(lái)保障機(jī)房溫度/濕度,而原有空調(diào)設(shè)備的制冷量已經(jīng)足夠,這有在很大程度上增加了機(jī)房能耗。
避免地板下送風(fēng)阻塞問(wèn)題反生,有兩個(gè)方法:一是保障合理的地板高度,目前很多新建機(jī)房已經(jīng)將地板高度由原來(lái)的300mm調(diào)整到400mm乃至600-1000mm,附之以合理的風(fēng)量、風(fēng)壓配置,以及合理的地板下走線方式,可以保證良好的空調(diào)系統(tǒng)效率;而是采用地板下送風(fēng)與走線架上走線方式。
地板下送風(fēng)與走線架上走線方式,兼顧了地板高效制冷與送風(fēng)、安靜整潔、走線架易于電纜擴(kuò)容與維護(hù)等兩方面優(yōu)點(diǎn),是數(shù)據(jù)中心制冷中機(jī)房送風(fēng)方式的最佳方式之一。
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