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机房精密空调的特点
(一)显热量大
机房内安装的主机及外设、服务器、交换机、光端机等计算机设备以及动力保障设备,如UPS电源,均会以传热、对流、辐射的方式向机房内散发热量,这些热量仅造成机房内温度的升高,属于显热。一个服务器机柜散热量在每小时几千瓦到十几千瓦,如果是安装刀片式服务器,散热量会高一些。大中型计算机房设备散热量在400W/m2左右,装机密度较高的数据中心可能会到600W/m2以上。机房内显热比可高达95%。
(二)潜热量小
不改变机房内的温度,而只改变机房内空气含湿量,这部分热量称为潜热。机房内没有散湿设备,潜热主要来自工作人员及室外空气,而大中型计算机机房一般采用人机分离的管理模式,机房围护结构密封较好,新风一般也是经过温湿度预处理后进人机房,所以机房潜热量较小。
(三)风量大、焓差小
设备的热量是通过传导、辐射的方式传递到机房内,设备密集的区域发热量集中,为使机房内各区域温湿度均匀,而且控制在允许的基数及波动范围内,就需要有较大的风量将余热量带走。另外,机房内潜热量较少,一般不需要除湿,空气经过空调机蒸发器时不需要降至零点温度以下,所以送风温差及焓差要求较小,为将机房内余热带走,就需要较大送风量。
(四)不间断运行、常年制冷
机房内设备散热属于稳态热源,全年不间断运行,这就需要有一套不间断的空调保障系统,在空调设备的电源供给方面也有较高的要求,不仅需要有双路市电互投,而且对于保障重要计算机设备的空调系统还应有发电机组做后备电源。长期稳态热源造成即便在冬季机房内也需要制冷,尤其是在南方地区,更为突出。在北方地区,如果冬季仍需制冷,在选择空调机组时,需要考虑机组的冷凝压力和其他相关问题,另外可增加室外冷空气进风比例,以达到节能的目的。
(五)送回风方式较多
空调房间的送风方式取决于房间内热量的发源及分布特点,针对机房内设备密集式排列,线缆、桥架较多以及走线方式等特点,空调的送风方式分为下送上回、上送上回、上送侧回、侧送侧回。
(六)静压箱送风
机房内空调送回风通常不采用管道,而是利用高架地板下部或天花板上部的空间作为静压箱送回风,静压箱内形成的稳压层可使送风均匀,使空间内各点静压相等。
(七)洁净度要求高
电子计算机机房有严格的空气洁净度要求。空气中的尘埃、腐蚀性气体等会严重损坏电子元器件的寿命,弓起接触不良和短路等,因此要求机房专用空调能按相关标准对流通空气进行除尘、过滤。另外,要向机房内补充新风,保持机房内的正压。根据《电子计算机机房设计规范》规定,主机房内的空气含尘浓度,在静态条件下测试,每升空气中大于或等于0.5m的尘粒数,应小于18000粒。主机房与其他房间、走廊间压差不应小于4.9Pa,与室外静压差不应小于9.8Pa。
(一)机房楼层的选择和空调的关系
机房的楼层好选择在大楼的二、三层,因为每一台精密空调都有一台室外机组(冷凝器),机房安装的环境往往直接影晌到精密空调的制冷效果,因此对于精密空调外机的安装也需予以必要的考虑,一般精密空调外机多安装于裙楼顶层或大楼顶层的平台等通风散热比较好的地方,而其与内机的距离则一般为外机往上12M(约3层楼),往下4M(约1层楼)。距离太长效果则差,因此在楼层选择方面对此也需给予充分的考虑。
(二)机房围护结构与节能
建筑节能主要从两方面进行:一是提高建筑物供暖、空调设备的效率以及改进运行管理方式;二是改善建筑物围护结构的热工性能,增强建筑物自身的隔热、防热能力,降低室外气候对室内环境产生的不利影响,减少建筑物的供暖空调负荷。从节能角度出发,建筑物的窗墙比即指窗户洞口面积与房间立面单元面积(含窗洞面积)的比值,必须受到一定限制。GB《民用建筑热工设计规范》规定:当建筑物外部窗户采用单层窗时,窗墙比不宜超过0.3,当采用双层窗或者单框双层玻璃时,窗墙比不应大于0.4。
在选择机房场地时,主机房的房间宜尽量减少外墙和外窗,如不可避免时,尽量将机房设在北侧,也可将有外窗一侧设置内部通道或者将外窗封闭。机房的外墙、相邻的非空调房间或温差较大的空调房间的内墙、楼板、顶棚应采用保温材料做绝热措施,避免在机房的另一侧产生结露现象。
(三)机房建筑平面与机房空调
机房的建筑平面和空间布局应具有适当的灵活性,主机房的主体结构宜采用大开间大跨度的柱网,可以提高机房的使用率,空调气流通畅。
1.空调系统化分原则
机房在平面布局上一般包括主机房、基本工作间、第一类辅助房间、第二类辅助房间、第三类辅助房间,空调系统化分时要遵循以下原则:
(1)能保证室内要求的参数。即在设计条件和工作条件下均能保证达到室内温度、相对湿度、净化的要求。
(2)对环境温湿度、洁净度工作时间要求一致的房间集中布置。
(3)初投资和运行费用综合起来较为经济。
(4)便于管理且维护简单。
(5)尽量减少一个系统内的各房间相互的不利影响。
(6)要尽量减少送风距离。
2.机房平面布局与空调系统
(1)机房分布在同一楼层。中小型计算机机房,主机房、基本工作间与辅助房间一般设置在建筑物的一个楼层。主机房的各个房间,如主机及外设室、网络机房、磁带机房宜集中布置,采用机房专用空调系统,专用空调机组宜布置在相邻的房间内并且靠近给排水接点。基本工作间、辅助房间采用舒适性空调系统,可利用建筑物原有中央空调或者根据功能房间的需要采用独立的舒适性空调系统。
(2)机房分布在一个建筑物多层或一个建筑群。大型计算机机房,规模较大,根据数据处理业务类别不同,一般分布在一个建筑物多层,或者一个建筑群中。在机房布局时,宜将主机房设置在一个建筑物的较低楼层,采用机房专用空调系统,分层设置空调区,各层专用空调机组宜安装在建筑物的同一侧,便于冷媒管、给排水干管统一安装。基本工作间和辅助房间可根据与主机房的关系分布在其他楼层或其他建筑物中,采用建筑物中央空调或独立的舒适性空调系统。
(四)机房建筑空间与机房空调
机房建筑空间上应满足特殊气流组织形式的要求,机房净高(高架地板距天花板高度),应按机柜高度、线槽走线形式、通风要求确定,宜为2.4~3.0m。如果采用下送风上回风方式,高架地板下高度宜在350mm以上,天花板距主梁的高度宜在300mm以上,同时可以敷设各类管线。如室内回风,也宜留有一定的空间,根据美国2005年4月发布的TIA942《数据中心通信基础架构标准》中规定:大中型数据中心机房天花板距高设备顶部宜留有460~600mm空间;如果采用上送风方式,则高架地板下只需满足线槽安装即可,适用于层高较低机房。