通信机房、数据中心精确送风系统技术规范书

1、通信机房、数据中心精确送风系统技术规范书通信机房、数据中心精确送风系统技术规范书1、概述1.1 内容概述本次精确送风包含两种形式，第一种是通过改善机房气流组织，使空调系统送出的冷气通过最短路径到达机柜内，对机柜冷却后排出；第二种是指通过风管、送风器、调节器等装置将空调冷风直接送入机柜内，对机柜冷却后排出。实现了“先冷设备、再冷环境”，通过对送风区域及送风量的精确控制，以达到降低空调能耗的目的。第二种精确送风可以分为下进风和上进风方式，所谓下进风方式，就是在机柜底部开一个可调节风量的进风口，将架空地板下的冷空气输送到机柜前面专门冷气通道而不流失；而上进风方式从气流组织原理上基本与下进风方式相同，

2、唯一不同的是进风口设在机柜顶上。精确送风适用于原为风帽送风或风管送风的机房，特别是有局部过热现象、且机房层高及走线架的布置能满足上送风精确送风改造要求的机房。设备发热量大、分布密集的大型通信机房和IDC数据中心机房改造节能效果更佳。本规范书规定了通信机房、数据中心精确送风系统技术要求等，适用于通信机房、数据中心精确送风系统的设备选型，也可作为工程招标的依据。1.2 规范性应用文件下列标准中的条款通过本规范的引用而成为本标准的条款，使用本规范的各方应尽量探寻这些标准最新版本的可能性。通信用配电设备YD/T585-1999通信用配电设备质量分等标准YD/T683-94电工成套设备中导线的颜色GB/

3、T2681-1981电工成套设备中指示灯和按钮的颜色GB/T2682-1981通信设备产品包装通用技术条件GB/T3873-1983信息技术设备的安全GB/T4943-2001通信局(站电源、空调及环境集中监控管理系统YD1363-2005通风与空调工程施工质量验收规范GB/50243-20022、总体技术要求2.1 第一种精确送风系统组成精确送风系统由空调系统、管道系统、送风装置及监测与控制系统组成。管道系统包括：送风主风管及支风管。送风装置包括：风量调节阀、送风器等安装件。监测与控制系统包括：机房温度控制系统、机柜温度及送风量监控系统及新风监控系统。2.2 第一种精确送风实现方式下送风气流

4、组织下送风气流组织是指活动地板的空调送风口布置在机柜近侧或底部。冷却空气从设在机柜近侧或底部的活动地板可调送风口送出，送出的低温空气只在瞬间与机房内的热空气混合，即刻从机柜的进风口进入机柜，与机柜内通信设备进行热交换后从机柜后侧排出，有效地提高了送入机柜冷却空气的质量，用较少的风量，提高了机柜的冷却效果。下送风气流组织详见下图：上送风气流组织上送风气流组织是指先调节机房环境，进而调节机柜内通信设备的温度。上送风气流组织详见下图：不论是采用上送风或下送风气流组织方式，都建议机房设备应按照设备正面对正面、背面对背面的布局排列，即在工程设计时，机架按照“热/冷通道”方式进行设计排列，在“热/冷通道”

5、方案中，设备机架按照热/冷通道交替放置。机架内设备入风口方向的采用面对面设置在冷通道中(通常指冷气进风口同侧，出风口方向的则背靠背设置在热通道中(通常指热出风口同侧，机架正面为冷通道，背面为热通道。冷热通道间隔建议1.5m左右。有条件的地方在热风道上设置回风管道，这样，回风速度加快，机房内冷热气流各行其道，气流顺畅，可提高整体制冷效果。2.3 第二种精确送风系统组成精确送风系统由空调系统、管道系统、送风装置及监测与控制系统组成。管道系统包括：送风主风管及支风管、伸缩送风管及送风接头。送风装置包括：风量调节阀、送风器及送风器与机架接口安装件。监测与控制系统包括：机房温度控制系统、机柜温度及送风量

6、监控系统及新风监控系统。第二种精确送风实现方式冷通道封闭精确送风是通过上送风方式来实现的。冷气流经的通道主要包括：主送风管、支风管调节阀、连接送风管、送风器和机柜，如图1所示。图1 冷通道封闭可变风量精确上送风的基本形式工作原理如图2所示，主风管把来自静压箱的冷风输送各支风管，各支风管均安装有调节阀，通过调节阀控制送给每个机柜的冷风量。图2 上送风方式工作原理示意图上送风方式风管设定：梁下净高度3.7m，送风距离15m。若送风距离>15m，应核算最远端的空调送风风压、风量等能否满足工艺设备散热需求，如不能满足，可考虑通过提高空调风机风压以及增加回风管道、诱导风机等辅助手段来满足设备散热需

7、求。送风主管应满足单列机柜平均3KW的送风量，对于单机柜功耗>5KW的机柜，建议采用独立集中区域布置方式，并对其进行冷源的专门配备、强化散热或采用其他技术手段。系统通电要求：空调系统、调节和监控系统为双路交流市电供电，监控系统宜采用UPS电源。机柜出风口与进风口的温度差要求15，单机柜所需风量大于图3(或表1给出的送风量。机柜最小送风量按下式计算：Q=P/(Cp×p×tm3/h其中，P机柜功耗，单位：WCp空气的比热容，单位：kJ/kg·p空气的密度，单位：kg/m3。t机柜出风口与进风口的温度差，可取15当机柜进风温度为25时，上式可简化为Q=3×

8、;P/t=p/5。表1 单机柜送风量与功耗关系表序号机柜功耗(KW最小送风量(m3/h10.51002120031.53004240052.55006360073.57008480094.59001051000图3 单机柜送风量与功耗关系图机房冷热通道应进行隔离，在机房实施冷通道封闭精确送风后，机柜前面安装的送风器实现了冷热气流的隔离，整个机柜外部空间形成热通道。为了保证机房内设备运行的可靠性和维护人员的舒适性，机柜进风口空气温度范围为2030，相对湿度35%65%，空调回风温度35。机柜列间走道要求机柜列间距以满足单列开门为基本条件，并尽量增大间距。对于老机房：两列机柜间距D0.8m，参见图

9、4所示。对于新建机房：当两列机柜朝向相同时，间距D1m(含单个送风器厚度O.2m；当两列机柜朝向不同时，前门间距D11.2m(含两个送风器厚度O.4m，后门间距D2O.8m，即除去送风器厚度后，机柜间距大于O.8m。参见图5所示.图4 老机房机柜列间距说明图5 新机房机柜列间距说明3、各构件技术要求3.1 空调系统为了满足冷通道封闭可变风量精确送风的控制需求，机房空调需要作如下技术改进：空调系统由原来的回风温湿度控制策略改为送/回风温湿度同时控制策略，空调电控系统必须留有相应的RS485接口，可通过远端控制，相关通讯协议需遵从邮电部协议。空调系统送风量变化范围应不导致空调蒸发器表面结冰，且送风

10、量能够无级调节，推荐送风量调节范围：70%100%。3.2 送风管道送风管道由以下三部分组成：主送风管、支风管、伸缩送风管和送风接头。设计主送风管、支风管、伸缩送风管和送风接头的尺寸和材质要求如表2：表2 送风管道尺寸和材质要求列表名称尺寸材质送风管道矩形，主风管推荐设计风速为8l2m/s，其截面积根据所需输送风量及设计风速确定，风管长短边比小于4：1，长宽与静压箱匹配；主送风管应设计为长度方向变径形式，以保证内部静压的稳定1、 推荐酚醛铝箔复合材料，保温材料密度60kg/m3，燃烧性能B1级，弯曲强度1.05MPa，厚度20mm；2、 采用镀锌钢板风管，其外表面包裹橡塑保温材料的厚度10mm

11、3.3 调节阀调节阀安装在支风管上，出风口面积0.07,支持手动调节和自动调节；为便于机房实行风量自动监控调节，可以设置自动调节阀。通过控制调节阀的开度，实现对每个机柜送风量的精确控制。如图6所示：图6 调节阀示意图 电源：AC220V DC12V 可选配 功率：动态8W、静态3W 上报通信：RS485/RS232 显示：电源指示、开度指示 采集接口：可直接接入8路数字温度传感器 告警：过温、低温、故障告警 调节开度：0%、30%、70%、100% 齿轮传动，无噪音、不会改变风向 金属轴钉耐磨损度强3.4 送风器根据安装方式的不同，送风器分为两类：门板式送风器和悬挂式送风器，其结构如图7、图8

12、、图9所示。图7 门板式送风器图8 悬挂式送风器图9 外装式送风器1 改造机柜的前门可以拆除；2 机柜安装接口符合下节尺寸要求。1 改造机柜的前门不能或不便拆除；2 改造机柜前门的开孔率50%，且分布规则。1 改造机柜的前门可以拆除；2 改造机架前侧正上方无线架阻挡。门板式送风器规格如下：1 送风器材料规格：Fe，08，T1.5，即冷轧板，材质符合我国的优质碳素冷轧钢08材料，板材厚度为1.5mm；2 进风孔有效通风直径177mm；3 内测贴附隔热棉(如：聚氨脂泡沫塑料，厚度10mm，减少热交换；4 机柜内部风压通过上下两排风压调节孔进行调节；5 挡风板的默认安装间距为200mm，且等间距规则

13、分布，其作用是：改变风向，确保冷风流向设备侧。现场可根据送风方式的不同，手动调整挡风板的安装方向；6 送风器的有效储风截面为400mm×200mm的梯形结构；7 送风器通过门锁及门轴与机柜连接；8 门板送风器的上端通过进风口与伸缩送风管连接，下端封闭，结构如图10所示。门板式送风器的尺寸系列如表3所示：表3 门板式送风器的尺寸系列表适配机柜高度(H1800mm2000mm2200mm送风器高度(H11675mm1875mm2075mm送风器宽度(W1594mm备注：优选机柜的宽度尺寸为600mm，其它尺寸规格的机柜适配送风器，需要进行特殊定制。图10 上送风门板送风器示意图3.4.7

14、门板式送风器门锁的高度尺寸门锁距下基准面的距离为1100mm永远保持不变，门锁高度与机柜高度无关。其结构如图11所示：图11 上送风门板送风器示意图3.4.8悬挂式送风器结构悬挂送风器规格如下：1 送风器材料规格：Fe，08，T1.5，即冷轧板，材质符合我国的优质碳素冷轧钢08材料，板材厚度为1.5mm；2 进风孔有效通风直径177mm；3 内侧贴附隔热棉(如：聚氨脂泡沫塑料，厚度10mm，减少热交换；4 机柜内部风压通过上下两排风压调节孔进行调节；5 挡风板的默认安装间距为200mm，且等间距规则分布，其作用是：改变风向，确保冷风流向设备侧。现场可根据送风方式的不同，手动调整挡风板的安装方向

15、；6 送风器的有效通风截面为400mm×200mm的梯形结构；7 悬挂送风器背面均布压铆螺母，用螺钉直接将送风器悬挂固定在机柜门上；8 悬挂送风器的上端通过进风口与伸缩送风管连接，下端封闭，结构详见图12：图12 悬挂送风器示意图3.4.9悬挂式送风器尺寸系列悬挂式送风器的尺寸系列如表4所示：表4 悬挂式送风器的尺寸系列表适配机柜高度(H1800mm2000mm2200mm送风器高度(H11675mm1875mm2075mm送风器宽度(W1400mm备注：优选机柜的宽度尺寸为600mm，其它尺寸规格的机柜适配送风器，需要进行特殊定制。外装式送风器规格如下：1 送风器材料规格：Fe，0

16、8，T1.5，即冷轧板，材质符合我国的优质碳素冷轧钢08材料，板材厚度为1.5mm；2 进风孔有效通风面积5cm²3 机柜内部风压通过导流板进行调节风向；4 挡风板的默认安装间距为200mm，且等间距规则分布，其作用是：改变风向，确保冷风流向设备侧。现场可根据送风方式的不同，手动调整挡风板的安装方向；6 送风器的有效储风截面为320mm×160mm的方形结构；7 送风器通过门锁及门轴与机柜连接；8 外装送风器的上端通过进风口与支风管连接。图13外装式送风器示意图外装式送风器的尺寸系列如表5所示：表5 外装式送风器的尺寸系列表适配机柜高度(H2000mm2200mm2600m

17、m送风器高度(H12000mm2200mm2600mm送风器宽度(W1200mm备注：优选机柜的宽度尺寸为600mm，其它尺寸规格的机柜适配送风器，需要进行特殊定制。3.5 门板式送风器与机架安装接口送风器安装在机柜进风侧，送风器安装深度为D1，机架轮廓如图14所示。图14 机架的三维尺寸示意图门板式送风器的尺寸系列如表5所示：表5 门板式送风器安装尺寸表适配机柜高度(H1800mm2000mm2200mm送风器安装高度(H11680mm1880mm2080mm送风器安装宽度(D130mm备注：不同的门锁会导致机柜门厚度的不同。现场改造时，需要根据待改造机柜的机柜门安装特点，得出送风器安装深度

18、。“30mm”只是参考数据。1、优选改造机架的宽度尺寸为600mm，其他尺寸规格的机架需要进行特殊定制。2、不同公司、不同规格的机架，送风器安装接口会有所不同，现场改造时，需要根据机柜门的安装接口尺寸来确定送风器安装接口尺寸，图13中所给出的数据只是参考数据。3.6 监测与控制系统机房智能温控系统由空调联动监控系统、机架温度和送风阀监控系统、机房温控管理系统组成，其原理如图15所示，可根据具体情况选择所需的部件。图15 机房智能温控系统原理图机架温度和送风阀监控系统：检测机架进风口温度，对机架送风阀门进行开度智能调节控制，将机架排风口温控控制在一定的合适范围内。机房温控管理系统：配置各机架和机房的温湿度值等参数、收集并上报给上位机相关信息：每台机架的排风温度、机房内的温湿度值、空调系统的运行参数以及告警信息；控制方式选择以及运行日志的报表输出等。单独选配空调系统，由机房温控管理系统来进行自动调节。1 机房温控管理系统由控制系统和上位机系统组成；2 空调系统、机架温度和送风阀监控系统规格请参考本规范第四章。人机界面：机房管理系统上位机配置端采用友好界面，显示直观，易于操作，主要功能应包括：1 配置空调系统控制方式；2 显示每台机架的排风温度、机房