机房空调及新风、排风系统工程

1、第四节.机房空调及新风、排风系统工程4.1 机房冷负荷计算及空调方案选择4.1.1 工程概况及需求现在了解到用户场地情况如下：网络中心机于大楼二层，机房内安装有重要的服务器等计算机设备。根据国家相关设计规范以及机房设备运行的要求，本机房机房设备区需设计机房专用精密空调。4.1.2 精密空调设计及负荷计算机房设计标准机房内有严格的温、湿度要求以及需要较高的散热量，机房内按国标GB2887-89计算机场地安全要求的规定配置空调设备：级别A级夏季冬季2212C20工2七相对湿度453 65%温度变化率<5 C/h并不得结露同时，主机房区的噪声声压级小于68分贝主机房内要维持正压，与室外压差大于

2、9.8帕送风速度不小于3米/秒在表态条件下，主机房内大于 0.5微米的尘埃不大于18000粒/升为使机房能达到上述要求，应采用精密空调机组才能满足要求。精确总热负荷的计算本工程主要的热负荷来源于设备的发热量及维护结构的热负荷。因此，我们要了解主设备的数量及用电情况以确定精密空调的容量及配置。根据以往经验，除主要的设备热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、人员的散热负荷等， 如不具备精确计算的条件，也可根据机房的面积按经验进行测算。设计空调系统首先要对热负荷进行估算。首先热负荷主要分为四种：设备电器发热、外界辐射热、新风热损耗及人员和照明。 按照机房标准及特点

3、，一般按每平米300-500 Kcal/h 计算；另外还要对风量进行测算，一般要求空气的循环次数大于30次/小时。其中采用精密空调的区域为非密机房、屏蔽机房，共 361.92平米。UPS配电间、维修 通道/配电间、设备间各采用原有空调。非密机房监控室、屏蔽机房监控室采用吸顶空调。此次机房工程，专用空调要满足现有设备的要求，还要考虑符合扩容的需求。根据以上要求我公司方案主要考虑如下几点：4 考虑大型机房安全可靠及扩容的要求，方案对所有空调分区均按N+1冗余配置；4 根据机房中高密度设备发热量大及热源集中，显冷量要求大，且计算机运算时热量增加明显的特点，我公司建议机房计算空调冷量可按400 Kca

4、l/h/m2估算（详细计算见下段）；* 由于高密度机房发热量大及热源分布不均匀，要求局部循环次数大于30次/小时，才可保证热源各点温度均匀。我公司推荐意大利海洛斯（ HIROSS HIMOD系列，标配新 型宇航式可调速反曲涡轮风机，风压现场可20级调速，风量可调，且反曲叶片保证回风效率更高；上 此次设备根据要求采用下送风型专用空调，考虑扩容和安装条件，设备满足冷量要求 下，选用用电量小的型号。屏蔽机房选用4台海洛斯Q19风冷式机房专用空调，非密机房选用2台海洛斯Q19风冷式机房专用空调。1.1.1. 系统特点1、先进性：海洛斯HIROSS风冷型机房专用空调可控制精度范围温度： 22 C 土，湿

5、度50%±3%。 考虑机房的重要性及扩容要求， HIROSS产品采用模块化，每一模块可独立运行（标 配MICOFACE微电脑控制器），每个分区多个模块之间通过 HIROMA TIC网络图 形控制器实现冗余运行，布置灵活。HIROSS通过优化结构设计，在冷量及风量不变前提下，使设备体积减小，便于设备的安装搬运，尤其适用于造价昂贵的大型机房。2、设备的先进及可靠性：意大利HIROSS作为欧洲制冷领域唯一认可的第三方实验室，通过优化CAD结构设计及新型可靠部件的选用，使得HIROSS在灵活性、安全可靠性、节能高效及先进性等方面处于领先。优化的结构:HIROSS HIMOD系列机房空调通过最

6、新的布局，使电控部分独立便于安装连线及维护；上送风机型可选择前下、后部及底部多种回风；并 HIMOD全系列为正面维护、正面操作，后部及侧面不用留维护空间；如下简图。可调速反曲叶片宇航风机电控部分（带防护板）大面积蒸发盘管W型板式换热器工程师维护开放窗口涡旋压缩机3、主要部件的先进及可靠性：A0级。柜体部分：采用三明志板结构（两层钢板中间夹吸音材料），在进一步降噪的同时，解 决由于吸音材料老化带来的粉尘污染，并使设备防火等级为大面积冷却水蒸发盘管：采用3-5排鳍状波纹型盘管，热交换面积达1.49m2,通过合理气流分配，减少气流扰动，达到低压降，高换热效率。对盘管做特殊亲水性处理，保证冷凝水 通过

7、翅片流入接水盘，避免滴入风道。可调速宇航式反曲叶片风机：HIROSS独特的调速风机，采用改变变压器抽头，可现场20级调压(20PA-450PA),解决了设计中由于机房现场情况复杂，余压难以精确的问题。而 且采用反曲叶片，送风的同时，反面叶片起到吸气效果，便于风室内循环。首先调速风机在同样风量及风压下，耗电量大大低于直联风机和皮带风机；并提高了机组对机房环境适应的灵活性，可在现场根据设备布置及出风口位置，调节余压达到最佳送风和噪音的平衡。 而且采用自润滑系统，无须维护，并解决了皮带风机使用中的粉尘及震动 噪音问题。加热系统：HIROSS三级电加热采用铝合金翅片，具有表面温度低，低活性的特点，提高

8、运行及维护的安全性。而且采用三级加热，在加热及除湿运行时可逐级投入，节省电能。还可根据用户要求增加翅片，最多达9组。4、加湿系统HIROSS采用电极加湿罐，无水质要求，具有自动冲洗功能，减少北方地区加湿罐的消50泄3%。并加湿罐耗；通过检测罐内电流，由电磁阀控制上水及排水，可控制湿度精度达 更换简便，无须专用培训及工具。5、微电脑控制系统：HIROSS 每个模块均标配新型微电脑控制器（ DDC-MICROFACE ） ， 每模块均可独立运行，无公共故障点。实现操作、观察参数及网络控制。多模块并行可通过T-MASTER 中文网络图形控制器，实现互相联动（可控制18 台） ，冗余备份，平均各主要部

9、件工作时间，并可实现远程联网及楼宇控制，包括：远程操作（开关机、查看调整参数、故障记录打印等）、远程报警及诊断。6、过滤系统HIROSS 标配 G4 中校过滤器，采用波纹状过滤网，大过滤面积，过滤效果更好，低压 降。过滤材料为尼龙网加无纺布，可反复冲洗。7、独立电控部分HIROSS 配电集中在设备左上角，外部有防护罩，内部分布主开关、各主要电流开关、风机调压控制器和MIROFACE 微电脑控制器，便于安装及维护。8、选件部分HIROSS 专用空调，为达到用户更高使用和安全要求，具有F9 高效过滤器、漏水点式或线式报警、火灾联动系统、新风系统、排水泵及消声器等扩展功能。9、节能环保HIROSS

10、机房专用空调，通过结构的优化，以及先进高效、环保器件的选用，使 HIROSSHIMOD系列在节能环保降噪方面处于领先。噪音比老机型平均低3dBA,能效比接近4。1.1.2. 技术特点1. 模块化设计与其他厂家的模块化设计的不同点是，HIMO晾列产品可以根据用户的需要将不同冷量的模块组合成一个制冷系统，每个系统可容纳的最多模块数为16 个。在一个系统的每个模块中都有独立的控制器 MICROFACE用户可以在MICROFACE:设定每个模块的工作参数。2. 新型涡流式高效风机HIROSS一直坚持采用直联式风机，在HIMOD中，风机进行了新的改进，借鉴喷气式飞机的发动机原理，风机的叶轮采用新型涡流式

11、，双叶片反向转动，吸气和排气同时运行，提高了送风效率。由于这种风机采用含油轴承并经过动、静平衡的校正，噪音大大降低。风机的电机采用20级调速控制，送风压力可从50PA到450PA用户可根据机房送风距离调整相应的压力。最远送风距离可达150米。3.涡旋式压缩机其特点为高效率、长寿命和噪音低。具有自保护设施以防止液击。4.高效蒸发器增大了蒸发器面积，使始差值提高到0.95 ,提高了热交换效率。蒸发器的表面经过特殊的防水涂层处理，减少了冷凝水在其表面的停留时间，提高换热效率。5.三文治防火面板采用加层式消音、防火面板，消防等级达到ISO 82.2。6.更低的整体噪音:整体噪音平均降低 3分贝:Hir

12、ange: Global SPL = 64.2 dB(A)Himod: Global SPL = 56 dB(A)7. 正面维护整机采用正面维护，所有的模块允许并排放置，两侧不必预留维修空间，为用户节省了设备摆放空间。8.简单的现场风量风压调节标准配备有风量调节自耦变压器，简单设置即可满足对风量风压的要求。9.灵活的备份方式表面积增加27%,增加3排铜表面有防水涂层，提高换热效 率。Hirobus:热备份和轮换当n (n<16)台空调通过HIROBUS连在一起时,可以设置一台或几台空调为备份机，当正常工作的空调发生故障，或有报警发生，备份机会自动启动.正常工作的空调和备份状态的空调可以每

13、24小时，或每星期进行一次轮换使每台空调的工作时间趋于平衡.10.双备份的空调模块控制模式每台HIROSS HIMO应调模块都拥有一个 MICROFACE制面板进行自身控制，在一个区域或数个区域中的数台 HIROSSHIMOD调模块(最多16台)可选用一图型控制器 HiromaticG来监控所有空调机组的工作。实现任一HIROSS HIMODS调模块都拥有备份的控制系统。Microface + HiromaticHIROMATIC将联接在HIROBU*网络上的MICROFACE控制器参数进行统计、汇总，以图形的方式显示每台空调的温湿度及其变化曲线，各空调工作状态，参数的设定等内容，并统一协调各

14、空调的工作HIMOD联网控制有两种方式，标准型采用MICROFACE由于系统中每台 HIMOD都配有MICROFACE利用控制总线HIROBUST将最多16台机器联在一起。MICROFAC所具有的功能如下:(1)温度和湿度控制。(2)液晶屏显示相应参数。(3)密码保护，以防止设定参数被更改。(4)备用机轮换，由多台机器组成的系统中一般有若干台是作为备用机。为了防止备份机长期处于等待状态，HIMOM以设定轮换时间，到达时间后备份机自动转为工作状态，而其他工作机转为备份状态，如此循环往复。另外，还可以选装图形控制器Hiromatic G ,它增加了以下功能:(1),图形化显示温度和湿度。(2),七

15、种语言选择。(3),观察每台机器的运行时间。(4),监测每台机器的运行状况。(5),提供集中监控的接口。1 .2机房新、排风系统方案1.1.1 新风对计算机机房的意义新风作为机房空调调节设计中的重要组成部分，具有如下重要意义：维持机房内的正压， 有利于保持机房内恒定的空气环境，保持机房的洁净；稀释室内不断产生的空气污染物（设备、人员、建筑材料），防止空气品质变坏。随着时代的发展，计算机设备对环境的要求越来越低，机房内的人员来往却越来越少（或者说机房办公室化），因此，新风系统对于机房的意义越来越向前者侧重。1.1.2 计算机房内新风处理的要求机房内对新风处理一般在品质上有以下要求：洁净度：高于

16、50 万级的洁净度（大于0.5um 的粉尘粒子，不多于500000 粒 /英尺3） ；室外大气一般含尘量为百万级至千万级之间，因此，相应的过滤器净化效率应在90%以上，因此新风的净化效率至少在中效以上；温度： 新风处理后引入室内的温度应与室内回风温度相仿，才不至于较大影响室内温度，造成局部的冷热不均或导致新风管道结露。湿度： 新风是影响室内湿度的主要因素风的引进直接相关，新风的湿度采用单独处理是较好的方式。1.1.3 新风设计标准空调系统的新风量依据机房设计规范应取以下三项中的最大值：室内总送风量的5%；3保证工作人员每人40m3/h ；维持室内正压：即主机房相对于室外9.8Pa,其他房间相对

17、于室外4.9Pa。但实际上，根据以上三种条件计算的新风量往往不够准确：由于室内的设备多少、建筑结构、 人员多少等条件在不同的机房各不相同，因此按总送风量计算的新风量不尽准确；新风的作用除了保持正压外，往往是保证室内空气的品质，避免发生污染物积聚空气品质霉变，因此人员多少也不能有效反映机房内合理的新风量；维持室内正压的数值是在工业洁净车间、 实验室的设计规范基础上修改而来的，由于机房的密封无法向洁净车间那样严格，很难准确估算机房内的漏风面积，因此对于维持具体数字的正压要求，其风量是很难计算，通常需根据经验估算。所以， 在机房设计时实际的新风需要量的计算中，一般是采用经验值的计算方法：按照10Pa

18、 正压。室内容积的循环次数来计算。根据科学的试验参数，针对不同的机房环境，0.6 01.0次/h的新风换气量能较好的满足工作人员的需求以及维持房间相对于室外的1.1.4 排风余压问题新风的引进必然造成室内空气的正压，在密封较差的房间内，依靠人员进出、门窗的缝隙等自然排风即可解决问题；密封较严的机房内，必须考虑排风的问题。排风主要可通过以下两种方案解决：加主动排风设施，即带有自闭百叶的排风扇、排风机箱，或者加装余压阀。考虑到屏蔽机房、非密机房为密封性很高的功能区，所以本工程在屏蔽机房、非密机房内安装余压阀，余压阀安装位置朝向走廊，排风余压设定值为4.9Pa 。1.1.5 新风处理需要考虑的因素2

19、 、温湿度新风与室内可能在温度上存在较大的差距，因此可能大风量新风引进会较大的影响室内的温湿度；尤其是湿度：机房专业空调因为风量大，通过表冷器的风速快，因此除湿功能相对较差； 新风引进时必须考虑室内其他空调设施的冷量冗余是否足够，否则需要采取对新风的温湿度预处理措施。2、风量上面描述，此处不再赘述。3、风速直接送风时，我们设计风速不超过3m/s;室内气流速度不超过1m/s;进风口风速不超过 3m/s。4、噪音根据新风设备放置位置、处理风量等确定。5、洁净度上面描述，此处不再赘述。6、气流组织合理的气流组织才能达到机房内有效通风；气流组织的基本原则是全面通风不留死角。7、节能新风的引进会造成较大

20、的热湿负荷，因此会消耗较大量的空气处理能源，因此在新风引进方案中采取必要的节能措施是值得考虑的。8、系统的稳定性这是非常重要的一点：新风系统作为机房系统与室外环境的一个窗口，其稳定性影响着因此必须考虑更换的方便机房系统的稳定性，由于新风系统的过滤器等耗材需要经常更换, 性、极限情况、系统的耐用性。9、消防防火安装防烟防火阀，与消防自控系统联动是普遍采用的解决方案；消防防火需与其他机房子系统的配合，尤其与空调系统的配合。4.2.6新风系统本工程非密机房和屏蔽机房共采用北京“天方” 30003/h新风预处理机组1台。该产品具有预制冷、制热、加湿、空气过滤等功能。新风机内设置粗效、中效、亚高效过滤器，制作送风静压箱，将经过大楼预处理过的新风引至精密空调回风口，由精密空调通过地板出风口送至屏蔽机房、非密机房各区域。新风筒道内防烟防火阀动作并入消防联动。在屏蔽机房送、回风口处安装通风波导窗，以保持屏蔽机房屏蔽性能。新风系统设计思路：1 .为防止夏天室内外温差大时，引入的新风温度与室内温差大而导致新风管道结露，以及考虑北京市冬季非常干燥的原因，故新风机设计为预制冷、 加湿型，从而降低新风与室内空气温差和降低机房