精密空调方案

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第一章精密空调系统

一产品介绍

1）空调设计参数

具有恒温恒湿要求的精密空调运行状况的优劣直接影响到小型服务器、重要服务器的运营安全，因此，选择合理的空调形式和良好的空调品牌是非常重要的一个环节。

首先，从计算机机房要求的物理环境而言，应满足以下要求：

夏季22°C±2°C，冬季20°C±2°C，湿度45%-65%（开机时）

温度变化率<5°C/h，并不得结露

机房的空气含尘浓度达到每升空气中大于等于0.5μm的尘粒数，应少于18000粒。

——摘自中华人民共和国国家标准《电子计算机机房设计规范》—GB50174-93

为了确保计算机房内的系统设备在恒温、恒湿工作条件下的送风量以及使人感到舒适的送风量，必须计算出机房内的热负荷。

机房的热负荷主要来自以下几个方面：

房内的计算机设备、照明灯具、辅助设施所产生的热（其中以计算机发热为主）；

建筑围护结构的传热，即由机房外部（从墙壁、屋顶、隔断和地面）进入的热，

透过玻璃窗射入的太阳辐射热；

从窗户及门的缝隙渗入的风而侵入的热；

新风机补充新风带进来的新风负荷。

一般而言，根据机房系统内设备的发热量、本市夏季气候的情况以及以往的大型机房工程项目实际经验，采用设计院针对电信、移动IDC计算机机房的计算方法来确定机房恒温、恒湿专用空调的容量。

精密空调的特点

电子计算机、通信设备的程控交换机机房及装有储存程序控制大型服务器机房，都具有以下相似的共同特点：

设备散热量大

电子计算机、服务器装设功率大，运行中机柜散热量大且又集中；程控交换机，散热量随话务量的增减而变化，但总体变动不多；“两机”设备散热量虽大，但无散湿量。机房的散湿量主要来自工作人员及渗入的室外空气

空调送风的焓差小，风量大

机房设备的散热约占95%左右是显热，热量大、湿度小，热湿比近似无穷大。因此。空调的空气处理近似一个等温降湿过程。送风的相对湿度，一般也要控制到小于80%。这种工况下的焓差小，要消除余热必然是风量大。

独特的送、回风方式

计算机、服务器系统和程控交换机散热量大而集中。所以。机房空调不但要冷却机房环境，而且要对“两机”进行送风冷却，既保证有足够的冷风从设备内部流通过，确保带走热量。

该机房采用下送风，气流组织方式通过活动地板作为静压箱，在服务器设备底下开出风口，冷空气通过出风口进入服务器柜或程控交换机机架，迅速有效地冷却设备。

较长时间的空调运行

“两机”投入正常运行后，一般有个较长时间的运行周期，特别是重要服务器全年无休，连续不断地运行。即便在冬季，机房内还有余热。因此，机房空调系统必须考虑长时间运行的可靠性和可操作性。

系统设计

机房采用下送上回的送、回风方式，因此活动地板下面必须做保温处理。一方面，防止冷量散失；另一方面，可以防止地面灰尘进入服务器机芯内，保证服务器安全、可靠地运行。

机房必须维持一定的静压，与其他房间、走廊的压差不应小于4.9Pa，与室外静压差不应小于9.8Pa。该要求可通过新风机的值班运行和余压阀的控制达到。

2）设备型号

精密空调设备采用风冷型空调机。

STULZCSD442A双系统精密空调外观图

屏幕中文显示图

A．选择单机组CSD442A1台

空调参数如下：

尺寸:长×宽×高：1400mm×890mm×1980mm，重量395kg,制冷量为：44KW，送风量为：10000立方米/小时。

室外冷凝器型号为KSV055×251A，尺寸为：长×宽×高：

1860×920×850.

STULZ空调主要特点及技术参数

壳和框架

机壳和框架均抛光喷塑处理，可承受冲撞，防热阻燃，采用模块化标准设计，各门板可拆卸，易于维修，门板内衬吸音保温材料，噪音低，密封性好。并可配有双层隔音门。

发器盘管

蒸发器采用大面积斜式设计，布置在风机的吸入部。这样空气均匀的带过蒸发器，保证了恒定的传热量并减少气流扰动。去湿时利用三通阀关闭蒸发盘管一部分。以降低蒸发温度，增加了潜冷，这时，再加热的热量（如果需要的话）也比一般机组要小得多。除湿快速准确，能效最好。

风冷冷凝器

钢质外壳，电机适用于各种外部环境、噪音低、重量轻。可根据现场采用立式或卧式安装。

压缩机

采用国际公认名牌考普兰（Copeland）全封闭压缩机，不需维护、噪音低、震动小，运行安全可靠。压缩机布置在空气气流中，使压缩机得以一定的冷却效果，延长压缩机的寿命，在液管上设有电磁阀，并配有检修阀。使得维护检修极为方便。并在世界各地均有供货。

CSD系列风机

采用双进风离心式风机，皮带传动，机外余压最大。运行平稳可靠、噪音低，风机设在机框中部，使气流有一定扩散空间，减少出风口的气流扰动，使送风平稳，噪音低。

控制器

采用微电脑控制器，具三级控制功能，即为参数信息的显示监控、控制和报警参数的设置、系统基本功能的设置，所有参数都有断电记忆保护，并能在断电恢复后自动启动机组。控制器配有标准RS232/RS485通讯接口，可接打印机和各种监控系统。

（7）集中监控

STULZ公司备有区域性和远程监控系统，可对多台空调机组进行监视和控制，其中STULZTele—CompTrol远程监控系统可进行全球性集中监控。并且在国内广东省地区已有成功的实际应用。

保护

设有多种保护装置，并有复位（手动或自动）功能。全部采用接触器保护。反应灵敏，寿命长，维修成本低。

加湿器

加湿系统为电极式，输出蒸汽清洁，加湿罐外壳由特种工程材料制成，罐体可撤卸清洗，通过加湿板控制加湿量，进水传导率自动检测，自动进排水，减少水垢沉积。

STULZ机房专用空调部分特点:

(1)：机外余压大，并且可调，可以满足各种机房对气流的要求。

(2)：过滤洁净度高。

(3)：采用最新的涡旋式压缩机，使用寿命长，无液积，并可使用环保型制冷剂。

(4)：大屏幕中文液晶显示，显示信息量大，并有24小时工况图形曲线记录及最多可达80条的故障信息记录。

(5)：所有STULZ空调机都可以进行联网，实现远程和近程联网监控。能进行温室度、空气处理状态和各种报警。

（6）：ＭＴＢＦ为5万小时，备份系统ＭＴＢＦ超过25万小时。

（7）：可三面靠墙安装，节约用户空间。

（8）：过滤系统可以方便地通过更换过过滤器或增加过滤器的方

式进行,过滤器具有初效和中效过滤器。

3）、STULZCSD442A

项目

STULZCSD442指标

1

温控范围

12-40℃

2

相对湿度

10-90%

3

温控精度

±1℃

4

制冷量

44KW

5

显热比

≥94%

6

风冷/制冷量

1：3.5

7

机外余压

最大170Pa

8

风机数量

1

9

风机功率

3.3KW

10

压机功率

7.2KW

11

风机转速

1400rpm

12

风机传动方式

皮带

13

压缩机

全封闭旋转式

14

制冷系统

1

15

送风方式

下送风

16

回风方式

上回风

17

加湿器

电极式（加湿罐）

18

加湿量

8-13Kg/H

19

室内、外噪声

室内63,室外60db

20

通讯功能

RS485接口

21

满足标准

ISO9001;9002

22

控制面板显示

中/英文显示

第二章接地防雷系统

一接地方案

1.机房内接地种类

根据《计算机机房设计规范》的要求，机房内接地分为：交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地、防雷接地。本工程采用综合地应即所有机房接地采用共用一组接地装置（接地网），其接地电阻按最小值确定。

本方案中设计接地电阻值须≤1欧姆。

2.接地网

（1）接地网制作甲方提供独立接地接入点，地电位接地阻值小于4欧姆

（2）接地网等电位连接

在机房静电地板下方采用30*3的铜排按环状连接，作为直流接地。

（3）接地引入线用BVR-35mm的多股铜芯线从接地接线箱引出一组地线作为计算机机房的综合地。引上线穿Ф40PVC管进入配电箱接地排。

（4）机房内等电位体配电箱、电池柜、金属线槽、线管、地板支架等金属非带电体均与等电位体可靠连接。

二机房防雷

1.防雷概述

根据《建筑物防雷设计规范》（2000版）的要求，计算机机房室防雷应采用多级分级（类）保护的原则：即根据进入机房的不同导线类别（总体分电源、信号两大类）做分类保护；根据进入机房瞬间过电压的容量做分层保护，逐级限压，将到达设备端的瞬时过电压限制在设备可承受的范围之内。

机房内防雷主要是指雷电流通过电气线路进入机房内，产生的主要途径是通过电磁感应和开关操作在进入机房的线路上所产生的瞬时浪涌过电压（电磁脉冲）。为避免浪涌过电压对机房设备造成损害，通用的有效方法是在进入机房线路处加装防雷器（浪涌抑制器）。

2.电源防雷

机房采用三相五线制电源进线，本方案建议采用三级电源防雷。目的是用分流（限幅）技术将雷电过电压（脉冲）能量分流泄入大地，达到保护的目的。

在防雷器设计选型中，必须重点考虑不同级别的防雷器之间的安装距离。第一级防雷器与第二级防雷器之间距离应达到10米以上，第二级与第三级防雷器之间距离应达到5米以上，利用电力线上的自由电感、自由电阻进行级级解藕，以达到级级防雷器的响应时间配合，实现真正的多级保护。如不能实现利用电力线实施距离解藕时，应该采用人为的电阻、电感实施LC延迟解藕。当三级防雷保护完成后，能够为计算机信息系统设备的电源输入端提供安全可靠的用电环境。

本次机房采用的是二、三级防雷。

第二级防雷设在负一楼变电室，机房市电进线处安装一个40KA的四极电源防雷器；

第二级防雷设在机房内。在市UPS分配柜进线处安装20KA的四极电源防雷器；

3.弱电防雷

机房内弱电防雷主要是指对从大楼外部进入机房的各种弱电线路（包括DDN专线、X.25专线、ISDN、PSTN等）的防雷。

弱电防雷一般是在各种弱电线路进入机房连接设备的前端加装相应的弱电防雷器。防雷器要求与线路电压匹配、接口类型匹配、传输速率匹配，并能将电压降低到规定值内。

本方案不清楚机房内弱电进线种类及数量，所以预算中未包含弱电防雷。

弱电防雷一般是在各种弱电线路进入机房连接设备的前端加装相应的弱电防雷器。防雷器要求与线路电压匹配、接口类型匹配、传输速率匹配，并能将电压降低到规定值内。

第三章消防系统

一工程概述

根据相关消防法规以及计算机机房的建设要求，机房内应设置行之有效的气体自动灭火系统。根据《民用建筑设计防火规范》要求，对计算机机房应设置气体灭火，可采用绿色环保型洁净气体--七氟丙烷气体自动灭火系统。

二设计依据及标准：

建筑设计防火规范（GBJ16-87）

民用建筑设计防火规范（GB50045-95）

火灾自动报警系统设计规范（GB50116-98）

火灾自动报警系统施工及验收规范（GB50166-92）

气体灭火系统施工及验收规范（GB50263-97）

《七氟丙烷洁净气体灭火系统设计规范》（DBJ15-23-1999）

三消防系统设计：

1．系统概述

本次消防系统设计根据消防相关规范和机房的具体环境状况，我们将在机房区域设置七氟丙烷气体自动灭火系统，根据保护区的布局及要求设置采用柜式的气体灭火系统。同时配置气体保护区的火灾报警系统，设置相应的编码感烟、感温探测器组成二次报警系统及气体钢瓶驱动控制系统，通过该系统控制整个区域内的气体消防系统正确释放、传输到失火保护区，有效、及时地扑灭火灾。

本次消防主要由火灾自动报警控制系统和气体灭火系统两个部分组成。

在机房工作层设置感烟、感温探测器及报警控制系统，同时相应设置灭火控制系统。

本工程在操作室入口处设置一套火灾报警控制器、在消防保护区主机房和电源室入口处设置相应的紧急停止按钮、放气指示灯、声光报警装置等。

2．系统功能描述

建立一个功能齐全、运行可靠、技术先进的消防自动报警和联动控制系统。严格按照国家关于消防的规范进行设计。

探测器的选择与点位的确定是根据探测区的不同功能、面积、结构而设计。所选定的探测器，既能降低成本，减少投资，更能够准确地监测和判断出该区域是否有火灾发生。不但不漏报，而且能给出烟、火的变化趋势，并将这些火情信息转化为适当的报警动作指标，相应地发出预报警和报警的信号，且误报率很低。探头还可以进行远距离的查询和诊断，检查出探头的故障状态或污染和老化状态，便于及时进行维护。

消防自动报警系统的数据线路、信号线路安全可靠，具有“再生”的能力，即一旦系统线路出现故障或某一处控制设备出现故障，系统会自动将故障处切除，重新组合成新的线路系统，最大限度的保证其它部分的正常运行。

系统对探测器故障、线路故障、主机设备故障具有自检测的功能，能够进行自诊断，并报警显示。

控制系统能进行现场和远程自动/手动切换,手动/自动/紧急机械启动三种控制方式.

3．报警系统

探测器布设及应用类型完全符合设计规范对二级保护建筑的探测器布设的要求。

（1）、火灾自动报警部位号的显示

火灾自动报警部位号的显示，以探测区域为单元，在火灾报警主机上可准确显示每个探测点位的预警、火警、故障、断线等信息。

（2）、火灾探测器的选择与设置

火灾探测器的设置应根据每个区域保护区的面积、使用性质和保护对象等综合因素考虑。本方案考虑机房的使用重要性等因素，在吊顶上、吊顶下及地板下设置数量不等的感温探测器、感烟探测器。本次设计选用智能探测器，该探测器在正常环境中与普通探测器工作方式相同，当环境温度、灰尘等参数变化，探测器的灵敏度会自动提高，调整探测器对不同烟温的反应时间，对缓燃、阴燃火灾和明火产生的大小燃烧颗粒，都能灵敏地反应。

（3）、紧急启动按钮的设置

在每个气体灭火保护分区的出入口，分别设置一只紧急启动按钮。安装在主要通道等经常有人通过的地方（保护区的入口处）。

手动紧急启动按钮安装在墙上的高度为1.5m，按钮盒具有明显的标志和防误动作的保护措施。

（4）、紧急停止按钮的设置

在每个气体灭火保护分区的出入口，分别设置一只紧急停止按钮。安装主要通道等经常有人通过的地方（保护区的入口处）。

手动紧急停止按钮安装在墙上的高度为1.5m，按钮盒具有明显的标志和防误动作的保护措施。

（5）、导线选择及线路敷设

火灾自动报警系统的传输线路和采用24V供电的控制线路，采用阻燃BV型导线。

消防联动控制、自动灭火控制、通讯、采取穿金属管保护，并暗敷在墙体内，其保护层厚度不小于3mm。当必须明敷时，在金属管上采取防火保护措施。按楼层分别设置配线箱做线路汇接。从接线盒、线槽等处引至探测器底座盒、控制设备盒的线路加金属软管保护。

（6）、系统供电

消防控制室、火灾自动报警等消防用电，按现行国家电力设计规范规定的一级负荷要求供电。

火灾自动报警系统，设有主电源和直流备用电源。

火灾自动报警系统的主电源采用消防电源，直流备用电源采用火灾报警控制器专用蓄电池。

4．气体灭火系统

根据国家消防设计规范和相关法规规定，针对电子计算机房发生的火灾不宜采用水消防或干粉灭火剂灭火，而采用气体灭火的确是国内外较通用的方式。因原哈龙1301、1211对大气臭氧层有较强的破坏作用，被国家禁止使用，故针对保护区工程的实际情况，特建议使用性价比优越的哈龙的理想替代品----先进的环保型固定式七氟丙烷（FM200）气体灭火系统。

FM200定名为七氟丙烷气（HFC22Fea），是目前替代卤代烷1301最有效的气体之一。而哈龙（Halon）灭火气体灭火过程中排放的气体会对地球大气层造成不良影响，特别是造成臭氧层的破坏。为了保护大气层臭氧层，国际蒙特利尔会议决定，自1993年12月31日起禁止生产哈龙气体灭火剂，我国是会议签字国之一。

七氟丙烷气体灭火具有以下的突出优点：

能迅速、有效、主动灭火：

七氟丙烷能够在十秒钟之内，火势还不能发展起来时完全扑灭A、B和C级火；能深入到保护设施的每个角落；能主动进入灭火。在温度20℃环境下，设计体积浓度为8%就足以扑灭一般火灾（而Co2要求基本设计浓度为50%）。对于图书、档案、票据和文物资料库等保护区，灭火设计浓度宜采用10%。

很洁净，对敏感设备无损害：

没有需要打扫的残余物，不会留下颗粒或油污残余物，不会损坏电子仪器、计算机、软件、数据文件、档案、票据、通讯设备或复杂的医疗设备；没有与药剂有关的停机时间。

对人很安全：

不会大量降低氧气量，对于一般重要财产所在的有人空间，其使用十分安全。没有毒性问题，不会引起视线模糊的问题。具有防爆炸特性。

有利于环保：

不消耗大气层臭氧层，没有被停止计划，在大气中存留期短仅31---42年（而哈龙为100年）。

5．系统设计方案

基本设计参数

假设所有区域内可能出现的最低温度约为0℃，极端最高湿度约为54℃，而在通常情况下的正常温度约为20℃，最优设计灭火浓度为10%（20℃），灭火时间限于10秒，各保护区维护结构及门窗的允许压强不宜小于1200Pa。防护区的门应朝外开，并能自动关闭。

本系统采用全淹没的灭火方式，即在规定的时间内喷放一定浓度的七氟丙烷灭火剂并使其均匀地充满整个保护区，将其区域里任意部位发生的火灾扑灭。

系统设置：

本系统设置为柜式灭火系统形式进行保护。

系统方案

本次方案受气体灭火保护的计算机机房，分别在每一间房间里放置柜式灭火柜。当计算机机房发生火灾，气体在设定时间内均匀喷射到保护区内，达到扑灭火灾功能。

6．灭火系统工作原理

本系统具有手动、自动、机械应急操作三种控制，分别列出如下：

自动控制

每个保护区域内部有光电感烟探测器或（和）感温探测器，每个保护区域内的探测器都被分成两个独立