数据中心配置机房专用空调系统

数据中心配置机房专用空调系统

数据中心建设在总体设计中，主要从TCO、总体空间规划、合理气流组织、系统融合构建等方面考虑节能途径与节能措施。数据中心的总体设计更需要关注工程初期设计的合理性和适用性，充分考虑到如何在建设期和运营期内降低数据中心的日常运营成本，即能耗成本，同时降低数据中心的TCO，以提高数据中心的整体经济效用比。

专业化、高等级的数据中心已从一幢建筑体逐渐发展成为建筑群体。例如，灾难备份中心包括数据中心机房主体建筑、动力中心、办公楼、配套研发楼和生活辅助楼等。数据中心合理的总体规划、空间与平面布局是依据建设需求进行总体设计的第一步，也是重要的一步。总体规划确定数据中心的等级规模和系统构成，空间与平面布局确定数据中心机房的场地分隔、工作流程以及建设工艺。现行数据中心采用机房密闭护围、大空间、少隔断、适宜的空间容积、人机区域分离、区域集中监控等，这些都是新一代数据中心空间与平面布局所崇尚的设计理念与节能策略。

机房的建筑围护

数据中心通过机房专用空调的运行来确保IT设备运行所需的特定温湿度环境。因此，数据中心建筑围护的热工特性是影响机房专用空调设备能效的重要因素之一。

各地气候条件差别非常大，全国划分为五个气候区域，建筑节能对不同气候区域的建筑围护结构的保温隔热要求有着不同的规定。

对于建筑体内的数据中心机房区域，其环境温度和湿度是基于设备环境的要求和机房设计标准而定的，通常需要在符合《公共建筑节能设计标准》的前提下，加强对数据中心机房区域进行建筑热工复合计算和设计处理。同时，根据数据中心所在外部环境、机房区域位置的内外部环境，以及数据中心内各功能区域相邻布局的内部环境，对IT关键设备区域加强措施，合理计算保温隔热的热工参数，选择适宜的围护结构与材料。使用传热系数（K）值小的绝热材料，对顶、地、墙的六方体进行绝热，以减少围护结构四周的传热系数，整体将数据中心的机房区域包裹起来，可以达到较好的密闭保温节能效果。

对数据中心的主机房区域应当采用无窗密闭护围，以避免和减少进入室内的太阳辐射以及窗或透明幕墙的温差传热，是降低空调能耗的主要途径和措施之一。对数据中心的支持区和辅助房间等功能区采用有窗玻璃护围时，应该控制建筑朝向及窗墙面积比，采用双层玻璃窗或low-e玻璃（幕墙），并辅助采用遮阳设施（外遮阳、内遮阳等）来减少太阳辐射量。

空调系统

数据中心机房专用空调设备的主要节能途径和节能措施包括制冷负荷计算、合理设定参数、送回风方式、选用高能效比设备、冷热风预处理以及动态组合运营等。

计算数据中心制冷负荷包括数据中心机房内设备的散热、建筑围护结构的传热、太阳辐射热、人体散热散湿、照明设备散热和新风负荷等。合理控制数据中心区域内的制冷参数，即设定合理的温湿度。据有关报道，制冷参数变化1℃，可能会产生5%~10%能耗变化。

高效率地设计和布置送回风方式以及送风与回风通道。选用制冷性能系数和能效比高的空调设备，应当考虑采用高于《公共建筑节能设计标准》规定中建筑空调设备和《计算机和数据处理机房用单元式空气调节机》规定中机房专用空调设备的最低能效比指标。采用冷热预处理的新风通风换气系统。适当进行空调设备组合配置，能够动态提高制冷系统的效率。对大型数据中心机房空调系统适宜采用制冷性能系数和能效比较高的冷水机组空调系统。

机房专用空调系统需要对温湿度进行精确控制，空调机具有四种功能：制冷、电加热、加湿和除湿。目前多数数据中心采用多台空调独立运行模式，可能会产生某些问题：由于产品的非一致特性、参数设置的不合理以及机房气流组织的不确定性，可能导致同一机房内多台空调运行在不同的状态，即有些空调在加湿状态而有些空调在除湿状态，白白消耗能源。针对上述情况，现在大多数设备厂家推出了机房专用空调群控系统，使同一机房内的空调系统工作在相同的状态上，从而避免了能源的无谓消耗。

也有部分用户取消了机房专用空调机内的小功率加湿器，转而采用独立大功率的加湿系统，同时根据热负荷的实际情况自动调节空调风机送风的变风量系统。目前已有厂家推出了这样的产品，在实际运行中起到了显著的节能效果。虽然在设备采购成本上有所增加，相信在不久的将来，随着技术的发展，产品价格会趋于合理。目前还有一些空调方面的节能方案，已经在节能方面取得了可喜的效果，但由于技术和产品价格等原因，还没有被普遍采用。空调节能主要有以下几种方式：

1）自然冷却系统。利用冬季气温较低的气候条件，通过盘管换热器为机房提供冷源，节省了空调机组的用电量，这也是目前采用比较多的一种方式。

2）转轮换热系统。利用转轮换热技术，在换热效率上有了较大的提升，节能效果显著，在新风系统中已有大量的应用，但在机房制冷方面存在设备安装、湿度控制等方面的难题有待技术上的进一步完善，目前还停留在实验阶段。

3）自然风冷却系统。将冬季室外冷空气经过处理后直接用于IT设备冷却，在冬季较寒冷地区具有非常好的节能效果。但是存在湿度和空气洁净度难以控制等问题，该系统的使用还在尝试阶段。

4）湿膜制冷系统。利用水分蒸发吸热制冷，主要用于长年湿度较低的地区。目前一些机构正在与厂家联合研制，并已取得一定的成果。

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