湛江某数据中心暖通空调系统设计概述.docx

湛江某数据中心暖通空调系统设计概述【摘要】介绍湛江某大型数据中心通信机楼空调系统设计包括负荷计算、冷源系统、冷冻水系统、冷却水系统、应急供冷系统、机房精密空调、气流组织等。设计中采用多种节能技术并通过CFD模拟手段辅助空调设计以验证机房内的温度场及速度场是否符合设计要求。【关键词】数据中心；空调设计；CFD模拟；气流组织；节能1工程概况本工程为广东湛江某数据中心建筑面积29916.4O建筑高度44.5m首层层高5.7m2至8层层高均为5.4米耐火等级一级属一类高层公建。2暖通空调系统设计概况2.1数据中心的空调计算参数：室外计算参数采用GB50736-2012推荐的气象参数[1]数据中心各主要功能房间的空调室内设计参数[2]如下---IDC机房设计温度：冷通道18±1℃；热通道30±1℃；相对湿度40～70；UPS机房、配电室设计温度：24±2℃；管理用房设计温度：25±2℃。空调负荷采用冷负荷计算软件进行逐时冷负荷计算。逐时冷负荷的综合最大值为20.07MW其中机房内的各类电子信息设备耗电量的99%左右都会转化为热能[3]因此散热量大。2.2数据中心暖通空调系统的设计概况：2.2.1制冷系统主机配置：制冷机房设在首层。选用6台1300USRT水冷离心冷水机组+1台410USRT水冷螺杆冷水机组预留30%容量以满足整栋建筑约130%的空调负荷需求。满负荷运行时开启5台大的离心冷水机组另外两台冷水机组作为备用保证其中任意一台大的冷水机组可以随时进行检修和保养从而保证机楼24小时不间断运行；（2）50%负荷运行时开启系统2台大的离心冷水机组和螺杆冷水机组。冷水机组、水泵设在一层制冷机房内冷却塔设在屋面上。2.2.2冷冻水系统：冷冻水系统为一级泵变流量系统可根据末端水量的变化来调节水泵频率从而调节流量但需保证冷水主机的最低流量要求。冷水机组的设计出水温度为10℃冷水进入供水环网总管然后由两个回路（每个回路按系统65%的负荷设计）分别把冷水送至各空调末端。16℃的回水汇入回水环网总管经水过滤器、冷冻水泵加压后再返回冷水机组。各层IDC机房根据机房的设定等级精密空调采用N+1和N+X配置。2.2.3冷却水系统：从冷水机组出来的37℃的冷却水经冷却塔冷却后降至32℃再经过水过滤器、冷却水泵加压后再返回冷水机组。冷却塔承水盘之间设独立接口且带关断阀的连通管。冷却塔风机设变频装置冷却塔的出水温度由冷却塔风机的转速进行控制冷却水设最低回水温度控制。2.2.4应急供冷系统：根据各个机房的保护等级要求设置一总容量为650m3的蓄冷水池以保障具备在15分钟断电时间内能持续给IDC机房及其电力电池室供冷的能力。这主要考虑目前市场上国际主流品牌高压柴油发电机来电自启动、并车输出、逐级送电以及制冷启动至稳定运行的时间。闭式蓄冷装置设在室外旁通设在冷源侧与负荷侧通过温度传感器的反馈信号控制电动密闭阀的启闭以完成蓄冷和放冷的工况转换。当电力系统故障时利用UPS备用电源启动IDC机房及其电力电池室的精密空调开启四台冷冻水泵及蓄冷水箱供、回水管上的电动蝶阀对IDC机房及其电力电池室进行供冷以保障数据设备的安全运行。2.2.5机房精密空调：IDC机房内精密空调均采用EC风机由微电脑控制器进行变风量调节。机房空调机组为干工况运行精密空调承担显热负荷包括风机段、表冷段、过滤段、再热段、加湿段。机房空调机组将冷空气送入活动地板静压箱空间保持微正压5～10Pa通过开孔地板向上送出对机架设备进行冷却。配电房、电力电池室配备上送侧回式的精密空调机组风管上送风机房下侧回风。其机房精密空调冗余等级与相应的IDC机房相同满足数据中心负荷可靠性的要求。2.2.6机房气流组织：数据中心IDC机房内机柜采用冷热通道分离即“面对面、背对背”的摆放方式在冷通道布置开孔地板开孔率视机架功率而定冷空气冷却机柜后热量排放到热通道中通过机房回风百叶回至精密空调。机房内架空地板高度0.9m内壁按照风管要求设置保温措施。2.2.7机房新风系统机房保持5～10Pa正压换气次数按0.6次/h考虑新风经G4、F7粗中效两级过滤器后颗粒度≥0.5μm的个数≤18000粒/L。机房内部湿度依据露点温度控制夏季新风以高于室内露点温度送入室内以保证机房内部湿度控制；冬季切不可将新风直接引入机房否则会引起机房结露。2.2.8机房灾后排风系统数据中心各机房、电力电池室和变配电房均采用七氟丙烷气体灭火系统设置灾后排风换气次