机房精密空调系统设计方案.doc

1、 机房精密空调系统 设计 方案 1 目 录 第一章 精密空调系统配置 . 2 1.1 机房设计要求 . 2 1.2 机房负荷计算 . 2 第二章 系统设计 . 5 2.1 系统概述 . 5 2.2 系统设计依据 . 5 2.3 系统设计原则及系统特点 . 6 第三章 Liebert.PEX 系列产品介绍 . 7 3.1 Liebert.PEX 系列描述 . 7 3.2 Liebert.PEX 机组的特点 . 7 3.3 Liebert.PEX 机组的设计 . 7 3.4 Liebert.PEX 机组的节能设计 . 9 第四章 施工方案 .11 4.1 空调及机柜摆放示意图 .11 4.2 空调

2、室内室外机安装原则 .11 4.3 空调相关工程建议 .11 4.3.1 防水工程 .11 4.3.2 地板工程 .11 4.3.3 天花工程 . 12 4.3.4 墙柱面工程 . 12 4.3.5 门窗工程 . 12 4.3.6 电气安装 . 12 第五章 机房动力环境监控系统 . 12 5.1 系统内容 . 12 5.2 各子系统内容 . 17 2 第一章 精密空调系统配置 1.1 机房设计要求 根据中心机房的实际情况，我们建议选用恒温恒湿机房专用精密空调。它可以保证电脑机房拥有一个恒久的良好的机房环境。 机房环境特点： 机房中的环境设备在运行中散热量大而且集中，散湿量极小。即机房设备散热

3、量的 95%是显热，热量大，湿量小，热湿比极大。在这种情况下，空气处理可近似作为一个等湿降温过程。在这种情况下的焓差小，要消除余热必然是大风量。此外，因为计算机设备、网络设备 24 小时不间断运行，所以需要空 调系统一年四季不间断地运行。同时，根据机房的围护结构特点（主要是墙体、顶面、地面，包括：楼层、朝向、外墙、内墙及墙体材料，及门窗型式、单双层结构及缝隙、散热）、人员的发热量，照明灯具的发热量，新风负荷等各种因素，计算出计算机房所需的制冷量，因此选定空调的容量。 数据中心机房空气环境设计参数： 机房的环境是靠空调机来实现的。但是，保证机房的洁净度则要求做到以下几点： 1. 机房要密封墙体围

4、护结构清洁。 2. 机房要保持正压，防止脏空气侵蚀。新风做到两级净化，即初效、亚高效 过滤器， 从而使输入机房的空气质量 大大提高。 3. 空调机设中效过滤器，并定期更换，从而保证机房循环中不断对空气净化。 4. 该方案设计可以保证，空气洁净度达到国标要求。机房专用空调采用下送风、 上回风的送风方式。 1.2 机房负荷计算 具体情况： XXXX 机房，房间面积约为 142m2，机房机柜安装服务器、存储设备、核心交换机等重要设备。 机房负荷分析： 负荷构成： 主机房空调负荷包括冷负荷、热负荷和湿负荷。冷负荷是指在某一时刻为保持机房具有稳定的温度、湿度，需要向机房空气中供应的冷量；热负荷是指为补偿

5、房间失热量而需要向房间供应的热量；湿负荷是指为维持 室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量。其中，冷负荷主要由以下部分组成见表： 按照空调设计中负荷计算的要求，精确空调负荷的确定方法如下： 3 机房主要热量的来源： 热负荷分析： （ 1） 计算机设备热负荷： Q1=860*P*1*2*3 （ Kcal/h） Q1：计算机设备热负荷 P：机房内各种设备总功耗 1：同时使用系数 2：利用系数 3：负荷工作均匀系数 通常， 1、 2、 3 取 0.60.8 之间， 本设计考虑容量变化要求较小，取值为 0.6。 （ 2） 照明设备热负荷： Q2=C*P （ Kcal/h） P：照明设备标定输出功率 C

6、：每输出 1W 放热量 Kcal/hw（白炽灯 0.86 口光灯 1）根据国家标准计算站场地技术要求要求，机房照度应大于 2001x，其功耗大约为 20W/M2 以后的计算中，照明功耗将以20 W/M2 为依据计算。 （ 3） 人体热负荷 Q3=P*N （ Kcal/h） N：机房常有人员数量 P：人体发热量，轻体力工作人员热负荷显热与潜热之和，在室温为 21 和 24 时均为102Kcal。 （ 4） 围护结构传导热 Q4=K*F*(t1-t2) （ Kcal/h） K：转护结构导热系统普通混凝土为 1.41.5 F：转护结构面积 t1：机房内内温度 t2：机房外的计算温度 在以后的计算中，

7、 t1- t2 定为 10 计算。 屋顶与地板根据修正系数 0.4 计算。 （ 5） 新风热负荷计算较为复杂，在此方案中，我们以空调本身的设备余量来平衡，不另外计算。 4 （ 6） 其他热负荷 除上述热负荷外，在工作中使用的示波器、电烙铁、吸尘器等也将成为热负荷，由于这些设备功耗小，只粗略根据其输入功率与热功当量之积计算。 Q5=860*P 依据经验采用 “功率及面积法 ”计算机房热负荷： Qt=Q1+Q2 其中， Qt 总制冷 量（ KW） Q1 室内设备负荷（ =设备功率 0.8） Q2 环境热负荷（ =0.12 0.18kW/m2 机房面积） 根据目前机房内设备数量估算机房内负载约为 3

8、0KW，所以室内设备热负荷为： Q1 =30*0.8=24KW 环境热负荷为： Q2=0.18kw/平方米 142 平方米 25.56KW 则 Qt=Q1+Q2=24+25.56=49.56KW 注：电池发热量忽略不计。 此外， UPS 的发热量也非常小，也可忽略不计。 实际工程热符合估算方法： 在实际工程方案设计中由于建筑物机构的复杂性，通常根据下表来选择 机房单位面积的冷量需求，然后根据总面积计算出冷量需求。 主机房空调装机容量： 主机房空调装机容量应根据空调制冷负荷总量 Q，预留 15-20%余量。主机房空调设备配置时，可根据具体情况分期实施，分期实施时应在支持区为设备预留足够的空间。按

9、此情况此机房空调设备应该配置不小于 60 KW 的总冷负荷。为了保证客户的投资回报率以及机房安全，我们建议配置两台 P2040 双系统的精密空调，一方面满足机房实际制冷量的需求，另一方面两台空调可以在一定程度上降低由于空调设备故障引起的机房温度短时间快速升高问题，给空调的维修预留充足的 时间，从而保证机房设备的安全。 5 第二章 系统设计 2.1 系统概述 随着电子计算机在国防、科研、生产自动化、管理等领域的广泛应用，近二十几年里在我国如雨后春笋般地建成了很多大、中、小各种规模的计算机机房，为计算机寻求和建造一个合适的工作环境以确保计算机可靠，充分发挥其设计性能，延长机器的使用寿命以及确保工作

10、人员身心健康的问题越来越受到建设方的重视，并成为追求目标。 艾默生网络能源具有业界最齐全的网络能源产品线、并且其网络能源主设备全部为自有品牌。艾默生网络能源利用自身强大的技术优势，为客户提供端到端的一体化解决方案，这样降低了客户选型、采购、工程管理的整体成本，大幅度提高工程建设速度，缩短工程周期，加快机房投产，统一和缩小客户的维护工作界面，这样有助于客户专注于核心业务，提高客户的核心竞争力。 根据中国国家标准 GB50174-03电子计算机机房设计规范，并实际考虑机房容量估计和初步建设思路要求，结合艾默生网络能源产品特性和配置特点拟制了机房环境控制一体化技术建议书。系统方案中涉及到机房专用空调

11、系统、机房环境场地和设备监控系统等。 建议 XXXX 机房专用空调系统采用艾默生 Liebert.PEX P2040FWPMS1R（ 2 台）精密空调，该类型空调采用模块化结构设计 ;全正面维护 ;高技术 “V”型蒸发器盘管 ;先进的涡旋式压缩机，高效、节能 ;大屏幕 LCD 带图形、全中文菜单显示器。 2.2 系统设计依据 1. GB2887-07计算机场地技术条件； 2. YD T585-2006通信用配电设备； 3. YD5040-07通信电源设备安装设计规范； 4. YD/T 1051-2008通信局（站）电源系统总技术要求； 5. YD/T 1058-2008通信用高频开关组合电源；

12、 6. YD/T 5098-2007通信局（站） 雷电过电压保护工程设计规范； 7. YD/T 1104-2007通信用开关电源系统监控技术要求和试验方法； 8. YD/T 1095 一 2008信息技术设备用不间断电源通用技术条件； 9. YDJ 26-06通信局（站）接地设计暂行技术规定； 10. GB 50174-03电子计算机机房设计规范； 6 11. GB7450-07电子设备雷击保护导则； 12. CECS72： 07 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范； 13. CECS89： 07建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范 ； 14. GB 50174-03电子计算机机房设计

13、规范 15. 机房规划详细需求 2.3 系统设计原则及系统特点 本方案设计的艾默生 Liebert.PEX P2040F 机房专用空调系统符合 XXXX 机房使用要求。 2.3.1 通用性 本系统的设计符合国家设计标准。 2.3.2 可靠性 设备具有良好的电磁兼容性和电气隔离性能，不影响其他设备正常工作。 2.3.3 稳定性 产品都经过全球主要电信商、数据网以及金融行业长期的运行考验，在业界具有领先的技术、领先的制造和领先的品牌； 2.3.4 安全性 符合高等级的抗扰度国际标准，工作安全可靠； 2.3.5 可维护性 主 设备采用模块化结构设计，便于故障的维护处理； 2.3.6 扩充性 在系统设

14、计中充分考虑到用户后期的扩容，做了合理的冗余设计； 2.3.7 经济性 系统整体设计，可合理设计设备容量，减少设备成本。 7 第三章 Liebert.PEX 系列产品介绍 3.1 Liebert.PEX系列描述 3.2 Liebert.PEX机组的特点 . 高可靠性、高节能性、全寿命低成本 . 同等制冷量条件下，占地面积最小。侧面及背面不需要维护空 间，前面只需要 600mm 维护空间 . 可拆卸后搬运，保证重新组装与整机无差别，适合特殊场地搬运（如利用小电梯或狭小通道） . 艾默生 Copeland 高效涡旋式压缩机，直接适合环保制冷剂（ R407C） . 自适应风机系统，满足不同机外余压需

15、求 . 大面积 V 型蒸发器，快速除湿设计，确保节能 . 独特的高效远红外加湿系统，加湿速度快，适应恶劣水质，低维护量 . 全中文图形显示屏 . iCOM 强大的群控与通讯功能 3.3 Liebert.PEX机组的设计 Liebert.PEX 风冷系统的室内机由压缩机、蒸发器、加热器、风 机、控制器、远红外加湿器、热力膨胀阀、视液镜、干燥过滤器等主要部件组成。 水冷系列还包括高效板式换热器、水流量调 节阀。室内侧制冷系统和水系统中可能涉及 维护、更换的器件全部采用易拆卸的 Rotalock 连接方式，使维护更方便。 . PEX 风冷机组整机性能体现了高可靠性、高灵活性、高节能率、全寿命低成本。

16、 . PEX 可靠性充分体现在： iCOM 智能控制系统； Copeland 涡旋压缩机；自适应风 机系统；远红外加湿系统；全调速低噪声冷 凝器等。 . PEX 高灵活性、高节能率充分体现在： iCOM 智能控制系统；自适应风机系统；远红外加湿系统；全调速低噪声冷凝器；占地面积小；可拆卸搬运，全正面维护；可直接应用环保制冷剂等。 . PEX 全寿命成本充分体现在： iCOM 智能控制系统； Copeland 涡旋压缩机；自适应8 风机系统； V 型蒸发器；快速除湿系统；远红外加湿系统；全调速低噪声冷凝器等。 . 采用真正的模块化设计思路。生产的单制冷回路和双制冷回路 PEX 系列精密空调，可以

17、提供单机的制冷量为 20KW 至 100KW，并可组合在一起。即能满足现阶段的使用，又能适应未来发展的需求，具有非常广泛 的应用范围。它采用了先进的微处理器控制技术，完全满足机房对环境的精密控制要求。并且机组控制器可完成各机组间的定时切换及故障切换，同时便于空调系统的集中管理。 PEX 机组标配加湿系统为远红外加湿器。 .应用高能效比的谷轮 (Copeland,艾默生子公司，世界上最大的涡旋式压缩机生产厂 )公司涡旋式 ( SCROLL )压缩机。涡旋压缩机的活动部件的减少使机组的噪声及震动降低很多；压缩机的压缩过程连续、平稳；压缩机的排气过程旋转角度超过 540 度；在吸气及压缩过程中没有热

18、量交换；在压缩过程中制冷剂气流方向没有改变；减 少了气流损失；涡旋式压缩机无需高、低压阀门；减少了阀门损失，防止产生液击；启动电流低。 .采用了 “V型 ”蒸发器盘管，采用了带内螺纹的铜管及冲缝型翅片，比采用传统式盘管的机组有更高的传热效率。采用 “V型 ”结构盘管可使制冷系统的循环与制冷负荷相匹配，并且通过盘管表面的气流更加平稳，最大限度的降低机组噪声。配有专门除湿电磁阀，当除湿时只用双面蒸发器的其中一面，电磁阀保证只用其 2/3 面积进行除湿，达到了快速和节能的除湿效果，避免了过度除湿从而增加再热设计，达到节能目的。 .高效低维护量的远红外加湿器：加湿速度快，适 应恶劣水质，低维护量。加湿

19、器不锈钢水盘，高强度的石英灯，微电脑绝对湿度逻辑控制， 5 至 6 秒钟内即可将洁净的蒸汽微粒加入空气中。石英灯提供的辐射能，使水份在纯净状态蒸发，不含杂物。远红外加湿器备有自动供水系统，它大大减少了清理维护工作。这个系统有一个调整的过量供水器以防止矿物质沉淀，在水压为 34.5 至 1034 千帕之间，可适当地调节流量。控制阀还设有一个 Y 型的松紧螺旋扣，内置水过滤网。远红外加湿对水质无要求，运行成本低，加湿量大，维护量少。当加湿水盘内达到高水位标准时，水位探测器将传达报警信号，石英灯和加水阀门都 关闭保护。运行成本低（免除电极加湿式需频繁维护和更换加湿罐的问题）。 .张力自调节风机系统，

20、在出厂设置或现场可通过更换电机皮带轮和皮带的方式 (而不是风机皮带轮和皮带 )调节机外余压，在增加机外余压的过程中，确保通 过增加电机功率同时增加风量和风压（而不会导致更换风机皮带轮和皮带导致的风压增加、风量下降的问题）。此外，独特的皮带张力调整系统，可避免在运行过程中出现皮带过 松及过紧的现象，消除了风机丢转的弊病，大大的延长了皮带的使用寿命。 9 .PEX 系统的微处理控制器采用全中文蓝色背光液晶 LCD 显示屏显示，一般情况 下显示室内当前的温度和湿度，温湿度设定值，设备输出百分比图（风机、压缩机、制冷、制热、除湿、加湿等）及报警情况。用户还可以从显示屏的主菜单上进入浏览各设定点、事件记

21、录、图形数据、传感器数据，报警设置等更详细的信息。用户界面操作简洁，多级密码保护， 能有效防止非法操作。控制器具有掉电自恢复功能，以及 高 /低电压保护。通过菜单操作可以准确了解各主要部件运行时间。专家级故障诊断系统，可以自动显示当前故障内容，方便维护人员进行设备维护。可存储 400 条历史事件记录，可以记录 MESSAGE（消息）， WARNING（警告 ）， ALARM（报警）三种事件。配置RS485 接口，通信协议采用信息产业部标准通信协议。 .iCOM控制器强大的 Teamwork 群控功能。 PEX 的每个模块都有独立的 iCOM控制器，并且可以根据现场情况，将各模块联动与群控，同一

22、区域可以将 32 套机组进行 Teamwork方式统一控制管理。实现的 Teamwork 群控功能包括： 1、备份：备份自动切换功能，当群组中机组发生故障时，备份机组自动投入运行，提高空调系统的可靠性； 2、轮巡：定时切换备份机组 ； 3、层叠：根据机房内热负荷的变化自动控制机组中空调机的运行数量 ；达到节能的目的 4、避免竞争运行：避免同一机房内多台空调机同时运行在相反的运行状态（制冷 /加热、加湿 /除湿），达到节能的目的。 .采用高效全调速冷凝器，噪声水平业界最低。其机组框架由不锈钢连接件与船用等级耐腐蚀铝材组成；一体式风机组合采用独特减震设计；维护要求极低的风扇电机适用于各种气候条件；

23、单 /双制冷回路设计； (室外冷凝器 )适用于各种恶劣气候条件；可选择水平 /垂直两种方式进行 (冷凝器 )安装。 . 标配漏水检测器，先进的漏水检测系统可以向机组或一个独立的 监控系统提供声光报警信息。当漏水告警启动时， 将自动关闭加湿系统 。 3.4 Liebert.PEX机组的节能设计 1、高能效压缩机，确保机组高能效比： 采用了世界最大的工业级别压缩机制造商谷轮公司（艾默生子公司）生产的高效涡旋式压缩机，能效比高。涡旋压缩机的活动部件的减少使机组的噪声及震动降低很多；压缩机的压缩过程连续、平稳；压缩机的排气过程旋转角度超过 540 度；在吸气及压缩过程中没有热量交换；在压缩过程中制冷剂气流方向没有改变；减少了气流损失；涡旋式压缩机无需高、低压阀门；减少了阀门损失，防止产生液击；启动电流低。