數(shù)據(jù)中心配風動態(tài)制冷系統(tǒng)與應用

1、數(shù)據(jù)中心配風動態(tài)制冷系統(tǒng)與應用來源：機房技術(shù)與管理 作者：于郡東 更新時間：2012-3-8 11:07:01 摘要：數(shù)據(jù)中心機房為了更加節(jié)省IDC的土建、或是用戶的樓宇租賃費用，一些大型化、高密度化、數(shù)據(jù)大集中的IDC和云計算中心越來越普及。但是高密度化服務器機房的散熱問題也越來越難解決。 窗體頂端窗體底端目前數(shù)據(jù)中心機房普遍采用下送風空調(diào)系統(tǒng)，并配合冷熱通道分離。盡管如此，冷熱風氣流組織的短路（回流、漏流）和橫向混合（旋流、渦流）現(xiàn)象依然十分嚴重（如圖1所示）。這會造成為數(shù)眾多機房的IT機架上半部分處于熱氣團的包圍之中，此外機房高架地板內(nèi)線槽等阻擋送風的障礙物也堵塞了冷氣的輸出，導致機架供

2、應冷氣風量風壓嚴重短缺。 圖1 數(shù)據(jù)中心機房冷熱風氣流短路和橫向混合打破平均分布散熱模式近期，數(shù)據(jù)中心機房為了更加節(jié)省IDC的土建、或是用戶的樓宇租賃費用，一些大型化、高密度化、數(shù)據(jù)大集中的IDC和云計算中心越來越普及。但是高密度化服務器機房的散熱問題也越來越難解決。如果機房仍然采用傳統(tǒng)均勻制冷設計模式，那么精密空調(diào)系統(tǒng)能耗會加大，PUE值居高不下。更為嚴重的是，機房局部熱點問題并非只局限于高密度機房，在中密度甚至低密度機房也經(jīng)常出現(xiàn)。例如傳統(tǒng)的程控交換機房，因空調(diào)擺放于機房一側(cè)，也會出現(xiàn)遠端的局部熱點。在以往的設計中按室內(nèi)設定溫度2024時，機架功率在15KW，風量在4000m3/h5000

3、m3/h的情況下，一個機架散熱的紅外熱像分析圖和機柜冷卻/散熱分析如圖2所示，從中可見高架地板的冷卻效果會受地板開孔和空調(diào)送風影響巨大。圖2 機架散熱紅外熱像分析圖和機柜冷卻/散熱分析精確配風解決之道針對機架散熱負荷（kw/rack）的不同，就需要采用精確送風、按需冷卻的解決方案，以滿足數(shù)據(jù)中心機房每個機架動態(tài)制冷的需求。數(shù)據(jù)中心機房紅外/正風壓測控配風地板系統(tǒng)解決方案，采用在機房局部增加風機強制通風的配風地板來滿足機房熱點冷卻需求；解決了局部熱點后，繼而就可以避免機房過度冷卻，通過提高空調(diào)設置溫度來減少空調(diào)機組的運行數(shù)量和供冷量，最終達到機房節(jié)能的效應。配風地板單元（ADU），是數(shù)據(jù)中心機房

4、空調(diào)系統(tǒng)送風氣流組織的一種遠端輔助部件，用于將空調(diào)機組所產(chǎn)生的冷量（冷氣流）強制的配送到IT機架的前面板進氣口處，以解決傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)送風方式的不足、尤其是能夠滿足高功率密度機架的散熱需求（參見圖3）圖3 配風地板單元應用數(shù)據(jù)中心機房紅外/正風壓測控配風地板系統(tǒng)可以明顯改善機柜前端的送風冷卻效果，解決了高熱密度（虛擬機、刀片服務器）負荷的散熱差以及機房局部熱島效應的難題；并有相應空調(diào)節(jié)能效應。行級制冷般的效果傳統(tǒng)的地板下送風的氣流組織方式，已經(jīng)無法解決高密度機柜的制冷需求。隨著IT技術(shù)的發(fā)展，機柜功率越來越大，需要的配風風量也相應的增加。但是，地板下送風存在兩個瓶頸：地板下送風截面積和地板的出風

5、口有效出風面積。為了解決地板下出風口的截面積瓶頸，目前鋪設的地板越來越高，普遍需要架設到600mm以上。但是地板出風口的面積已經(jīng)達到了極限，而孔板通風率不可能達到100%；增加每機柜擁有的通風地板數(shù)量又須增加機房面積。所以，地板下送風的平均分布氣流組織方式，目前只能滿足每機柜4KW以下的功率密度要求。至此業(yè)界內(nèi)絕大多數(shù)下送風機房的地板送風風壓也僅有25Pa，甚至還有許多的送風風壓為負壓區(qū)域（受流體力學伯努利原理所限）的機架，以至不能安置高負荷的設備。目前，配風地板單元機由高通風率的風口地板、強制送風機、紅外溫度傳感器、靜態(tài)/動態(tài)送風風壓傳感器以及群控軟件系統(tǒng)等組成，單元機的尺寸與標準地板相同，

6、現(xiàn)場安裝時只需在有需求的機柜前替代原來的地板即可。數(shù)據(jù)中心機房安置了配風地板系統(tǒng)可以產(chǎn)生的優(yōu)勢是：1、能徹底解決機柜局部過熱問題，提高主機設備運行環(huán)境的安全性；2、通過提升回風溫度，提高空調(diào)制冷效率，有效節(jié)省機房空調(diào)系統(tǒng)能耗；3、可提高IT設備的機柜容積率和出租率，減小耗能PUE值，增效降耗；4、令老機房經(jīng)過技改煥發(fā)新的生機，可大幅節(jié)省新機房建設的投資；配風地板單元機樣式如下圖所示： 按倒葫蘆起了瓢數(shù)據(jù)中心機房紅外/正風壓測控配風地板系統(tǒng)并非只是為了解決數(shù)據(jù)中心局部熱點問題，而是借助對送風氣流的全面控制，達到對數(shù)據(jù)中心制冷精確控制的目的。如果僅僅是采用ADU產(chǎn)品，雖然可以暫時解決局部熱點問題，

7、但是很可能導致按倒葫蘆起了瓢，舊的熱點解決了，新的熱點有會出現(xiàn)。在新的系統(tǒng)中，通過采用紅外線測溫探頭連續(xù)探測機柜表面溫度，探測溫度穩(wěn)定可靠，滿足機架內(nèi)設備或局部區(qū)域?qū)囟瓤刂埔蟆Ｈ绻捎眉t外線測溫探頭，探測的機柜設備進風口或局部區(qū)域溫度，那么就可以自動調(diào)整IDC機房紅外/正風壓測控配風地板的風量和風速。新系統(tǒng)具有風壓差設定功能，可通過人機界面設定風機進出端的壓差和配風地板送風風壓，自動控制風機的風速、風壓。新系統(tǒng)適用于電子信息機房高熱密度負荷之散熱點區(qū)域，與下送風機房空調(diào)系統(tǒng)、防靜電地板組合送風冷卻機柜內(nèi)設備負荷。摘要：在互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心(IDc)機房中，運行著大量的計算機，服務器等電子設備，

8、這些設備中，使用了大量的集成電路和電子元件，對使用環(huán)境條件有嚴格的特定要求，不符合要求的運行環(huán)境會造成電子元氣件的壽命降低，設備運行故障以及設備腐蝕等嚴重后果。而當前IDc機房空調(diào)普遍存在氣流組織狀態(tài)差、不能為數(shù)據(jù)設備體有效降溫、室內(nèi)空氣潔凈度不能滿足國家規(guī)范的問題。作者根據(jù)多年來對IDC機房空調(diào)設計的經(jīng)驗，淺談個人的心得和設計建議。 互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心(InternetDataCenter。簡稱IDC機房設備運行環(huán)境要求： 1)IDC機房設備間的溫度、濕度和塵埃對微電子設備的運行及使用壽命有很大的影響。 (1)高室溫會使元件效率急劇下降，低室溫則會使磁介質(zhì)等發(fā)脆、易裂；溫度的過大波動致使微電子不

9、能正常運行。 (2)相對濕度過低，易產(chǎn)生靜電而對微電子設備造成干擾相對濕度高會使微電子設備內(nèi)部焊點和插座的接觸電阻增大。 (3)空氣不潔凈，產(chǎn)生的塵埃顆粒積聚，會使導線被腐蝕斷掉。 2)IDC機房空調(diào)設計應按設備生產(chǎn)廠家提供的機組運行環(huán)境要求進行設計，當通訊設備不能確定，提不出具體通訊設備環(huán)境要求時，可依據(jù)我國計算機房設計規(guī)范(GB50l7493)。 2IDC機房空調(diào)的特點 1)設備的功耗大，發(fā)熱量大。 IDC設備在運行過程中，機柜的散熱量大且集中，熱負荷強度高，約在400600Wm2左右。 2)機房顯熱比高，散濕量小。 IDC機房所得熱量中，主要來自設備運行所產(chǎn)生的熱量，顯熱約占總熱量的95

10、左右，顯熱比通常高達085095；機房散濕量較小，主要來自工作人員和滲入的室外空氣，總散濕量約在8169In2。空氣處理過程接近于等濕冷卻的干式降溫過程。 3)溫濕度控制精度要求高且穩(wěn)定。 IDC機房不僅要求溫濕度的波動幅度不得超過規(guī)定的范圍，而且對溫度變化的梯度有明確的要求。 4)需要全年持續(xù)、穩(wěn)定的恒溫運行。 由于IDC機房的熱負荷強度高，即使在冬季仍然需要空調(diào)系統(tǒng)進行供冷運行。 5)送風量大，送、回風溫差小。 由于IDC機房顯熱量大，熱濕比近似無窮大，送風相對濕度小、焓差小、風量大，換氣次 數(shù)達30次h以上。 6)潔凈度要求較高。 IDC機房應保持潔凈的空調(diào)環(huán)境，以有利于通信的安全運行和

11、延長設備的使用壽命。 7)空調(diào)系統(tǒng)應具有高可靠性。 IDC機房全年不間斷運行，要求系統(tǒng)具有很高的可靠性，由此也要求空調(diào)系統(tǒng)應具有高可靠性。 3當前l(fā)DC機房空調(diào)普遍存在的問題 1)機房空調(diào)高能耗、低效率。 IDC機房空調(diào)服務的對象是發(fā)熱量集中的IDC設備，而現(xiàn)有機房空調(diào)技術(shù)測定的均是機房溫度，往往呈現(xiàn)機房溫度降下來但設備溫度持續(xù)高溫的狀態(tài)，最終造成機房空調(diào)高能耗、低效率的狀況。 2)機房內(nèi)部環(huán)境溫度不均一，同一時間測定的不同區(qū)域溫差有時可達5以上。這是機房氣流組織差，不能將冷風有效地作用于設備體上所造成。 3)機房設計遠期規(guī)劃不到位，機房擴容沒有充分考慮機房空調(diào)的預留位置及檢修條件。 近年來隨

12、著信息業(yè)務的快速拓展，機房不斷擴容，而多數(shù)機房沿用原機房局址擴容，出現(xiàn)使用原精密空調(diào)機致冷卻能力不足量現(xiàn)象。后期的增設、檢修不可避免地影響現(xiàn)有空調(diào)設備的運行，繼而影響到機房環(huán)境溫度的穩(wěn)定。 4)有些機房采用舒適性空調(diào)。 采用舒適性空調(diào)無法保持機房溫度恒定，造成電子元氣件的使用壽命大大降低；無法控制機房濕度，導致微電路局部短路產(chǎn)生有破壞性的靜電；風量不足和過濾器效果差，造成機房潔凈度不夠，灰塵聚集，造成電子設備散熱困難，導致機房設備過熱和腐蝕。 5)有些機房不設備用空調(diào)。 機房運行中如一臺空調(diào)設備發(fā)生故障必須在很短時間之內(nèi)對其完成維修，否貝lJ導致機房升溫加快、設備故障發(fā)生。 4IDC機房應采用

13、機房專用恒溫恒濕精密空調(diào) 對于IDC機房來講，要保證機房的環(huán)境穩(wěn)定可靠，95以上的熱量均為顯熱量，需要高顯熱比機組，需要機房專用精密空調(diào)來實現(xiàn)，其特點如下。 1)空調(diào)空氣處理的焓差小，風量大。 與相同制冷量的空調(diào)機相比，機房專用空調(diào)機的循環(huán)風量約大一倍，相應的處理焓差只有一半，出風溫度高(1315)。大風量、高風壓，換氣次數(shù)最小設計為30次h，解決了機房整體降溫問題。 2)全年供冷。 機房專用空調(diào)的設計能夠適應室外溫度變化的要求，在一40到+45區(qū)間保證空調(diào)24小時正常工作，包括降溫和升溫。 3)溫度基本無波動。 機房專用空調(diào)溫度調(diào)節(jié)精度為1，溫度基本無波動。 4)濕度控制精度高。 機房專用空

14、調(diào)的重要控制參數(shù)為濕度，可以達到±5的控制精度。 5)保障機房潔凈。 機房專用空調(diào)機標準配置的空氣過濾器為中效過濾器，在空調(diào)機結(jié)構(gòu)上預留亞高效或高效過濾器的安裝位置或預留了安裝附件，配合以大風量循環(huán)，保障機房潔凈。 6)控制嚴密。 機房專用空調(diào)控制系統(tǒng)裝備微型電子計算機控制器，能夠?qū)κ覂?nèi)外環(huán)境進行監(jiān)視，自動調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度，具有自診斷功能，對機房中漏水、及發(fā)生火災等情況進行監(jiān)視和報警，另外，控制器可進行聯(lián)機以及遠程監(jiān)控等。 5設計有效的氣流組織形式是機房空調(diào)重中之重 IDC機房應有一個穩(wěn)定、合理、溫濕度分布均勻的運行環(huán)境，在配置機房精密空調(diào)時，要求冷風循環(huán)次數(shù)不小于30次h、送風壓力不

15、小于75Pa，目的是在冷量一定的情況下，通過大風量的循環(huán)使機房內(nèi)運行設備發(fā)出的熱量能夠迅速得到消除，且通過高送風壓力使冷風能夠送到較遠的設備處，同時機房內(nèi)部的加除濕過程縮短，濕度分布均勻。這就要求空調(diào)房間有合理的氣流組織。 氣流組織通常為以下五種：上送下回、側(cè)送側(cè)回、中送上下回、上送上回及下送上回。IDC機房空調(diào)系統(tǒng)氣流組織通常采用上送下回、下送上回及側(cè)送側(cè)回等幾種氣流組織。下面就傳統(tǒng)的下送上回及上送下回兩種方式的運用進行比較。 1)下送上回氣流組織 這是傳統(tǒng)上用的比較多的一種機房氣流組織方式IDC機房內(nèi)設架空的活動地板，活動地板空間用作空調(diào)送風的通道?？諝馔ㄟ^在活動地板上裝設的送風口進入機房

16、或機柜內(nèi)，回風通過機房頂棚上裝設的風口回至空調(diào)裝置，如圖l所示?；顒拥匕宓目照{(diào)送風口布置在機柜近側(cè)底部，冷卻空氣從地板風口送出，低溫空氣即刻進入機柜，提高了機柜的冷卻效果。這種方式不需送風管和送風口，空調(diào)設備的擺放可以靈活調(diào)整，同時可將通信工藝各類管線及空調(diào)專業(yè)管線均隱藏在活動地板內(nèi)，從而使通信機房內(nèi)顯得整齊美觀。 但通過參觀多數(shù)采用此種方式的機房，發(fā)現(xiàn)在實際的運用中與理論情況相差較遠，運用中出現(xiàn)很多敝端如下： (1)實際使用中由于設備經(jīng)常擴容，靜電地板好多空間被線路占用造成送風通路狹小、送風不足，同時也造成機組送風阻力大而影響機組運行； (2)地板內(nèi)長期積灰不易清理造成送風清潔度差及管理維護

17、不方便； (3)加濕給水管、凝結(jié)水管都布置在活動地板內(nèi)，出現(xiàn)問題不易發(fā)現(xiàn)，造成安全隱患， (4)活動地板的隱蔽性造成安全隱患不能及時發(fā)現(xiàn)，從而導致事故發(fā)生。 綜上所述，應根據(jù)機房的長遠規(guī)劃另外采用更合理的送風形式。 2)上送下回氣流組織 上送下回氣流組織是現(xiàn)在機房通常采用的全室空調(diào)送回風的方式，上送還可分為機房頂送、上部側(cè)送兩種形式，下回通常采用為機房的下部側(cè)回形式，如圖2、圖3所示。這種氣流組織方式的通信設備是上走線方式，氣流由機房上部送到通信設備，與熱空氣交換后，從機房的下部的設備列間通道回到空調(diào)機組內(nèi)。 這種送風方式的缺點是：由于設備熱空氣向上流動，且設備自帶風扇出風力強，致使冷風不能有

18、效作用至設備內(nèi)部，冷熱風風力在設備半空抵消，從而使得房間最下部溫度偏高，不能有效為設備體降溫。但這種方式比下送風有著明顯的優(yōu)點如下： (1)由于風管內(nèi)不易積灰，從而使空調(diào)機組的過濾網(wǎng)使用時間長，減少維護管理的工作量，且送風清潔，通信設備較好保持清潔； (2)空調(diào)機組所需加濕給水管、凝結(jié)水管均為明布置，一旦有漏水現(xiàn)象，能快速發(fā)現(xiàn)，及時排除，消除引起機房安傘隱患； (3)通信設備一般多是分期分批、逐步安裝，空調(diào)設備也可與通信設備同步分批安裝，利于擴容建設。 通過上述比較，筆者認為：為保證安全生產(chǎn)，應考慮采用上送風方式，不建議采用下送風方式。在規(guī)劃初期進行通信設備走線設計時，盡量做到統(tǒng)一規(guī)劃、合理設

19、計，設備專業(yè)和空調(diào)專業(yè)密切配合、協(xié)調(diào)布置，走線架和空調(diào)風口有序錯開，風口有效布置在設備列問，不要采用散流器送風，而代之以直吹式的雙層百葉風口，保證有足夠的風壓使空調(diào)送風可有效作用到設備底部，設備專業(yè)考慮通暢的回風通道，也可取得很好的空調(diào)效果。 6IDC機房空調(diào)設計應充分應考慮維修方便并為擴容預留條件 一般在工程初期時通信設備少，管線少，且開始管線的布置也是整齊有序，能保證有足夠的空間給空調(diào)送風用。隨著機房建設的發(fā)展，多數(shù)機房仍沿用原機房局址進行擴容而成，常見如下問題： 1)使用原精密空調(diào)機組跟不上機房建設發(fā)展的需求，產(chǎn)生機房冷卻能力不足，而后期空調(diào)擴容跟不上，造成機房正常運行的極大隱患； 2)

20、沒有備用空調(diào)。為保證通信設備正常運行、通信不中斷，使用中如一臺空調(diào)設備發(fā)生故障必須在半小時之內(nèi)對其完成維修或更換，工作難度相當大；更換過程中不得不安裝臨時分體空調(diào)以保證通信設備正常運行。 3)沒有足夠檢修空間，造成空調(diào)設備檢修特別困難，工作難度相當大，在實際使用過程中，使用單位反映問題也比較多。 所以在機房設計時一定要做過遠期規(guī)劃和近期規(guī)劃的合諧合理統(tǒng)一，不能只顧眼前方便而忽略發(fā)展預留足夠的空調(diào)增容及檢修條件，否則會帶來后期隱患而進行補救時付出更大代價。 7小結(jié) 設計IDC機房時，要各專業(yè)緊密配合，遠期和近期統(tǒng)一規(guī)劃、合理設計?？照{(diào)專業(yè)要保證為機房提供良好的運行環(huán)境，采用機房專用恒溫恒濕精密空

21、調(diào)，合理設計氣流組織，充分考慮機房空調(diào)的備用、檢修及擴客空間。合理設計機房空調(diào)是保證機房安全生產(chǎn)的必備前提條件。 一、引言 IT行業(yè)大中型互聯(lián)網(wǎng)信息數(shù)據(jù)中心（IDC）是企業(yè)、商戶或網(wǎng)站服務器群托管的場所，也是保障各行業(yè)大型企業(yè)總部與全球各分支機構(gòu)信息傳輸與信息存儲安全的集成技術(shù)平臺。隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展以及全球化業(yè)務的迅速開展，IDC機房的建設與需求越來越多。與此同時，由于電子設備發(fā)熱量的不斷增大，大型IDC機房的耗電量和機房環(huán)境溫度超標現(xiàn)象頻頻發(fā)生,已經(jīng)成為制約IT行業(yè)發(fā)展的全球化問題。 IDC機房的安全與能耗問題一直被國外先進國家所重視，如美國、日本等發(fā)達國家都投入了大量資金對此問題進行

22、研究。我國在這方面的起步比較晚，但最近相關的研究力度也在不斷加大。 二、問題的提出 滿布在IDC機房內(nèi)的各類電信設備通常散熱量大且持續(xù)穩(wěn)定，需要提供穩(wěn)定而適合的溫度、濕度環(huán)境，才能保證這些設備正常工作。為了給IDC機房提供適合且穩(wěn)定的溫濕度工作環(huán)境，所配置的空調(diào)系統(tǒng)往往較一般的民用或工業(yè)用空調(diào)系統(tǒng)具有：系統(tǒng)送風量大、送風焓差小、且需要常年不間斷地連續(xù)運行的特點。因此，也可以說IDC機房是一個用能密度高、空調(diào)耗能大的產(chǎn)業(yè)設施。 計算機網(wǎng)絡技術(shù)、電信網(wǎng)絡和傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展，催生了IDC業(yè)務的快速成長，我國相應的技術(shù)設計規(guī)范、標準的制定或修訂尚未跟上此類技術(shù)快速發(fā)展的步伐。大多數(shù)的IDC機房空調(diào)系

23、統(tǒng)的設計仍在沿用上世紀90年代計算機房的設計標準，設計方法和思路也在參照民用建筑空調(diào)系統(tǒng)或一般工藝空調(diào)系統(tǒng)的做法。 與一般民用建筑或工藝設計空調(diào)系統(tǒng)不同的是，IDC空調(diào)系統(tǒng)的服務對象是放置在機架上的服務器，這些服務器在IDC機房內(nèi)的擺放位置相對比較固定、發(fā)熱源穩(wěn)定且發(fā)熱密度大。根據(jù)服務器的工作特點以及對周圍工作環(huán)境的要求，美國ASHRAEHandbook2007HVACApplication1對IDC機房室內(nèi)空調(diào)設計標準提出了具體的要求（表1），并明確指出，表中設計參數(shù)為服務器等通信設備進風口處的參數(shù)，而并非IDC機房的平均參數(shù)，更不是空調(diào)系統(tǒng)回風口的參數(shù)。國內(nèi)相關設計標準（電子計算機機房設計

24、規(guī)范（GB50174-93）2要求的機房內(nèi)的溫濕度設計標準基本同表1。 表1美國ASHRAE設計標準（2007年） 但據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)目前國內(nèi)IDC機房設計，多是將表1中的設計參數(shù)視為空調(diào)系統(tǒng)回風口的參數(shù)；而且大多數(shù)的服務器使用者以及IDC機房空調(diào)系統(tǒng)運行管理人員，也是以空調(diào)系統(tǒng)回風口的參數(shù)是否滿足表1作為判斷IDC機房空調(diào)環(huán)境溫度是否正常的標準。顯然，這種對設計與運行控制標準理解的誤差，不僅不必要地提高了IDC機房的空調(diào)標準，更直接地導致了空調(diào)設備選型不合理的問題，使空調(diào)系統(tǒng)運行能耗增加。 a)機柜外形b)某機柜背面壁面溫度分布 另外，由于IDC機房設備散熱量大，所需要的“供電電源功率密度”高達1

25、.0kW/m2，散濕量小，主要是顯熱負荷，因此要求空調(diào)機組小焓差、大風量送風、且全天候的全年連續(xù)運行，同時對機房內(nèi)空調(diào)氣流組織要求很高。目前，采用比較多的空調(diào)送回風方式有地板下送上回、上送上回以及上送側(cè)回等方式。由于服務器機架/機柜布置方式的特殊性，要求能將低溫空氣直接送到機架/機柜中，以提高能量利用系數(shù)。但據(jù)調(diào)查，目前較為普遍存在的問題是，IDC機房的空調(diào)送、回風方式仍然類似民用建筑和一般工藝的空調(diào)送、回風方式，更多的是關注整個房間，而不是重點關注每個機架/機柜中的氣流流通情況。因此，一些IDC機房的盡管空調(diào)送風量非常大，換氣次數(shù)甚至高達100次/h，但服務器區(qū)的環(huán)境溫度超標，空調(diào)系統(tǒng)能量利

26、用率不高。如圖1所示，空調(diào)氣流組織的不合理導致機柜周圍的壁面溫度高達 50，對服務器的安全運行非常不利。 三、現(xiàn)狀調(diào)查 為了對IDC機房空調(diào)系統(tǒng)的設計與運行狀況更深入的了解，筆者于2007年9月11月對北京某企業(yè)的冷負荷1400W/m2以下的IDC機房進行了現(xiàn)場實測調(diào)研。所調(diào)查的機房大多采用了上送側(cè)回的氣流組織形式，但大多存在不同程度的氣流組織不合理以及耗能嚴重的問題。 以其中的一個典型IDC機房為例，該機房機架布置形式為冷/熱不分區(qū)；每列機架含16機柜，每個機架最多可放置11個服務器，機架間距為1.2m；空調(diào)氣流組織形式采用了風管上送風、自由下側(cè)回風的方式；空調(diào)機組采用機房專用空調(diào)機；配置的

27、空調(diào)機組制冷容量為1793W/，房間換氣次數(shù)為102次/h。機房內(nèi)各送風口的送風溫度與速度、以及機架區(qū)域不同高度處速度場與溫度場實測結(jié)果如圖2。 a)送風口溫度、速度場b)機架區(qū)域不同高度速度場c)機架區(qū)域不同高度溫度場 圖2a)中各測點的數(shù)據(jù)分別為送風溫度（）（上行）和送風速度（m/s）（下行）。由圖可知，機架附近的送風溫度范圍在12.622之間，大多為1317；送風速度0.34.8m/s，基本趨勢是遠離空調(diào)機組的送風口速度偏小，而靠近空調(diào)機組的送風口速度偏大；空調(diào)機組回風口處的回風溫度為1823.5。由于送風管道系統(tǒng)的最大送風速度高達4.8m/s、而最小的送風速度僅0.3m/s，導致整個機

28、房速度場分布不均勻，進而影響溫度場分布，使局部區(qū)域溫度明顯高于平均溫度、甚至過熱。 圖2b)為機架附近不同高度處各測點速度實測值，測點高度分別為0.4m、1.1m、1.8m。速度分布在0.22.55m/s的范圍內(nèi)，沿機架高度方向速度變化相對比較大，基本規(guī)律是機架前面的風速普遍較機架背面的風速小。 圖2c)為各機架附近不同高度處各測點溫度實測值，測點高度分別為0.4m、1.1m、1.8m。由于機架的排列方式屬于冷/熱不分區(qū)的形式，由送風管道送出的較低溫的冷卻氣流與從機架背面排出的熱氣流相互摻混，使得機架前面即服務器進風口處的空氣溫度（1522）已比送風管道出風口的溫度（1317）提高了許多；而機

29、架背面的溫度除個別點外，基本分布在24-31的范圍內(nèi)。由于采用了機架冷/熱不分區(qū)的排列方式，盡管送出了很低的空氣溫度，但由于送風區(qū)與回風區(qū)交織在一起，導致冷/熱氣流摻混和部分“短路”，使得機架前面服務器進風氣流溫升較大（高達5），大量浪費了空調(diào)機的制冷能量。 另外，機房內(nèi)回風區(qū)域的熱堆積現(xiàn)象比較嚴重，尤其是遠離空調(diào)機組回風口的機架區(qū)域回風不暢，回風阻力平衡不好；空調(diào)機組的運行工況嚴重偏離最佳工作區(qū)，運行效率低。鑒于IDC機房空調(diào)系統(tǒng)設計與運行過程中存在的一些問題，本研究重點以IDC機房空調(diào)氣流組織方式為研究對象，根據(jù)實測調(diào)研的結(jié)果，并結(jié)合CFD三維流場模擬計算技術(shù)，對IDC機房空調(diào)上送風氣流組

30、織優(yōu)化設計方案進行探討。 四、數(shù)學模型和數(shù)值方法 4.1物理模型 選取有典型代表性的IDC機房作為分析對象，計算機房空間尺寸為13.6m×6.9m×4.0m(長×寬×高)，放置三列機架，每列機架由16個機架組成，每個機架可擺放11臺服務器，計算機房示意圖如圖3，計算機房物理模型如圖4所示。 為了簡化分析，作如下假設： 1）不考慮IDC機房內(nèi)管道、電纜和支架對室內(nèi)氣流組織的影響； 2）除服務器外，不考慮人員及其他物體的散熱； 3）機房外界的大氣壓按照101325Pa考慮； 4)機房內(nèi)的空氣氣流按照不可壓縮粘性流體考慮； 4.2控制方程3 考慮IDC機房內(nèi)空

31、氣流動基本為湍流流動，采用三維N-S方程作為控制方程，并采用標準k-模型建立封閉的控制方程組。 連續(xù)方程：式中， 空氣密度 (kg/m3)； t時間 (s)； U速度矢量 (m/s)； T空氣溫度 (K)； 導熱系數(shù) (W/mK)； cp定壓比熱 (kJ/kgK)； 速度變量，代表三個坐標方向上的分速度u、v、w (m/s)； 動力粘度 Ns/m2； T S 、 S 廣義源項。4.3邊界條件4 1）圍護結(jié)構(gòu)的邊界條件：將室內(nèi)的屋頂和所有墻壁均視為絕熱邊界。 2）送風口的邊界條件：送風口設置為速度入口邊界，溫度18，總送風量40000m3/h。 3）回風口的邊界條件：回風口設置為自由回風邊界。

32、采用壁面函數(shù)法處理近壁面問題，利用有限體積法離散控制方程，并用SIMPLEST算法進行壓力速度耦合計算。 4.4算例驗證 為驗證所建立模型及其算法的可行性，選取某IDC機房為比較對象（圖5），將該機房內(nèi)服務器周圍各測點溫度的實測值與計算值進行比較（圖6）。由圖6可見，計算值與實測值基本吻合。 五、空調(diào)氣流組織方案優(yōu)化 計算條件：以圖4的物理模型為基礎，假定各機架均布滿服務器，單臺服務器的發(fā)熱量為220W/臺，不考慮新風負荷，考慮1.2的附加系數(shù)，計算總冷負荷為140kW，空調(diào)系統(tǒng)送回風方式為上送下側(cè)回，給定總風量和送風溫度。 計算工況：為了重點把握機架排列方式、送風口距機架距離、各送風口間距、

33、回風區(qū)氣流流動狀況等參數(shù)對機房內(nèi)速度場與溫度場的影響規(guī)律，分別按五種計算工況進行了比較計算（如表2）。 5.1基本方案（工況1） 根據(jù)調(diào)研結(jié)果，目前機架的布置方式大多采用了冷/熱不分區(qū)的方式，故以此工況為基本比較方案。 計算條件為：機架間距為1.2m，送風口高度3.1m，單排4個送風口，總送風量40000m3/h，送風溫度18；計算結(jié)果如圖7（圖中坐標Z表示截面距地高度，Y表示截面沿機房長度方向距無風口側(cè)墻距離）。 從圖中可知，機架排列由于采用了冷/熱不分區(qū)的方式，前一列機架服務器的排風與后一列機架服務器的進風共用一個通道，冷熱空氣摻混比較嚴重，服務器的進風溫度已達2426，較送風口的溫度升高

34、了68，所提供冷量并沒有充分用于冷卻服務器進口的空氣，造成能量利用效率偏低。 Z=1m截面圖Y=5m截面圖 5.2機架冷/熱分區(qū)（工況2） 將工況1的機架冷/熱不分區(qū)的排列方式改為冷/熱分區(qū)（如圖8）。計算條件：冷/熱區(qū)間距分別為0.9m/1.2m，單排6個送風口，其它條件同工況1；計算結(jié)果如圖9所示。 與工況1比較，服務器的進風溫度大約為2123，較工況1降低了3。由于采用了機架冷/熱分區(qū)的排列方式，避免了冷熱氣流摻混和短路，可使低溫送風氣流在到達服務器進風口途中受到較少的熱干擾，提高了空調(diào)能量利用率，但是熱區(qū)（回風區(qū)）的熱堆積現(xiàn)象較嚴重，熱區(qū)內(nèi)溫度大于35。 Z=1m截面圖Y=5m截面圖

35、5.3降低送風口高度（工況3） 鑒于工況2存在的熱區(qū)溫度較高的問題，通過降低送風口高度的方法彌補工況2的不足。計算條件：送風口高度距地面2.4m，其它條件同工況2；計算結(jié)果如圖10。 Z=1m截面圖Y=5m截面圖 由圖10可見，由于送風口更為接近機架服務器的進風區(qū)域，送風氣流沿途受到的熱干擾進一步減少，冷區(qū)的溫度較工況2降低了2為1921，已非常接近送風口的溫度18，使得熱區(qū)環(huán)境得到顯著改善，熱區(qū)溫度大多降為2933左右。 5.4縮減送風口間距（工況4） 為了進一步降低工況3的服務器進口溫度，改善機架周圍區(qū)域的溫度環(huán)境，提高空調(diào)能量利用系數(shù)，考慮在工況3的基礎上進一步縮減送風口間距，提高送風氣

36、流速度場和溫度場分布的均勻性。計算條件：縮減送風口間距，單排8個送風口，其它條件同工況3；計算結(jié)果如圖11。 Z=1m截面圖Y=5m截面圖 送風口距離的縮減，使冷區(qū)溫度環(huán)境得到了進一步的改善，此時冷區(qū)溫度較工況3又降低了1為18-20；同時熱區(qū)的平均溫度得到了改善。 5.5加強熱區(qū)氣流流動（工況5） 由工況24的計算結(jié)果可見，機架冷/熱分區(qū)后，普遍存在的問題是熱區(qū)出現(xiàn)熱堆積現(xiàn)象，熱區(qū)溫度偏高。為了促進熱區(qū)空氣的流動，盡快流回至空調(diào)系統(tǒng)的回風口，避免熱堆積，可考慮在工況4的基礎上加設熱區(qū)誘導風機，以促進熱區(qū)氣流流動。計算條件：在熱區(qū)上部加設誘導風機，其它條件同工況4；計算結(jié)果如圖12。 Z=1m

37、截面圖Y=5m截面圖 加設誘導風機后，熱區(qū)的溫度環(huán)境得到了明顯改善，區(qū)域溫度基本控制在35以下。 結(jié)論 筆者通過對北京地區(qū)一些IDC機房空調(diào)系統(tǒng)設計與運行狀況的調(diào)研以及現(xiàn)場實測，對目前IDC機房空調(diào)系統(tǒng)在設計與運行管理過程中存在的一些問題有了一些初步的了解。針對存在的問題，結(jié)合理論分析與數(shù)值計算的方法，對IDC機房空調(diào)管道上送、自由側(cè)回的氣流組織設計方案分五種工況進行了初步的比較與優(yōu)化，根據(jù)計算結(jié)果獲得了如下一些認識： 1）服務器機架的排列方式對機房氣流組織的影響較大，采用機架冷/熱分區(qū)的排列方式（工況2）較冷/熱不分區(qū)（工況1），可使服務器的進風溫度大幅下降（計算模型結(jié)果下降了3左右），提高

38、了空調(diào)能量利用系數(shù)。 2）對于管道上送風的方式，建議將送風口盡量伸向機架區(qū)域，降低送風口離地面的高度（工況3）。其直接效果是，明顯地減少了送風氣流在到達服務器進風口途中所受到的熱干擾，降低了送風溫升。 3）縮減送風口間距、加大送風口密度措施（工況4），對改善服務器周圍的環(huán)境溫度的影響程度雖然不如工況3，但對改善冷/熱區(qū)域溫度場的均勻性有明顯效果。 4）在熱區(qū)上部加設誘導風機的方法（工況5），可加強熱區(qū)氣流的流動，避免熱區(qū)熱堆積現(xiàn)象的發(fā)生。 5）需要特別提出的是，根據(jù)美國ASHRAE標準（2007），現(xiàn)行設計規(guī)范中的設計溫度是指通信設備（例如，服務器）進風口處的參數(shù)，而并非機房的平均參數(shù)，更不是

39、空調(diào)系統(tǒng)回風口處的參數(shù)。 參考文獻 1美國采暖,制冷與空調(diào)工程師協(xié)會。DATAPROCESSINGANDELECTRONICOFFICEAREAS.ASHRAEHVAChandbook，2007 2電子計算機機房設計規(guī)范（GB50174-93），1993 3陶文銓.數(shù)值傳熱學.西安：西安交通大學出版社，2006 4美國采暖,制冷與空調(diào)工程師協(xié)會。INDOORENVIRONMENTALMODELINGD.ASHRAEHVAChandbook，2005機房氣流組織來源：中國綠色數(shù)據(jù)中心 作者：機房360 更新時間：2009-5-6 22:12:26 摘要：大中型數(shù)據(jù)中心機房的電子設備密集布放，總冷

40、負荷比較大，每平方米大約在300600W，有的甚至更高，其中設備冷負荷占到80%以上。針對于機房的余熱量大、發(fā)熱源集中的特點，就需要有合理的氣流組織的分配和分布，有效地將機房內(nèi)的余熱消除，保證電子設備對環(huán)境溫濕度、潔凈度、送風速度以及人員對舒適度的需要。 大中型數(shù)據(jù)中心機房的電子設備密集布放，總冷負荷比較大，每平方米大約在300600W，有的甚至更高，其中設備冷負荷占到80%以上。針對于機房的余熱量大、發(fā)熱源集中的特點，就需要有合理的氣流組織的分配和分布，有效地將機房內(nèi)的余熱消除，保證電子設備對環(huán)境溫濕度、潔凈度、送風速度以及人員對舒適度的需要。一、氣流組織確定機房的氣流組織形式有下送上回、上

41、送側(cè)回(下回)方式，氣流組織形式的確定要考慮以下幾個方面:(1)首先要依據(jù)設備冷卻方式、安裝方式，如設備或機柜自帶冷卻風扇或冷卻盤管，目前較常見的設備和機柜的冷卻方式都是從前面進風，后面域上部出風。(2)冷量的高效利用。使散熱設備在冷空氣的射流范圍內(nèi)。(3)機房建筑結(jié)構(gòu)、平面布局。機房各個系統(tǒng)的建設要依托于建筑環(huán)境中，也受到這些因素的制約，如建筑層高、形狀、面積等。二、氣流組織形式(一)下送上回方式下送上回方式是大中型數(shù)據(jù)中心機房常用的方式，空調(diào)機組送出的低溫空氣迅速冷卻設備，利用熱力環(huán)流能有效利用冷空氣冷卻效率，因為熱空氣密度小、輕，它會往上升;冷空氣密度大、沉，它會往下降，填補熱空氣上升留

42、下的空缺，形成氣流的循環(huán)運動，這就是熱力環(huán)流。熱力環(huán)流不同于水平流動的風，它是空氣上下垂直的對流運動，冷與熱激發(fā)出氣流緩慢的運動。跟風不一樣，風能夠改造局部環(huán)境的氣候，而熱力環(huán)流是氣流運動的原始動力。利用氣流的原始動力，可以不用設置動力設備，同樣達到最佳的冷卻效果，如圖4-1所示。圖4-1下送上回氣流組織送風口可安裝在高架活動地板上，也可用高架地板配套的風口板送風（見圖42），地板下的空司可作為空調(diào)送風靜壓箱。靜壓箱可以減少送風系統(tǒng)動壓、增加靜壓、穩(wěn)定氣流和減少氣流振動，可使送風效果更加理想?？諝饨?jīng)過地板上安裝的風口板向設備和機柜送風。圖4-2美國2005年4月發(fā)布的TIA942數(shù)據(jù)申心通信基

43、礎架構(gòu)標準中要求機房內(nèi)計算機設備及機架采用"冷熱通道"的安裝方式。"冷熱通道"的設備布置方式，打破常規(guī)，將機柜采用"背靠背、面對面"擺放，這樣在兩排機柜的正面面對通道中間布置冷風出口，形成一個冷空氣區(qū)"冷通道"，冷空氣流經(jīng)設備后形成的熱空氣，排放到兩排機柜背面中的"熱通道"中，通過熱通道上方布置的回風口回到空調(diào)系統(tǒng)，使整個機房氣流、能量流流動通暢，提高了機房精密空調(diào)的利用率，進一步提高制冷效果，如圖43所示。圖4-3冷熱通道示意圖回風口可安裝在天花板上，也可以利用穿孔的鋁天花板回風，它的孔徑不能

44、小于2mm，穿孔面積應在15%以上?；仫L同樣也是利用天花板與樓板之間的構(gòu)成的靜壓箱回風。下送上回風具有以下顯著優(yōu)點:(1)有效利用冷源，減少能耗。(2)機房內(nèi)整齊、美觀，所有線槽都可暗敷。(3)便于設備擴容和移位。采用地板下送風天花板上回風，在設計中需要注意以下問題。1、保持活動地板下一定的均壓靜壓值機房內(nèi)高架活動地板下的空間作為送風庫，通風截面積大，截面豎向間隔有許多活動地板的支架，截面橫向上間隔甚至重疊有許多電纜及通信線纜線槽，所有這些都造成空氣沿送風方向上的壓力損失。在線纜、線槽安裝時應盡量避開空調(diào)機組，比較大的線槽方向宜與氣流方向平行安裝。如果送風距離較長，空調(diào)機組的機外余壓雖能克服最

45、遠端的阻力損失，但會造成送風近端和遠端有較大的壓差，不利于保持均勻的靜壓值，因此要盡量地控制地板下的送風距離。一般送風距離大于25m時，空調(diào)機組宜兩側(cè)分別布放。2、保證高架她板架空高度大中型電子計算機機房高架地板敷設高度宜在40Omm以上，有條件時應該盡量增加靜壓箱高度，這樣可以保證在安裝了大量線槽、線管后，仍不影響氣流暢通。3、控制活動地板下送風風速風口板送風類似于局部孔板送風，要求送風風速小于3m/s，送風均勻。根據(jù)機房內(nèi)設備集中布置的特點，為將局部大量的顯熱量帶走，送風口需集中布置在設備前方進風口，在全壓一定的情況下，這樣會造成靜壓箱局部斷面動壓增大，靜壓減少。另外，由于空調(diào)送風量較大，

46、在集中布置的風口附近不宜再設置風口，否則有可能會變成吸風口。為避免這種現(xiàn)象發(fā)生，在風口板上宜安裝調(diào)節(jié)閥，來調(diào)整局部的靜壓、動壓值，以達到最佳送風效果。4、送回風風道凈化處理灰塵落在電子插件上，會產(chǎn)生塵膜，既影響散熱又影響絕緣效果甚至引起短路。同時灰塵也增加元件表面的熱阻，導致元件過熱而燒毀，所以機房應按A級機房內(nèi)的塵埃標準設計。地板下和天花板上的送回風風道需做凈化處理，裝飾材料宜選擇不起塵、不吸塵的材料。5、其他人員較多的房間不宜采用這種送風方式，因為送風溫度較低，一般低于17，從底部送風，工作人員會有不舒適的感覺。(二)上送側(cè)回(下回)方式上送側(cè)回通常是采用全室空調(diào)送回風的方式，適用于中小型

47、機房。上送風可分為機房頂?shù)蚓o靠機房頂下的上部側(cè)送兩種形式，后者較為常用。由頂部或側(cè)上方送風的氣流首先與室內(nèi)空氣混合，再進入設備或機柜內(nèi)。機房頂部安裝散流器或孔板風口送風，工作的氣流小且均勻，人有良好的舒適感。但大多數(shù)計算機機柜的冷卻的進風口是在下部或前方，排風口在機柜的上部。這樣，頂部的送風氣流先與機柜處上升的熱氣流混合，再進入機柜冷卻設備，影響了機柜的冷卻效果。由于機柜進風溫度偏高，機柜內(nèi)得不到良好的冷卻效果，必然造成機柜內(nèi)溫度偏高，導致計算機不能進行工常的工作，如圖4-4和圖4-5所示。圖4-4上送側(cè)回氣流組織(上部風帽側(cè)送風) 圖4-5上送側(cè)回氣流組織(風道頂送)采用上送側(cè)回的氣流組織

48、，對于散熱量較大的機房，只有采用較低的送風溫度(1316)，來維持機房內(nèi)溫濕度以及機柜散熱的需要，這樣會造成能源的浪費，而且較低的送風溫度對工作人員也帶來不舒適的感覺。上送側(cè)回方式通?？稍诮ㄖ痈咻^低時，機房面積不大時采用，但要保證送回風氣流暢通，不被設備阻擋?？照{(diào)機組送風出口處宜安裝送風管道或送風帽，如采用管道送風，送風口可使用散流器或百葉風口?；仫L可通過室內(nèi)直接回風，如有不同空調(diào)房間時，也可采用管道回風，但較少采用地板下回風。彌漫式送風方式送風的氣流循環(huán)(三)彌漫式送風方式有的空調(diào)設備生廠商開發(fā)了一種新型的送風方式，即彌漫式送風，其制冷原理是依據(jù)冷熱空氣的熱力環(huán)流進行設備的冷卻。相對于下送

49、風方式，彌漫式送風不需要架空地板，而單位面積的熱負荷可提高10%，同時房間層高降低。這種送風方式適用于小型機房，且送風距離宜控制在l5m。三、氣流分配系統(tǒng)很多人不理解氣流分配系統(tǒng)也是數(shù)據(jù)機房設計的一部分。由于過去機房負載心密度，不正確的氣流分配不會造成嚴重的問題題。然而越來越高密度的負載，開始考驗現(xiàn)在的氣流分配單元，使一些問題逐步顯現(xiàn)出來，例如所有機柜朝向同一方向設計，大多數(shù)情況出于美觀的考慮，但實際上耗費了冷量資源和成本，以下介紹有關氣流分配得細節(jié)。送風口與回風口設計機柜內(nèi)氣流路徑和機柜布局是引導空氣流通改進制冷效果的關鍵因素，但要確保最佳制冷效果，還有一個關鍵因素:送風口與回風口設計。這些

50、通風口的位置不當會使冷空氣在到達設備前與熱空氣混合，從而引發(fā)上述各種效率問題和額外成本。送風口或回風口位置不當?shù)那闆r很常見，幾乎會抵消所有冷熱通道設計的優(yōu)勢。送風口設計的關鍵在于將其置于盡可能接近設備進氣口的位置，將冷空氣限制在冷通道內(nèi)。對于地板下送風方式的機房，意味著要將打孔地板放置于冷通道內(nèi)。上送風與下送風系統(tǒng)一樣有效，但關鍵還是要將回風口設置于冷通道的上部，而且這些通風口的設計必須能引導空氣向下進入冷通道(而不是橫向擴散)。在上送風系統(tǒng)與下送風系統(tǒng)中，任何通風口若位于不運行設備的區(qū)域，均應暫時關閉。因為這些通風口會阻止回風進入制冷系統(tǒng)，從而降低濕度?；仫L口設計的關鍵在于將其置于盡可能接近

51、設備排氣口的位置，并從熱通道收集熱空氣。在有條件的情況下，可以便用架空吊頂回風，這樣回風口便可以輕松與熱通道進行協(xié)調(diào)工作。當使用高敞開式整體回風天花板時，最好是將制冷系統(tǒng)的進風口盡可能地調(diào)高，并用管道連接熱通道上方的回風口，以協(xié)調(diào)進風口與熱通道。即便只有少數(shù)幾個回風口與熱通道協(xié)調(diào)的簡單回風系統(tǒng)也比房間側(cè)面的單一大型回風口效果要好。對于沒有活動地板或管道系統(tǒng)的小房間，上送風系統(tǒng)與下送風系統(tǒng)通常位于墻角或墻邊。在這些情況下，很難協(xié)調(diào)冷空氣的輸送和熱空氣的回風。通過以下方法可能會提高這些系統(tǒng)的效率。對于上送風設備，將其置于熱通道的一端，并通過管道將冷空氣送至盡可能遠離制冷設備的冷通道。對于下送風設備

52、，將其置于冷通道的一端，并添加吊頂強制通風口或懸掛管道回風口，回風口位于熱通道上方。一項關于回風位置不當?shù)恼{(diào)查顯示，根本原因主要是:個人感覺一些通道冷一些通道熱，并認為這種情況不正常，試圖通過將冷空氣出風口移動到熱通道并將熱空氣出風口移動到冷通道來加以調(diào)整。設計合理的機房旨在達到最佳工作狀態(tài)，即冷熱空氣分離，但人們通常認為這是一種缺陷，他們會采取一些措施來混合空氣，因而降低了系統(tǒng)效率并增加了成本?？偨Y(jié)了送風口與回風口設計缺陷及解決方案。如何計算恒溫恒濕機房內(nèi)所需的冷量來源：中國綠色數(shù)據(jù)中心 作者：機房360 更新時間：2009-5-17 23:17:39 摘要：為了確定空調(diào)機的容量，以滿足機房

53、溫度、濕度、潔凈度和送風速度的要求(簡稱四度要求)。必須首先計算機房的熱負荷。 為了確定空調(diào)機的容量，以滿足機房溫度、濕度、潔凈度和送風速度的要求(簡稱四度要求)。必須首先計算機房的熱負荷。機房的熱負荷主要來自兩個方面：其一是機房內(nèi)部產(chǎn)生的熱量，它包括：室內(nèi)計算機及外部設備的發(fā)熱量，機房輔助設施和機房設備的發(fā)熱量(電熱、蒸氣水溫及其它發(fā)熱體)。這些發(fā)熱量顯熱大、潛熱??； 照明發(fā)熱(顯熱)； 工作人員的發(fā)熱(顯熱小、潛熱大)； 由于水分蒸發(fā)、凝結(jié)產(chǎn)生的熱量(潛熱)。 其二是機房外部產(chǎn)生的熱量，它包括： 傳導熱。通過建筑物本體侵入的熱量，如從墻壁、屋頂、隔斷和地面?zhèn)魅霗C房的熱量(顯熱)； 放射熱(

54、也稱輻射熱)。由于太陽照射從玻璃窗直接進入房間的熱量(顯熱)； 對流產(chǎn)生的熱量。從門窗等縫隙侵入的高溫室外空氣(也包含水蒸氣)所產(chǎn)生的熱量(顯熱、潛熱)； 為了使室內(nèi)工作人員減少疲勞和有利于人體健康而引入的新鮮空氣所產(chǎn)生的熱量(包括顯熱和潛熱)。 總之，人體放出的熱量、縫隙風侵入的熱量和換氣帶進的熱量，不僅使室溫升高，也會增加室內(nèi)的含濕量，因此需要除濕。這部分熱負荷稱為潛熱負荷，而機房內(nèi)所有設備散發(fā)的熱量只是室內(nèi)的溫度升高，這種熱負荷稱為顯熱負荷。與一般賓館、辦公室、會議室等潛熱占有相當大比例所不同的是，計算機、程控機機房內(nèi)的熱負荷是以顯熱負荷為主。因此對于熱負荷狀況不同的場合應選用不同類型的空調(diào)機。通常用顯熱比(SFH)作為空調(diào)機的重要指標。 概略計算(也稱為估算)在機房初始設計階段，為了較快的選定空調(diào)機的容量，可采用此方法，即以單位面積所需冷量進行估算。計算機房（包括程控交換機房）： 樓層較高時，250300kcal/m2h樓