通信机房数据中心精确送风系统技术方案.docx
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通信机房数据中心精确送风系统技术方案
通信机房、数据中心精确送风系统
技术方案
通信机房、数据中心精确送风系统节能优化
１、总体技术要求
1.１系统组成
机房精确送风系统由空调系统、管道系统、送风装置系统组成。
管道系统包括:
送风主风管及支风管、伸缩软管及送风接头。
送风装置包括:
风量调节阀、送风器及送风器与机架接口安装件。
1.2精确送风实现方式
冷通道封闭精确送风是通过上送风方式来实现的。
冷气流经的通道主要包括：
主送风管、支风管调节阀、连接软管、送风器和机柜,如图1所示。
图1冷通道封闭可变风量精确上送风的基本形式
工作原理如图2所示,主风管把来自静压箱的冷风输送各支风管,各支风管均
安装有调节阀，通过调节阀控制送给每个机柜的冷风量。
图２ 上送风方式工作原理示意图
1.3总体技术要求
上送风方式风管设定:
梁下净高度≥3。
７m，送风距离≤１５m.若送风距离＞1５m,应核算最远端的空调送风风压、风量等能否满足工艺设备散热需求，如不能满足,可考虑通过提高空调风机风压以及增加回风管道、诱导风机等辅助手段来满足设备散热需求。
送风主管应满足单列机柜平均３KW的送风量，对于单机柜功耗〉５KW的机柜,建议采用独立集中区域布置方式，并对其进行冷源的专门配备、强化散热或采用其他技术手段。
系统通电要求：
空调系统、调节和监控系统为双路交流市电供电,监控系统宜采用UPS电源.
1。
3。
1机柜风量要求
机柜出风口与进风口的温度差要求≤15℃,单机柜所需风量大于图３（或表１）给出的送风量。
机柜最小送风量按下式计算:
Q=Ｐ/（Cp×ｐ×△ｔ）m3／h
其中,P－—机柜功耗,单位：
W
Ｃp—－空气的比热容，单位：
ｋJ/kg·℃
ｐ-—空气的密度,单位:
ｋg/m3.
△t——机柜出风口与进风口的温度差,可取15℃
当机柜进风温度为2５℃时，上式可简化为Ｑ=3×P／△t=p/５。
表1单机柜送风量与功耗关系表
序号
机柜功耗（KW）
最小送风量（m3/ｈ）
1
≤0。
５
100
2
≤１
20０
３
≤１。
5
30０
４
≤2
４00
5
≤2.5
500
6
≤3
６00
7
≤3。
5
700
8
≤４
800
９
≤4。
5
9０0
10
≤５
1000
图3 单机柜送风量与功耗关系图
１．3.2机房环境
机房冷热通道应进行隔离,在机房实施冷通道封闭精确送风后,机柜前面安装的送风器实现了冷热气流的隔离，整个机柜外部空间形成热通道.
为了保证机房内设备运行的可靠性和维护人员的舒适性，机柜进风口空气温度范围为20~30℃,相对湿度３5%～６５％，空调回风温度≤3５℃。
1.3。
3机柜列间走道
机柜列间距以满足单列开门为基本条件，并尽量增大间距.
对于老机房：
两列机柜间距D≥０.8ｍ，参见图４所示。
对于新建机房:
当两列机柜朝向相同时,间距D≥1m（含单个送风器厚度Ｏ.２m）；当两列机柜朝向不同时，前门间距Ｄ1≥1．2m（含两个送风器厚度Ｏ.４m）,后门间距D2≥O。
8m，即除去送风器厚度后,机柜间距大于O。
8ｍ。
参见图5所示．
图４老机房机柜列间距说明
图5新机房机柜列间距说明
2、各构件技术要求
２。
１空调系统
为了满足冷通道封闭可变风量精确送风的控制需求,机房空调需要作如下技术改进:
空调系统送风量变化范围应不导致空调蒸发器表面结冰,且送风量能够无级调节,推荐送风量调节范围：
70％~100%．
2。
2送风管道
送风管道由以下三部分组成:
主送风管、支风管、伸缩软管和送风接头。
设计主送风管、支风管、伸缩软管和送风接头的尺寸和材质要求如表２：
表2送风管道尺寸和材质要求列表
名称
尺寸
材质
主送风管
矩形，主风管推荐设计风速为８~ｌOm/s，其截面积根据所需输送风量及设计风速确定，风管长短边比小于4:
1,长宽与静压箱匹配;主送风管应设计为长度方向变径形式,以保证内部静压的稳定
推荐酚醛铝箔复合材料，保温材料密度≥6０ｋg／ｍ3,燃烧性能B1级，弯曲强度≥１。
0５MPa,厚度≥20ｍm；如采用镀锌钢板风管,其外表面包裹橡塑保温材料的厚度≥20ｍm
支风管
圆形，直径不小于225mｍ
镀锌钢板螺旋圆风管，其外表面包裹橡塑保温材料的厚度≥20mm
伸缩软管
圆形，直径不小于2２5mｍ
柔性风管,如玻纤布聚脂薄膜铝箔复合金属钢带螺旋软管、铝箔聚脂复合夹丝螺旋软管等
送风接头
圆台形，一端与伸缩软管匹配,另一端与送风器入风口匹配
轻质阻燃塑胶,阻燃等级UL9４－ＦV0，厚度≥2mm,最外面覆盖保温棉（如：
聚氨脂泡沫塑料），厚度≥10mm
2。
3调节阀
调节阀安装在支风管上,其尺寸与支风管相同，直径≥22５mｍ，支持手动调节和自动调节；为便于机房实行风量自动监控调节,可以设置自动调节阀。
通过控制调节阀的开度,实现对每个机柜送风量的精确控制。
其结构如图6所示:
图6 调节阀结构示意图
开度调节范围：
0~１00％;开度调节精度：
±5%。
２。
4送风器
２．4。
1 送风器的结构类型
根据安装方式的不同，送风器分为两类:
门板式送风器和悬挂式送风器，其结构如图７、图8所示.
ﻫ
图7 门板式送风器
2.４。
2门板式送风器的适用条件
１）改造机柜的前门可以拆除;
2）机柜安装接口符合下节尺寸要求.
２．4。
3门板式送风器结构
门板式送风器规格如下：
１）送风器材料规格：
Fe，０8,T1。
5，即冷轧板,材质符合我国的优质碳素冷轧钢08材料,板材厚度为1。
５ｍm；
2）进风孔有效通风１7７mm;
３）机柜内部风压通过上下两排风压调节孔进行调节;
4）挡风板的默认安装间距为200mm，且等间距规则分布，其作用是:
改变风向，确保冷风流向设备侧。
现场可根据送风方式的不同，手动调整挡风板的安装方向；
5） 送风器的有效储风截面为400mm×2０0ｍm的梯形结构;
6）送风器通过门锁及门轴与机柜连接；
７） 门板送风器的上端通过进风口与伸缩软管连接,下端封闭,结构如图９所示。
２。
4.4门板式送风器尺寸系列
门板式送风器的尺寸系列如表３所示:
表3门板式送风器的尺寸系列表
适配机柜高度（Ｈ）
180０mm
2000mm
２2０0ｍｍ
送风器高度（H1）
1675mm
1875mm
20７５mm
送风器宽度（W1）
59４mm
备注:
优选机柜的宽度尺寸为６00mm，其它尺寸规格的机柜适配送风器,需要进行特殊定制。
图8上送风门板送风器示意图
2.4。
５门板式送风器门锁的高度尺寸
门锁距下基准面的距离为1100mｍ永远保持不变,门锁高度与机柜高度无关．其结构如图８所示:
图９上送风门板送风器示意图
1）送风器的有效通风截面为400mｍ×2０0ｍｍ的梯形结构；
2）悬挂送风器背面均布压铆螺母,用螺钉直接将送风器悬挂固定在机柜门上；
３）悬挂送风器的上端通过进风口与伸缩软管连接,下端封闭，结构详见图1１：
２.5门板式送风器与机架安装接口
2.5。
１ 机架的轮廓尺寸
送风器安装在机柜进风侧，送风器安装深度为Ｄ1，机架轮廓如图12所示。
图１0 机架的三维尺寸示意图
２.５．2门板式送风器安装尺寸
门板式送风器的尺寸系列如表5所示：
表５ 门板式送风器安装尺寸表
适配机柜高度（Ｈ）
1８00mm
2000mm
2２0０mｍ
送风器安装高度（H1）
16８0mｍ
1880mm
2080mｍ
送风器安装宽度（Ｄ1）
３0mm
备注:
不同的门锁会导致机柜门厚度的不同。
现场改造时,需要根据待改造机柜的机柜门安装特点，得出送风器安装深度.“30mm”只是参考数据。
２。
５。
３ 机架与送风器相对应的接口尺寸
1、优选改造机架的宽度尺寸为60０mｍ，其他尺寸规格的机架需要进行特殊定制。
2、不同公司、不同规格的机架，送风器安装接口会有所不同，现场改造时,需要根据机柜门的安装接口尺寸来确定送风器安装接口尺寸，图1３中所给出的数据只是参考数据.
3、超大功率机架冷却方式
对于大于5KW的超大功率机架冷却问题,送风冷却系统需要进行相应改进，根据机架功耗配置特点和最小送风量选用合适的支风管、伸缩软管以及送风器。
超大功率机架（大于5KW）建议在机房中集中于某个区域安装,并尽可能靠近冷源布置，并相应配置充足的制冷设备。
３。
1风量需求与机架功耗的关系
在送风温度为２5℃，机架温升为15℃的情况下,单机架最小送风量与其功耗成线性关系,如下所示。
表1０ 单机架送风量与功耗关系表
序号
机柜功耗（KW）
最小送风量（m3/ｈ）
1
≤0。
5
１00
２
≤1
2０0
3
≤1.５
300
４
≤2
４０0
5
≤2。
5
50０
6
≤３
600
７
≤３。
5
７00
８
≤４
800
9
≤４。
５
9０0
10
≤5
1000
11
≤5。
5
1100
12
≤６
12０0
13
≤6．5
1300
14
≤７
140０
１5
≤7。
5
１500
16
≤8
1６０0
17
≤8．5
1７00
18
≤9
１800
4、其他
同一机房区域中尽量采用同一种规格的支风管和伸缩软管，便于施工和管理。
在老机房改造及设备扩容之前,必须首先搜集扩容后机房设备总功耗，单机架最大功耗，现有机房空调的制冷量、额定送风量及机外余压等方面的数据,然后结合设计送风管路进行校核计算，只有在确认机房改造后冷却能力可以满足要求之后，才能进行实质性的机房技术改造。
如果仅针对机房送风管路进行技术改造仍无法满足机房设备扩容的要求时，则需考虑提高机房的冷却能力,如增加机房空调台数、提高机房空调机外余压等.
5、工程要求
5。
1工程规模
本期有两个工程，一个工程为２０１0年福建省通信机房空调系统改造工程，拟在厦门本地网2个机房安装７0套精确通风设备,改造面积10０0平方米;泉州本地网14个机房安装14套精确通风设备，改造面积400０平方米;另一个工程为2０10年福建省ＩDC数据中心机房空调系统改造工程，拟在厦门本地网安装２50套精确通风设备,改造面积3０00平方米。
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