
设计依据与目标
本方案以国家及行业标准为设计依据,遵循安全可靠、节能环保、经济合理的原则,同时力求施工快捷、维护简便。核心标准包括《暖通空调设计规范》、数据中心设计规范及相关专用技术规范,在此基础上实现系统稳定、能效优越的空调与冷却方案。
1.1 气流组织设计
按照数据中心设计规范的要求,机房设备布置采用“先冷后热”的分区原则,热通道与冷通道分区明确、独立设置。机柜以“面对面、背对背”方式布置,相邻两列设备的前面板位于冷通道,背面排风口在热通道,形成清晰的冷热气流分离,提升空调制冷效率。
通过封闭系统将热通道与冷通道进行物理隔离,防止热空气与冷空气混合,减少冷却资源浪费。对机房设备进行逐类统计后,计算整体冷负荷并据此确定空调容量。机房采用冷热通道分离的实用方案,微模块采用密闭热通道设计,采用行间级精密空调,实行前送风、后回风的模式。
IT设备冷负荷与空调容量估算
将数据中心区域按设备类型分为两类:
- 网络机柜:2 kW/柜yy易游
- 标准服务器机柜:3–4 kW/柜
在机房面积约100 m²的情形下,设备总功率按32 kW估算。冷热通道总制冷量可按设备热负荷乘以热量转换系数计算,若热负荷折算系数为0.9,则总制冷量约为28.8 kW。为确保空调系统高效运行并延长设备寿命,通常将系统设计容量定在热负荷的80%左右,因此建议的最小制冷量约为36 kW。基于实际平面布置,设计采用2台25 kW的前送风、后回风的行间级精密空调,形成2+1的冗余配置;室外机安装在室外平台,基座采用混凝土平台。
3.1 冷源配置
机房采用风冷直接膨胀式(DX)精密空调系统,制冷剂为R410A,冷源采用N+X冗余设计,以提升可靠性。由于外部空间有限,室外机采用集中式V型风冷冷凝器布置。与传统分散式平放冷凝器相比,V型换热器布局可在紧凑空间内容纳更多外机,提升换热效率与布置灵活性。
3.2 空调系统原理示意
(示意图/原理图对应的内容在实际方案中提供相应的图文说明与标注。)
3.3 加热与加湿系统配置
结合数据中心环境技术要求,本方案在精密空调系统中增设加热与加湿功能,确保机房在不同工况下均可维持恒温恒湿。环境条件参考数据中心等级要求,重点控制以下指标:
- 冷通道/机柜前风区域温度控制在大致18–27°C,尽量避免结露;
- 露点控制在较低水平,湿度动态范围与场地要求保持一致,一般以相对湿度不超过60%为目标,同时确保露点温度不高于规定上限;
- 主机房环境在停机与开机状态下的温湿度波动控制在规定范围内,确保设备运行稳定。
通过加热与加湿的协同作用,达到机房恒温恒湿的综合目标。
3.4 气流组织设计
设计采用密闭冷通道的气流组织方式,通过对冷通道与热通道的有效分离,抑制冷热气流混合,提升制冷效率并降低能耗。示意图展示了密闭冷通道的结构与布置要点,结合高性能行间级精密空调实现高效制冷,解决局部热点问题,进一步降低PUE值。
设计目标与效果
本方案以高效制冷、节能降耗、稳定可靠为核心目标,通过冷热通道分离、密闭通道结构、V型换热布置与N+X冗余冗余设计,提升系统整体运行效率,降低能耗,并为机房的长期运维提供便捷性与可扩展性。若结合实际场地与负荷变化,可进一步优化容量配置与冗余策略。