数据中心空调空调系统气流组织设计ppt课件
空调房间的气流组织(PPT54页)
Air Conditioning－Chapter 5 置换通风空调效果模拟图
Air Conditioning－Chapter 5 实际气流分布形式
三种典型的送风形式： 混合通风、置换通风、 个性化送风
Air Conditioning－Chapter 5
（四）中送
可采用上下回风或下回（不管上部空间） 适用于高大空间，如高大中庭、高大厂房
（六）风口选择、布置的要点
（1）考虑工作区的温度衰减、速度衰减，贴附长度,送风可到达 的区域
( 2 ) 风口选择的方法
1、由室内负荷确定送风量、送风温差 2、根据建筑空间的特点选择流型和风口类型 3、确定每个风口的流程或服务范围 4、由工作区最大允许风速、流程求送风速度 5、求工作区最大温度波动。若超标准 , 需要 调整设计 , 再重新核算 6、由每个送风口的服务范围求送风口个数和每个送风口的送风量 7、由每个送风口的送风量和送风速度求送风口规格 8 、对于贴附射流需要校核贴附长度 。若不满足要求 , 加大 Vo 或
Air Conditioning－Chapter 5
（a） （a）侧送侧回
（b） （b）散流器送风
（c） （c）孔板送风
上送下回气流分布
Air Conditioning－Chapter 5
（二）上送上回
（a）单侧上送上回 （b）异侧上送上回 （c）散流器上送上回
Air Conditioning－Chapter 5
• 适用：吊顶送风 • 根据顶棚形状和定型产品样本建议的流程、间距，面
积不超过1：1.5 • 盘式：平送 • 送吸式：上送上回 • 直片式：上送或平送 • 流线型：下送
• 方矩形散流器:气流形式为贴附（平送）型
圆形散流器
数据中心IT机房末端气流组织管理
数据中⼼IT机房末端⽓流组织管理从数据中⼼的发展史来看，以提⾼空调的制冷效率、降低机房制冷能耗为推动⼒，数据中⼼IT机房末端的⽓流组织⽅式，从最初的冷热风混合淹没式到冷热通道分离式，再到冷/热通道封闭式及⾏间空调等⽅式的演变，都是围绕着以风为介质进⾏末端空调和IT设备冷热交换效率的优化来进⾏的。
以风为介质进⾏末端空调和IT设备的冷热交换的制冷模式仍然是现阶段数据中⼼的绝对主流应⽤，为实现数据中⼼在不增加投资、不降低数据中⼼可靠性的前提下，对数据中⼼的⽓流组织进⾏精细化管理，降低数据中⼼PUE、节约能耗具有重⼤的现实意义。
先让我们来看看风制冷的理论依据，下式是风量同制冷量的计算式，它反映了在不同温差条件下，风量与热量之间的换算关系。
Qs=Cp*ρ*L*(T1-T2)在通常的室内环境下，其中：Qs是现热量（单位Kcal/h，1KW=860Kcal/h）；Cp是空⽓⽐热（0.24Kcal/kg℃）；L是风量（单位CMH，即m³/h）；ρ是空⽓⽐重（1.25Kg/m³）；T1，T2分别是精密空调的回风温度和送风温度（或IT设备后端出风温度和前端进风温度）；经过上式计算，当精密空调的回风温度和送风温度（或IT设备后端出风温度和前端进风温度）差为10℃时，空调每带⾛1KW热量所需要的风量近似为300CMH。
这个10℃温差我们以机房常⽤温度（回：24~30℃；送：14~16℃）来参考，最新的《数据中⼼设计规范（GB50174-2017）》对机房送回风温差可放宽⾄8~15℃，那么对应的空调每带⾛1KW热量所需要的风量近似为360~200CMH。
由此可见，风受控地流经IT设备内，才能有效地带⾛IT设备的发热。
如果风不流经IT设备内部，风从精密空调出风⼝经其它途径“短路”回到精密空调出风⼝的⾏为，都是低效的和不节能的。
所以我们在进⾏数据中⼼设计、建造、验证和运维的过程中都要注重对⽓流进⾏精细化管理。
数据中心空调
目 录
• 数据中心空调系统概述 • 数据中心空调系统的设计与原理 • 数据中心空调系统的运行与维护 • 数据中心空调系统的能效与节能 • 数据中心空调系统案例分析
01
数据中心空调系统概述
数据中心空调系统的定义与特点
定义
数据中心空调系统是指为数据中心提 供适宜的温度、湿度和空气质量的设 备、设施和技术的总称。
案例二：某数据中心空调系统节能改造
总结词
节能减排、降低成本
详细描述
通过对原有空调系统的升级改造，采用智能控制和变频技术，优化系统运行，降 低能耗和排放，同时减少维护成本，提高运行效率。
案例三：某数据中心空调系统故障诊断与处理
总结词
快速响应、精准诊断
详细描述
该数据中心建立完善的故障诊断和处理机制，配备专业的维护团队，确保在空调系统出现故障时能够快速响应， 精准定位问题，及时修复故障，保障数据中心的稳定运行。
绿色数据中心
为了降低能耗和提高资源利用率， 绿色数据中心的概念逐渐受到重视， 其空调系统也更加注重节能和环保。
数据中心空调系统的分类与比较
风冷空调系统
采用自然风或机械通风方式进 行散热，适用于小型数据中心
。
间接蒸发冷却系统
利用自然冷源，如室外冷空气 或地下水进行冷却，适用于节 能要求较高的数据中心。
特点
数据中心空调系统需要具备高可靠性 、高效性、低能耗和智能化等特点， 以确保数据中心的稳定运行和节能环 保。
数据中心空调系统的历史与发展
早期数据中心
早期的数据中心采用传统的空调 系统，以解决散热和环境调节问
题。
模块化数据中心
随着技术的发展，模块化数据中心 逐渐兴起，其空调系统也更加高效 和灵活。
IDC数据中心空调制冷
通电前检查
确认电源线路连接正确，无短 路或断路现象。
功能测试
分别测试空调的制冷、制热、 送风等功能，确保各项功能正 常运行。
验收记录
详细记录调试过程中的各项数 据和结果，作为验收依据。
04
空调系统运行维护与保养
定期检查项目清单
检查冷却水系统压 力、温度、流量等 参数
检查空气处理机组 过滤器清洁度，及 时更换
冷却塔/冷却水系统
用于冷却制冷主机产生的热量，通过水循环 将热量带走。
控制系统
监测室内环境参数和制冷系统运行状态，实 现自动调节和远程控制。
制冷方式分类与特点
风冷式制冷
通过空气冷却制冷主机，适用于小型数据中心或室外环境。 具有结构简单、维护方便等优点，但制冷效率相对较低。
水冷式制冷
通过水冷却制冷主机，适用于中大型数据中心。具有制冷效 率高、噪音低等优点，但需要配备冷却塔或冷却水系统。
将数据中心产生的余热回收利用， 用于供暖、热水等，提高能源利用 效率。
未来发展趋势预测
智能化发展
模块化设计
结合人工智能、大数据等技术，实现制冷系 统的自适应调节和智能运维。
制冷设备将趋向模块化设计，方便快速部署 和扩展。
高效能、低能耗
多元化能源利用
随着技术进步和环保要求提高，未来制冷系 统将更加高效、节能。
探讨智能化监控技术在提高空调系统性能、降低能耗等方面的应用前景和挑战。
06
空调制冷新技术发展趋势
新型制冷技术介绍及优缺点分析
自然冷却技术
利用自然环境条件（如低温空气 或水）进行数据中心的冷却。优 点是能效高、环保，缺点是受地
理位置和气候条件限制。
液冷技术
使用液体（如矿物油、氟化液等） 作为冷却介质，直接或间接与IT 设备接触，带走热量。优点是散 热效率高、噪音低，缺点是系统
数据中心机房空调气流组织研究
数据中心机房空调气流组织研究数据中心机房是存储和管理大量计算机服务器的关键设施，而机房空调系统则是保证服务器正常运行的重要设备之一。
为了确保机房内的温度和湿度处于合适的范围，机房空调系统必须能够有效地组织气流，以保持适当的温度分布和空气流通。
因此，对数据中心机房空调气流组织进行研究具有重要的理论和实践意义。
首先，合理的气流组织可以有效地降低机房的能耗。
通过优化空气流通路径和风速分布，可以减少冷气流与热设备之间的混合，从而降低冷却负荷。
此外，适当的气流组织还可以减少冷气流的短路现象，提高冷气流的利用效率，进一步降低能耗。
因此，在设计和运行机房空调系统时，需要考虑气流组织的优化，以提高能源利用效率。
其次，良好的气流组织可以保证机房内的温度分布均匀。
在机房内，热设备会产生大量热量，而温度过高可能会导致设备故障或过早损坏。
通过合理的气流组织，可以将冷气流送到热设备周围，有效降低设备温度，保持设备的正常运行。
此外，均匀的温度分布还可以减少设备之间的温差，减轻设备的热应力，延长设备的使用寿命。
最后，合理的气流组织还可以改善机房内的空气质量。
在机房内，由于设备运行产生的微粒、化学物质和湿度等因素，可能会影响空气质量，进而影响设备的正常运行和人员的健康。
通过优化气流组织，可以将污染物排出机房，保持机房内的空气新鲜和清洁，提供良好的工作环境。
总之，数据中心机房空调气流组织研究是一个重要的课题。
通过优化气流组织，可以降低能耗、提高设备的运行效率和寿命，并保证机房内的空气质量。
未来，我们需要进一步深入研究机房空调气流组织的优化方法和技术，以满足日益增长的数据中心需求，同时减少对环境的不良影响。
数据中心空调空调系统气流组织设计
上送侧回通常是采用全室空调送回风的方式，适用于中小型机房。上送风可分为机房顶送、风管送 两种形式。由顶部或侧上方送风的气流首先与室内空气混合，再进入设备或机柜内。机房顶部安装 散流器或孔板风口送风，工作的气流小且均匀，人有良好的舒适感。
数据中心空调空调系统气流组织设计
空气是机房中热、湿和洁净的载体。 大风量，低焓差的理解。 专用空调是节能型空调，送风机也是“节能”的。 保证机房设备环境的良好，必须保证气流循环的正常。 由于目前机架还鲜有水冷或直膨冷的方式，气流依旧是机房中唯一的环境保障载体。 冷却方式目前有5种，空气自然对流辐射、强迫风冷、空气冷却板（散热片加风扇）、液体 冷却板（强制间接液冷）、蒸发冷却（相变冷却）。 液（水）冷是气冷能力的10倍，直膨冷是液冷的几十到上百倍。随着高密度的发展，风冷 方式是有瓶颈的。
机房气流组织可以分为3个部分： 1、机房气流组织
•上送下回还是下送上回 •送风距离（风压） •假地板静压箱 2、机架气流组织 单架容量 机架结构 进风结构 封闭空位 3、设备内的气流组织
送风方式的解释：气流的作用可以认为是稀释有害物（污染源、热源和湿源）。机房内是稀释 热源。
ηa≈100％ (a)层流送风
ηa＝50％ (c)顶送上回
ηa＝50～100％ (b)下送上回
ηa≈50％ (d)上送上回
下送上回方式是大中型数据中心机房常用的方式，空调机组送出的低温空气迅速冷却设备，利用热 力环流能有效利用冷空气冷却效率，因为热空气密度小、轻，它会往上升；冷空气密度大、沉，它 会往下降，填补热空气上升留下的空缺，形成气流的循环运动，这就是热力环流。
数据中心空调系统
噪声对环境的影响
数据中心空调系统的噪声对环境产生一定的影响，主 要表现在以下几个方面
2. 环保：过大的噪声可能对周边生态环境产生影响， 如影响鸟类和昆虫的栖息和迁徙。
1.生活质量。
3. 设备损坏：过高的噪声可能导致设备损坏，增加维 修和更换成本。
优化建议及未来发展方向
• 优化建议：针对以上问题，可以采取以下措施进行优化 • 采用高效、低能耗的空调设备，如采用先进的制冷技术和设备，降低能耗和碳排放。 • 对数据中心进行合理的布局和设计，减少对周边环境和居民的影响。 • 加强设备维护和管理，减少设备损坏和维修更换的频率。 • 未来发展方向：随着科技的不断进步和环保意识的增强，未来数据中心空调系统的发展方向可能包括以下
《数据中心空调系统》
2023-10-29
contents
目录
• 数据中心空调系统概述 • 数据中心空调系统技术 • 数据中心空调系统设计 • 数据中心空调系统运行与管理 • 数据中心空调系统对环境的影响及优化建
议
01
数据中心空调系统概述
定义和作用
定义
数据中心空调系统是指用于保障数据中心服务器、网络设备等关键设备正常 运行，通过冷却、加湿、除尘等技术手段提供适宜的环境条件的系统。
气流组织设计是确保数据中心空调系统有 效工作的关键。应通过合理的布局和避免 涡流来确保气流畅通。同时，应确保设备 均匀散热，以避免任何部分的设备过热。
噪声与振动控制
总结词
低噪声、减震措施、符合环保标准
详细描述
数据中心空调系统的噪声和振动控制对于确 保设备的稳定运行和员工的舒适环境至关重 要。应采取有效的减震措施，降低设备运行
监控与报警
运行状态监控
数据中心空调系统通过监控设备对运行状态进行 实时监测，包括温度、湿度、空气质量等参数。
IDC数据中心空调制冷PPT课件
01
空调制冷系统设计
负荷计算与选型依据
负荷计算
根据数据中心设备功率、人员密度、 照明负荷等因素，精确计算冷负荷和 热负荷，为制冷系统选型提供依据。
选型依据
综合考虑制冷效率、能耗、设备可靠性 等因素，选择适合的空调制冷设备，如 精密空调、冷水机组等。
系统架构及布局规划
系统架构
设计合理的制冷系统架构，包括冷源、冷却水系统、冷却塔、空调末端等部分，确保系统高效稳定运行。
验收标准和方法
空调设备应能按照设计要求 正常运行，各项参数指标符 合规定。
04
自动控制和保护系统应灵敏 可靠，能够实现远程监控和 管理。
01 03
设备外观应完好无损，安装 牢固，无松动或倾斜现象。
02
空调制冷效果应达到设计要 求，室内温度和湿度控制在 规定范围内。
01
运行维护与故障排 除
日常运行管理要求
空调制冷系统能效评估与 优化方法
常见空调制冷技术及其优 缺点比较
IDC数据中心空调制冷实 践案例分析
行业发展趋势分析
绿色数据中心建设对空调制冷技术的要求 智能化、自动化技术在空调制冷领域的应用前景
高效、节能、环保型空调制冷技术发展趋势 空调制冷与数据中心其他系统的融合发展趋势
未来挑战和机遇探讨
01 空调制冷技术面临的挑战及解决方案探讨
空气洁净度要求
尘埃粒子限制
数据中心内的空气洁净度要求高，尘埃粒子直径大于0.5μm的个数应不超过18000个/升。尘埃粒子会对设备运行 产生影响，如堵塞散热器、造成电路短路等。
有害气体控制
数据中心内应严格控制有害气体的含量，如硫化氢、二氧化硫等。这些气体会对设备造成腐蚀，影响设备性能和 寿命。
空调气流组织课件
04
CATALOGUE
空调气流组织的优化设计
气流组织的模拟分析
数值模拟
利用计算机软件模拟空调气流在 空间内的流动情况，分析气流速 度、温度、湿度等参数，预测气 流组织的分布和效果。
实验验证
通过实验手段对数值模拟结果进 行验证，比较模拟与实际结果的 差异，提高模拟的准确性和可靠 性。
气流组织的优化方法
详细描述
上送风通常采用散流器或孔板等设备，将空调的冷风或热风 均匀地送至整个房间。这种送风方式可以避免直接吹向人体 ，减少不适感，同时使室内温度分布更加均匀。
下送风
总结词
下送风方式是指空调的冷风或热风从房间的下部送入，再通过自然的对流或机 械的辅助方式使空气向上流动。
详细描述
下送风通常采用地面盘管、地暖等方式，将空调的冷风或热风通过地面送至整 个房间。这种送风方式可以更好地控制地面附近的温度，使室内温度分布更加 均匀。
送风口位于房间的地面或吊顶内，通过向 下的送风方式，使冷空气自下而上流动， 实现室内空气的均匀降温。
散流器送风
喷口送风
送风口采用散流器形式，通过散流器的扩 散作用，使冷空气在室内均匀扩散，实现 室内空气的均匀降温。
送风口采用喷口形式，通过喷口的定向送 风，使冷空气直接吹向室内人员活动区域 ，实现快速降温和舒适度调节。
家庭的空调气流组织
家庭的空调气流组织需要考虑家庭成员的生活习惯和需求，以确保舒适的生活环境 。
家庭的空调气流组织需要合理设置温度和湿度的控制，以满足家庭成员的需求。
家庭的空调气流组织需要定期清洗和维护，以保证空气流通和室内空气质量。
公共场所的空调气流组织
公共场所的空调气流组织需要考 虑人流密度和空气质量，以确保
空调系统设计方法ppt课件
朝向差别 地域差别 分布差别
.
第二节 空调冷热负荷的计算
湿负荷
人体散湿量 新风带入的湿量 液面或者湿表面的散
湿量
.
第二节 空调冷热负荷的计算
热负荷计算
采暖热负荷计算
空调热负荷计算（附 加新风加热量）
.
第二节 空调冷热负荷的计算
三、空调冷负荷估算
作为方案设计和初步 设计的参考
举例
过程设计
充分考虑非满负荷运 行的工况
措施：冷负荷考虑分 析，设备节能分析， 设备匹配选型
.
第二节 空调冷热负荷的计算
空调冷负荷计算的内 容
建筑围护结构 外窗辐射照明 人体散热 照明散热 设备散热 实物物料散热 新风散热 伴随散热的潜热
.
第二节 空调冷热负荷的计算
冷负荷估算
水容量的2~3%选择
一般，一万平方米左右建筑空调水系
统膨胀水箱的容积为2~4立方。
.
六、末端设备的选择
1、风机盘管的选择
风机盘管有两个主要参数：制冷（热）量和送风量，故有风机盘管的选择
有如下两种方法：
（1）根据房间循环风量选：房间面积、层高（吊顶后）和房间换气次数三者的乘积即为 房间的循环风量。利用循环风量对应风机盘管高速风量，即可确定风机盘管型号。
卧式离心泵
.
立式离心泵
2、水泵型号含义
SLS 200 - 250
3、水泵选择的步骤
叶轮名义直径 泵进出口公称直径 SLS单级单吸立式离心泵
.
第一步：水泵流量的确定
1.冷却水流量：一般按照产品样本提供数值选取，或按照如下 进行计算，公式中的Q为制冷主机制冷量
公式
Q(kW)
L(m3/h)=
5-空调房间的气流组织
★ 孔板送风方式
Δ局部孔板送风：k<50% Δ全面满布孔板送风：k>50% ★ 采用孔板送风应注意的问题
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典型的空气分布方式及计算条件
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考虑射流受限的修正系数
■图的横坐标： ■非贴附射流：x x F0 ； ■下送散流器：x x F0 ■贴附射流：x 0.7x F0 ； ■径向贴附散流器：0.1l 0,1l F0 ■扁射流： x x H
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
三、平行射流的叠加 link
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射流轴心速度的衰减公式
射流主体段轴心速度的衰减规律的经典公式： ux0 0.48
u0 ax0
以风口作为起点则上式为：ux
u0
0.48
ax d0
0.145
d0
忽略极点到风口的距离，有
ux u0
0.48
ax d0
0.48 a
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侧送侧回
特点：
■ 射流到达工作区前已与房间 空气进行了较充分的混合
■ 速度场与温度场较均匀稳定 ■ 工作区处于回流区 ■ 射流射程比较长，射流能充分
衰减，故可以加大送风温差 ■ 应用最多的气流组织
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上送下回
特点：
■ 送风气流不直接进 入工作区，与室内 空气有较长衰减的 混掺.
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第一节 概述
◆ 经过空调系统处理的空气，经送风口进入空调房间与室内 空气进行热质交换后由回风口排出
◆ 上述过程必然引起室内空气的流动，形成某种形式的气流 流型和速度场
◆ 不同的恒温精度、洁净度和不同使用要求的空调房间，也 要求不同形式的气流流型和速度场
空调房间的气流组织PPT64页
(二)半经验公式
若用Fn表示垂直于单股射流的房间横截面积，则 射流自由度可表示为 Fn / d0
射流的无因次距离为 x ax / Fn 第Ⅱ临界断面的无因次距离为 x =0.2 最大回流平均速度vhp
vhp Fn 0.69 v0 d0
12
四、平行射流的叠加
当两股平行射流距离比较 近时，射流的发展互相影 响。在汇合之前，每股射 流独立发展。汇合之后， 射流边界相交，互相干扰 并重叠，逐渐形成一股总 射流。总射流的轴心速度 逐渐增大，直至最大，然 后再逐渐衰减直至趋近于 零。
9
三、受限射流
当射流边界的扩展受到房间边壁影响时，就 称为受限射流。
不管是受限射流还是自由射流，都是对周围 空气的扰动，它所具有的能量是有限的，它 能引起的扰动范围也是有限的，不可能扩展 到无限远去，而受限射流还要受到房间边壁 的影响，因此形成了受限射流的特征。
10
(一)受限射流的几何形状
当射流不断卷吸周围空气时，周围较远处空气流必然要来补充，由于边 壁的存在与影响，势必导致形成回流(见图8-3)。而回流范围有限，则促 使射流外逸，于是射流与回流闭合，形成大涡流。在所谓的第Ⅱ临界断 面处，将出现极值:射流断面最大，射流流量最大，回流流速最大。
36
二、经济指标
气流组织设计的任务，就是以一定型式送进房间一定数量经过处理成 某种参数的空气，用以消除室内一定量的某种有害物使室内工作区空
气的某些参数的值和波动范围达到设计要求。换句话说，消除室内某
种有害物是以投入能量为代价的。因此，作为评价气流组织的经济指
标，就应能够反映投入能量的利用程度，为此，引入“投入能量利用
1
第八章 空调房间的气流组织
概述 送风口空气射流 回风口的空气汇流 送、回风口型式 气流组织的评价指标 气流组织形式 气流组织设计计算
数据中心机房上送风空调气流组织及运行模式分析
数据中心机房上送风空调气流组织及运行模式分析摘要：在信息时代下，计算机运行得越来越快，整体上的集成度也越来越高。
当前国内外都在中心数据机房内，统一集中放置数据设备，所以机房内部的经济性、现实意义、能源消耗密度都相当高。
所以，这样的机房常常会出现温度过高问题，相应的空调整体气流组织存在不合理，总的运行效果也不甚理想，甚至危及机房的安全性。
基于此，本文以某机房为背景，主要分析上送风空调及其气流组织、整体运行模式，仅供参考。
关键词：数据中心；气流组织；上送风空调；运行模式在数据中心机房，主要提供信息化服务，集中放置、运行数据设备。
在数据中心机房剧增的背景下，机房能耗日益增加，相应的单台机柜总的容量也变得更大。
所以，机柜需要进一步提升散热效果，传统精密空调现已不能达到单机柜高密度功耗方面的要求。
而上送风空调体系，充分集成了节能技术，还利用了自然冷源，并且优化了气流组织，改善了运行模式，令空调运行效率更高，达到数据中心机房的温度要求。
一、数据中心机房专用上送风空调目前，上送风空调以其建设投资少、周期短等优势，获得了很广泛的应用。
在中心数据机房，一般空间紧闭、机架高大、设备发热量大、位置固定等。
所以，在机房室内，经常会固定上送风空调机及其出风口。
但出口往往风速较大，会出现一种独特的气流稳态场。
当机房内确定机架、空调机的安装地方后，就形成了气流场，且难以再改变。
在部分局部区域，往往并不利于气流场，相应的冷量输送也很少，以至于局部温度急剧升高。
所以，应注意灵活调整开启空调机的状态，以改善气流场的稳态方式。
根据开启后的最佳气流场，从各局部实际出发，来选择上送风空调日常的运行模式。
通过重点监测空调运行用能情况，来有效降低整体能耗。
现阶段，空调专业人员往往仅参与初始调试空调状态。
广大维护人员也大多是电子专业工作人员，甚少了解流体、传热等方面的知识，缺乏气流组织的认知，常常凭经验来选用运行模式，随意开启空调机、随机选择运行模式，以至于增大制冷量、延长开启时间，常常违规调低设定温度，或上报主管部门申请增设空调机。
数据中心新风系统设计以及热密度
数据中心新风系统设计以及热密度数据中心新风系统设计数据中心新风主要为提高数据中心内空气质量,保持正压,以及保证人正常工作的需求;每人≥40m3/h；维持机房正压所需的新风量主机房对走廊或其它房间之间的正压≥5Pa、对室外的正压≥10Pa;数据中心应确定一个适宜的新风量,新风量过小或过大不能满足机房温、湿度和洁净度的要求;建议按维持数据中心所需正压值和每人≥40m3/h两项中的较大值计算新风量;维持机房正压所需新风量较难计算;要维持机房对走廊或其它房间的正压≥5Pa,则通过机房门窗等缝隙的出风速度≥s,新风量应为缝隙总面积与出风速度的乘积；由于缝隙总面积很难计算,因此维持机房正压所需的新风量亦难于计算;由于维持机房正压所需新风量难以计算,根据经验及参照洁净室的设计,可按1-2次换气/h 来计算新风量;若机房四周围护结构的密封性较好,可采用≥1次换气/h来计算新风量；若密封性较差,可适当提高换气次数并采取密封措施;最有效并且节能的办法是对四周围护结构采取密封措施,特别应注意活动地板下和吊顶内的密封,所有穿过机房围护结构的管线敷设后均应将孔洞封堵严密防止漏风;新风量大的优点在于：1 较易维持机房的正压；2 可供给工作人员较多的新鲜空气;缺点在于：1在我国许多地区,夏季新风热、湿负荷均较大,若新风量大,将会给空调系统增加较大的负担；例如夏季若将5000m3/h新风处理到机房内的状态温度23℃、相对湿度55%,北京地区需冷负荷,上海地区需冷负荷72kW;2在较寒冷的地区,若冬季新风量大,所需的加湿量和加热量均较大;例如冬季若将5000m3/h新风处理到机房内的状态温度20℃、相对湿度55%,北京地区需加湿量h；大型机房专用空调机每台的加湿量仅8-10kg/h,若新风量大将给空调系统增加很大负担;在较寒冷的地区,冬季若直接将大量新风未经加热直接送入机房,当新风温度低于机房露点温度时易引起结露现象,此时须将新风加热后再送入；若新风量大,所需加热量大,造成能源的浪费; 3新风量大,所需新风过滤器数量多,初投资和维护工作量均较大;新风量小的优点在于：1夏季处理新风所需空调负荷小,冬季所需加湿量和加热量亦小,节省初投资和运行能量；2所需新风过滤器数量少,初投资和运行维护费用均较小;新风量小的缺点在于：1较难维持机房所需的正压值;若机房正压值低甚至是负压,机房的温湿度和洁净度很难维持；2室外未经处理的空气通过门窗等缝隙直接进入机房,夏季在较潮湿地区造成机房相对湿度过高,冬季在较寒冷地区造成机房相对湿度过低;由于室外空气未经过滤经缝隙进入,机房洁净度亦无法保证;新风系统一般采用新风机组对新风进行预处理后,送入机房与回风混合再进入专用空调机处理；新风系统应包括新风过滤装置和新风温、湿度预处理装置：1新风过滤装置;最少应有两级空气过滤器,第二级过滤器应为亚高效空气过滤器,才有可能保证机房的洁净度达到所需的要求;室外空气质量差的区域,需采用三级过滤;2新风温、湿度预处理装置;用新风机对新风进行预处理,夏季降温、降湿,热泵式空调机冬季还可用于加热；在较寒冷的地区,冬季热泵式空调机不能制热运行或制热量不够时,需另加新风加热器以防新风送入机房后结露;为保证数据中心内新风需求和避免不必要的浪费,建议采用新风量设计和智能控制相结合的方式来达到较好效果;数据中心热密度数据中心的热密度越来越高,从原来的1-2Kw/Rack,到5-6kW /Rack,10kW /Rack,在目前的超算数据中心已经出现了80 kW /Rack的案例;高热密度设计随着IT设备的变化在发展,但低于几年前的预测,因为随着计算能力的迅速提高,IT节能技术也在发展,IT设备的功耗增加并不如10年前预测的单机柜平均达到15kW,目前单机柜功率维持在3-7kW左右,很多互联网或者云计算客户,单机柜功率可达10kW左右,部分超算用户单机柜较高,可达几十kW;总体上高热密度需求在逐步提高,但步伐比预测要小;根据国内外已有的客户案例,并结合数据中心行业的发展趋势,一般认为单机柜散热量 > 7KW为高热密度数据中心;单机柜指常见的一台标准服务器机柜,参考尺寸是：宽度600mm~800mm,深度1000mm~1200mm,高度2000mm~2500mm;高热密度对数据中心空调设计产生了较大的影响,如气流组织,空调设备和机柜的相对位置,甚至芯片冷却;高热密度数据中心一般采用靠近热源的冷却方案,如列级空调和机柜级空调;通常高热密度设计会使空调系统能效更高,降低数据中心PUE,主要的原因在于：1高热密度通常可以使回风温度更高,可以提高冷源效率,增加自然冷却时间；2风机更接近热源,风机能耗更低；3单位面积空调系统冷源的输送效率更高;采用高热密度除适应IT设备和减少占地面积外,也可以降低PUE,降低空调系统能效,所以在有条件是可以多考虑采用高热密度数据设计,投资回报率较高;。
[全]数据中心的2大气流组织形式
![[全]数据中心的2大气流组织形式](https://img.taocdn.com/s3/m/a2a994afbe23482fb5da4c63.png)
[全]数据中心的2大气流组织形式数据中心对环境要求要了解数据中心对环境的要求，我们最先要了解的是由ASHRAE TC9.9委员会发布的《数据处理设备热指南》。
这项指南一共进行了4次修改发布，最初发布是2004年版的。
2008年版本：扩大了温湿度的建议范围。
（1）从温度的角度分析，温度过低会造成过度冷却，不仅增加了冷却设备的能耗，而且容易产生凝露，造成元器件腐蚀或短路；温度过高会造成电子设备过热而发生运行故障的概率增大。
（2）从湿度的角度分析，湿度过低容易产生静电，湿度过高会产生凝露，这些现象都会给元器件造成损坏。
当前主流厂家的电子信息设备均能够在进风温度18～27 ℃下良好运行。
正是基于电子信息设备自身运行环境日渐宽松，其本身耐热耐燥能力逐渐增强，因此，当前主流厂家的电子信息设备均能够在进风温度18~27 ℃下良好运行。
表1 ASHRAE TC9.9数据中心温湿度的建议范围2011年版本：更新了服务器进风温度的分级等级。
（1）增加了温湿度建议范围。
2011版《数据处理设备热指南》的温湿度建议范围在焓-湿图上的温湿度包络区域如图1所示，最里面的包络区域为ASHRAE TC9.9委员会推荐的温湿度区域，其他包络区域由内向外逐步扩大，依次分别为A1，A2，A3和A4四个等级区域。
图1 ASHRAE TC9.9（2011版）温湿度建议范围在焓-湿图上的表示（2）2011版分级的温湿度推荐范围与2008年版保持一致，温湿度允许范围有些变化。
表2 ASHRAE TC9.9（2011版）数据中心温湿度推荐范围和允许范围（3）将2008版的数据中心温湿度范围（分为1级和2级）调整为2011版的A1，A2，A3和A4四个等级。
表3 ASHRAE TC9.9的2008版和2011版数据中心环境分级2015版本：温湿度推荐范围的湿度要求有所变化。
2015版本数据中心温湿度建议范围如表4所示。
相比2011版，变化主要在于统一了A1，A2，A3和A4等级的温湿度推荐范围的湿度下限，如图2所示。
3.机房空调与气流组织
3.机房空调与气流组织机房对机房空调的要求机房是数据处理中心，安装有大量的计算机、磁带机、磁介质、交换机、路由器等对环境温湿度、洁净度要求较高的精密设备，对机房环境有严格的要求，其中最重要的是机房温度、湿度和洁净度三个指标。
机房专用空调(精密空调)是为计算机机房(包括程控交换机房)专门设计的特殊空调机，精密空调系统的设计是为了进行精确的温度和湿度控制，精密空调系统具有高可靠性，保证系统终年连续运行，并且具有可维修性、组装灵活性和冗余性，可以保证数据机房四季空调正常运行。
计算机机房专用空调在设计上与传统的舒适性空调有着很大区别，二者为不同的目的而设计，无法互换使用。
计算机机房内必须使用机房专用空调。
机房专用空调设备类型机房专用空调设备制冷系统形式很多，可以根据工程项目的特点，选用不同的制冷系统。
机房专用空调机组制冷系统主要冷却形式有风冷式、水冷或乙二醇水冷式、冷冻水式、双冷源系统等。
能效评估PUE值可以从1.0到无限大，国际较先进的机房通常在1.5-2.0。
机房空调节能措施1.机房专用空调设备选型在对自控新风冷气机设备进行选型过程中，机房的热负荷和换气次数是最为重要的参数依据，因为这两项参数决定了机房的温湿度能否得到恒定以及机房的洁净度能否得到满足。
所以我们在机房专用空调设备选型时先选定这两项数据，然后再对选定的新风设备型号进行其它次要数据项的验证。
根据机房热负荷及换气次数的计算，可以对机房专用空调设备的设备型号进行选定。
2.空调系统设计一般空调系统设计时，系依“最大负荷再加上20-50%预留负载量”而设计；实际运行时，空调系统均并未达满负载状态，系统存有甚大的冗余；因此空调系统需要：将不必要的冗余空调负载减供；将无效使用的进行无效能减供；有效使用大自然新风供冷的制冷能力。
3.机房空调的和谐制冷设置(13种手段)（1）提高制冷系统温度设置值。
为了最大限度的提高容量和优化效率，设置点不应低于维持设备进气温度所需的数值。
数据中心建设ppt课件
UPS电源
负载
N/N+1 系统
N/N+1 系统
模式二 负载
N/N+1 系统
模式三
N/N+1 系统
STS STS
负载
供配电系统
UPS电源容量的确定
容量的确定： 1、根据设备实际负荷计算（适用于搬迁扩建类机房）； 2、根据机柜功率密度估算； 3、根据单位面积功率密度估算。
安全性与经济性的权衡？
2001年4月
热插拔电器元件
2001年4月
三、供电方案
高密度机柜配电
机柜外部或地板下安装
2001年4月
供配电系统
末端配电
1.每台机柜双路电源供电； 2.UPS配电线路采用屏蔽电缆； 3.插接件:采用工业连接器及机柜PDU； 4.布线方式:金属桥架或线槽保护; 5、负荷：网络机柜按照3KW设计，服务器机柜按照5KW设计。
2、虚拟化技术的应用 根据VMware、Microsoft和 EMC的相关数据，服务 器的利用率通常只有5%-15%，直连存储系统的利用 率通常只有20%-40%。从数据的利用率来看，企业 系统中通常有70%的数据几乎从来不存取。
3、KVM设备的应用 有效减少显示器的数量
北京科海致能科技有限公司
绿色机房——节能
实用性1.增加建筑使用面积，墙体厚薄可自由选择 2.空间划分灵活 3.美观、清洁、舒适，现场完工即可迁入办公， 不污染环境、不产生大量废料，具有环保和 节约资源的效果 4.隔热、隔音、吸音及抗震具有国际先进水平 的建筑内装修，内隔断装饰材料要求 5.静电防护涂装处理特殊工程要求
装饰工程
不锈钢包框铯钾防火玻璃隔断
—合理的设备布局，高密度机柜分散布置 —局部增大送风量
数据中心新型冷却方式介绍(1)：顶置对流空调系统(OCU)
数据中心新型冷却方式介绍（1）：顶置对流空调系统从2018年开始，北京、上海、深圳等一线城市，陆续出台“PUE新政”。
2018年9月，北京提出全市范围内禁止新建和扩建互联网数据服务、信息处理和存储支持服务数据中心（PUE值在1.4以下的云计算数据中心除外）。
上海也出台类似政策，存量改造数据中心PUE不得高于1.4，新建数据中心PUE限制在1.3以下。
2019年4月，深圳提出PUE1.4以上的数据中心不再享有支持，PUE低于1.25的数据中心，可享受新增能源消费量40%以上的支持。
为了降低PUE，近几年数据中心新型末端冷却方式不断涌现，顶置对流空调、热管、水冷背板、液体冷却等等。
接下来，我将对新型冷却方式进行介绍。
1. 顶置对流空调系统组成顶置对流空调系统组机组主要由框架、冷冻水盘管、进出风温湿度传感器、控制系统、电动压差调节平衡阀、冷冻水管路等组成。
顶置对流空调安装位置为服务器机柜进风面上方，无需设置风机，利用空气的物理特性，冷、热空气自然流动。
某大型数据中心采用这种新型冷却方式。
单排设置20台机柜，2排一组，每排机柜上面设置3台顶置对流空调，每组设置6台顶置对流空调，按5+1冗余模式配置。
图1 顶置对流空调系统示意图一图2 顶置对流空调系统示意图二图3 顶置对流空调接管示意图2.运行原理顶置对流空调安装位置为服务器机柜进风面上方，无需设置风机，利用空气的物理特性，冷、热空气自然流动。
顶置对流空调运行时，气流组织CFD模拟图如下。
15℃低温冷冻水进入顶置对流空调的冷冻水盘管，被机房热空气加热后，成为21℃高温冷冻水，高温冷冻水经冷冻站冷水机组/板式换热器冷却后，再次成为15℃冷冻水，送往机房顶置对流空调，完成冷冻水循环。
服务器自带风扇，会使得热通道内压力大于冷通道。
服务器排出的32℃热风在热通道自然上升，在机柜顶部及顶置对流空调前部集聚，经冷冻水盘管冷却，成为18℃冷风，机组被服务器自带风扇吸入服务器内部降温，完成空气循环。
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η a≈100％
(a)层流送风
η a＝50～100％
(b)下送上回
η a＝50％
(c)顶送上回
η a≈50％
(d)上送上回
4
下送上回方式是大中型数据中心机房常用的方式，空调机组 送出的低温空气迅速冷却设备，利用热力环流能有效利用冷 空气冷却效率，因为热空气密度小、轻，它会往上升；冷空 气密度大、沉，它会往下降，填补热空气上升留下的空缺， 形成气流的循环运动，这就是热力环流。
21
机房气流组织的五原则： 1、约束气流、避免自由 2、同程路径，防止差异 3、堵塞空位，阻止空流 4、拉开送回，不要短路 5、封闭通道，决不掺混
22
液（水）冷是气冷能力的10倍，直膨冷是液冷的几十到 上百倍。随着高密度的发展，风冷方式是有瓶颈的。
2
机房气流组织可以分为3个部分： 1、机房气流组织
•上送下回还是下送上回 •送风距离（风压） •假地板静压箱 2、机架气流组织 单架容量 机架结构 进风结构 封闭空位 3、设备内的气流组织
3
送风方式的解释：气流的作用可以认为是稀释有 害物（污染源、热源和湿源）。机房内是稀释热源。
弥漫式送风 存在大量掺混， 效果无法预测。
6
7
8
9
10
11
12
1314ຫໍສະໝຸດ 5位置决定价值16
排队方式不如面对面
150C
上 送 风 空 调
送风管
150C
设备机柜
40~450C
28~300C
32~350C
V3
150C
设备机柜
20~250CV1
V2
17
没有约束不成规矩
18
小小盲板大作用
数据中心空调空调系统气 流组织设计
1
空气是机房中热、湿和洁净的载体。
大风量，低焓差的理解。
专用空调是节能型空调，送风机也是“节能”的。
保证机房设备环境的良好，必须保证气流循环的正常。
由于目前机架还鲜有水冷或直膨冷的方式，气流依旧是 机房中唯一的环境保障载体。
冷却方式目前有5种，空气自然对流辐射、强迫风冷、空 气冷却板（散热片加风扇）、液体冷却板（强制间接液 冷）、蒸发冷却（相变冷却）。
19
直接堵死你怪谁
20
推荐风速
室内允许噪声 dB（A）
25～35 35～50 50～65 65～85
主管风速 m/s
3～4 4～6 6～8 8～10
支管风速 m/s
≤2 2～3 3～5 5～8
新风入口风速 m/s
3 3.5 4～4.5 5
一般建议： 1、架空地板截面，风速≤2.5m/s 2、冷通道穿孔地板处，可通风面积处，风速≤2m/s 3、机架底部进风，风速≤3.5m/s 4、机架前面板进风，风速≤2.5m/s 5、空调上送风，以空调噪音为指标。 6、有风管送风，参照上表。
下送上回风具有以下显著 优点: (1)有效利用冷源，减少 能耗。 (2)机房内整齐、美观。 (3)便于设备扩容和移位。
5
上送侧回通常是采用全室空调送回风的方式，适用于中小型 机房。上送风可分为机房顶送、风管送两种形式。由顶部或 侧上方送风的气流首先与室内空气混合，再进入设备或机柜 内。机房顶部安装散流器或孔板风口送风，工作的气流小且 均匀，人有良好的舒适感。