數(shù)據(jù)中心配置機房專用空調(diào)系統(tǒng)

數(shù)據(jù)中心建設(shè)在總體設(shè)計中，主要從TCO、總體空間規(guī)劃、合理氣流組織、系統(tǒng)融合構(gòu)建等方面考慮節(jié)能途徑與節(jié)能措施。數(shù)據(jù)中心的總體設(shè)計更需要關(guān)注工程初期設(shè)計的合理性和適用性，充分考慮到如何在建設(shè)期和運營期內(nèi)降低數(shù)據(jù)中心的日常運營成本，即能耗成本，同時降低數(shù)據(jù)中心的TCO，以提高數(shù)據(jù)中心的整體經(jīng)濟效用比。

專業(yè)化、高等級的數(shù)據(jù)中心已從一幢建筑體逐漸發(fā)展成為建筑群體。例如，災(zāi)難備份中心包括數(shù)據(jù)中心機房主體建筑、動力中心、辦公樓、配套研發(fā)樓和生活輔助樓等。數(shù)據(jù)中心合理的總體規(guī)劃、空間與平面布局是依據(jù)建設(shè)需求進行總體設(shè)計的第一步，也是重要的一步。總體規(guī)劃確定數(shù)據(jù)中心的等級規(guī)模和系統(tǒng)構(gòu)成，空間與平面布局確定數(shù)據(jù)中心機房的場地分隔、工作流程以及建設(shè)工藝?，F(xiàn)行數(shù)據(jù)中心采用機房密閉護圍、大空間、少隔斷、適宜的空間容積、人機區(qū)域分離、區(qū)域集中監(jiān)控等，這些都是新一代數(shù)據(jù)中心空間與平面布局所崇尚的設(shè)計理念與節(jié)能策略。

機房的建筑圍護

數(shù)據(jù)中心通過機房專用空調(diào)的運行來確保IT設(shè)備運行所需的特定溫濕度環(huán)境。因此，數(shù)據(jù)中心建筑圍護的熱工特性是影響機房專用空調(diào)設(shè)備能效的重要因素之一。

各地氣候條件差別非常大，全國劃分為五個氣候區(qū)域，建筑節(jié)能對不同氣候區(qū)域的建筑圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱要求有著不同的規(guī)定。

對于建筑體內(nèi)的數(shù)據(jù)中心機房區(qū)域，其環(huán)境溫度和濕度是基于設(shè)備環(huán)境的要求和機房設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)而定的，通常需要在符合《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的前提下，加強對數(shù)據(jù)中心機房區(qū)域進行建筑熱工復(fù)合計算和設(shè)計處理。同時，根據(jù)數(shù)據(jù)中心所在外部環(huán)境、機房區(qū)域位置的內(nèi)外部環(huán)境，以及數(shù)據(jù)中心內(nèi)各功能區(qū)域相鄰布局的內(nèi)部環(huán)境，對IT關(guān)鍵設(shè)備區(qū)域加強措施，合理計算保溫隔熱的熱工參數(shù)，選擇適宜的圍護結(jié)構(gòu)與材料。使用傳熱系數(shù)（K）值小的絕熱材料，對頂、地、墻的六方體進行絕熱，以減少圍護結(jié)構(gòu)四周的傳熱系數(shù)，整體將數(shù)據(jù)中心的機房區(qū)域包裹起來，可以達到較好的密閉保溫節(jié)能效果。

對數(shù)據(jù)中心的主機房區(qū)域應(yīng)當(dāng)采用無窗密閉護圍，以避免和減少進入室內(nèi)的太陽輻射以及窗或透明幕墻的溫差傳熱，是降低空調(diào)能耗的主要途徑和措施之一。對數(shù)據(jù)中心的支持區(qū)和輔助房間等功能區(qū)采用有窗玻璃護圍時，應(yīng)該控制建筑朝向及窗墻面積比，采用雙層玻璃窗或low-e玻璃（幕墻），并輔助采用遮陽設(shè)施（外遮陽、內(nèi)遮陽等）來減少太陽輻射量。

空調(diào)系統(tǒng)

數(shù)據(jù)中心機房專用空調(diào)設(shè)備的主要節(jié)能途徑和節(jié)能措施包括制冷負(fù)荷計算、合理設(shè)定參數(shù)、送回風(fēng)方式、選用高能效比設(shè)備、冷熱風(fēng)預(yù)處理以及動態(tài)組合運營等。

計算數(shù)據(jù)中心制冷負(fù)荷包括數(shù)據(jù)中心機房內(nèi)設(shè)備的散熱、建筑圍護結(jié)構(gòu)的傳熱、太陽輻射熱、人體散熱散濕、照明設(shè)備散熱和新風(fēng)負(fù)荷等。合理控制數(shù)據(jù)中心區(qū)域內(nèi)的制冷參數(shù)，即設(shè)定合理的溫濕度。據(jù)有關(guān)報道，制冷參數(shù)變化1℃，可能會產(chǎn)生5%~10%能耗變化。

高效率地設(shè)計和布置送回風(fēng)方式以及送風(fēng)與回風(fēng)通道。選用制冷性能系數(shù)和能效比高的空調(diào)設(shè)備，應(yīng)當(dāng)考慮采用高于《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定中建筑空調(diào)設(shè)備和《計算機和數(shù)據(jù)處理機房用單元式空氣調(diào)節(jié)機》規(guī)定中機房專用空調(diào)設(shè)備的最低能效比指標(biāo)。采用冷熱預(yù)處理的新風(fēng)通風(fēng)換氣系統(tǒng)。適當(dāng)進行空調(diào)設(shè)備組合配置，能夠動態(tài)提高制冷系統(tǒng)的效率。對大型數(shù)據(jù)中心機房空調(diào)系統(tǒng)適宜采用制冷性能系數(shù)和能效比較高的冷水機組空調(diào)系統(tǒng)。

機房專用空調(diào)系統(tǒng)需要對溫濕度進行精確控制，空調(diào)機具有四種功能：制冷、電加熱、加濕和除濕。目前多數(shù)數(shù)據(jù)中心采用多臺空調(diào)獨立運行模式，可能會產(chǎn)生某些問題：由于產(chǎn)品的非一致特性、參數(shù)設(shè)置的不合理以及機房氣流組織的不確定性，可能導(dǎo)致同一機房內(nèi)多臺空調(diào)運行在不同的狀態(tài)，即有些空調(diào)在加濕狀態(tài)而有些空調(diào)在除濕狀態(tài)，白白消耗能源。針對上述情況，現(xiàn)在大多數(shù)設(shè)備廠家推出了機房專用空調(diào)群控系統(tǒng)，使同一機房內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)工作在相同的狀態(tài)上，從而避免了能源的無謂消耗。

也有部分用戶取消了機房專用空調(diào)機內(nèi)的小功率加濕器，轉(zhuǎn)而采用獨立大功率的加濕系統(tǒng)，同時根據(jù)熱負(fù)荷的實際情況自動調(diào)節(jié)空調(diào)風(fēng)機送風(fēng)的變風(fēng)量系統(tǒng)。目前已有廠家推出了這樣的產(chǎn)品，在實際運行中起到了顯著的節(jié)能效果。雖然在設(shè)備采購成本上有所增加，相信在不久的將來，隨著技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品價格會趨于合理。目前還有一些空調(diào)方面的節(jié)能方案，已經(jīng)在節(jié)能方面取得了可喜的效果，但由于技術(shù)和產(chǎn)品價格等原因，還沒有被普遍采用?？照{(diào)節(jié)能主要有以下幾種方式：

1）自然冷卻系統(tǒng)。利用冬季氣溫較低的氣候條件，通過盤管換熱器為機房提供冷源，節(jié)省了空調(diào)機組的用電量，這也是目前采用比較多的一種方式。

2）轉(zhuǎn)輪換熱系統(tǒng)。利用轉(zhuǎn)輪換熱技術(shù)，在換熱效率上有了較大的提升，節(jié)能效果顯著，在新風(fēng)系統(tǒng)中已有大量的應(yīng)用，但在機房制冷方面存在設(shè)備安裝、濕度控制等方面的難題有待技術(shù)上的進一步完善，目前還停留在實驗階段。

3）自然風(fēng)冷卻系統(tǒng)。將冬季室外冷空氣經(jīng)過處理后直接用于IT設(shè)備冷卻，在冬季較寒冷地區(qū)具有非常好的節(jié)能效果。但是存在濕度和空氣潔凈度難以控制等問題，該系統(tǒng)的使用還在嘗試階段。

4）濕膜制冷系統(tǒng)。利用水分蒸發(fā)吸熱制冷，主要用于長年濕度較低的地區(qū)。目前一些機構(gòu)正在與廠家聯(lián)合研制，并已取得一定的成果。

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