油田云計算機房暖通系統的設置

韓艷平 大慶油田設計院

油田云計算機房暖通系統的設置

韓艷平 大慶油田設計院

為有效解決信息資源利用率和共享問題，大慶油田某研究院計劃建設云計算機房，機房總面積約3 200 m2，計劃擺放機柜520個，附屬房間包括辦公室、通風機房、冷凍水機房、消防設施間等，空調負荷預計將達到1 800 kW。方案采用地板下送風，吊頂回風的形式。有資料表明，電子信息系統機房內空調系統的用電量約占機房總用電量的20%～30%，因此空調系統的節能措施是機房節能中的重要環節，鑒于大慶屬嚴寒地區，機房空調全年運行中利用自然冷卻時間較長，采用風冷冷水機組可大幅提高機房的PUE值，節能效果顯著。方案中將環狀管網和枝狀管網兩種走線方式作為備選，并將加濕段分設于各室內機內。

云計算；機房；恒溫恒濕；回風設置；冷源設置

近年來，隨著油田基礎設施的不斷完善，云計算技術迅猛發展。同時，建設綠色數據中心的理念和節能環保技術的應用也逐漸普及。數據中心機房的建設，往往需借鑒國際、國內數據中心建設的實踐，結合油田信息系統現狀和未來需求，采用先進成熟的技術，才能保證云計算機房達到穩定、高效的使用效果。

2014年，為有效解決信息資源利用率和共享問題，大慶某研究院計劃建設云計算機房，機房總面積約3 200 m2，計劃擺放機柜520個，附屬房間包括辦公室、通風機房、冷凍水機房、消防設施間等，空調負荷預計將達到1 800 kW。

在使用方的組織下，為解決設計中的一些關鍵問題（如送回風型式、冷熱源設置型式、冷凍水設置型式、空調機房設置型式等），2014年10月，對新近建設的中興能源馬駒橋項目機房、中國石油數據中心機房、中國石油昌平數據中心機房空調的使用案例進行了考察，并將空調設計中的要點情況進行總結，如表1所示。

通過現場調研，結合使用方意見，對要點問題的分析如下。

表1 項目設計要點

1 送、回風設置

調研中3個項目機房均采用了地板下送風的型式，相比傳統的上送風，地板下送風系統使用較高的送風溫度。有關研究表明，在達到相同的工作區溫濕度環境時，地板送風系統比傳統空調系統的送風溫度高約4℃，允許在空氣較為干燥的季節，采用較高的盤管冷卻溫度和蒸發器蒸發溫度，提高了冷水機組的COP。由于地板下送風橫截面較大，所以壓力損失較小，從而減小了空氣輸送動力，減少了風機能耗，對于恒溫恒濕機房的設計，地板下送風已成為主流的氣流組織型式。

調研項目中回風型式有兩種：①風口側裝，氣流由機柜上方無組織自然回流；②吊頂回風，回風口于機柜間吊頂上布置，氣流有組織回流。兩種方式優劣詳見表2。

綜上，我方在云計算中心機房中采用了地板下送風，吊頂回風的形式。

表2 回風型式優劣對比

2 冷源設置型式

調研中3個項目機房的冷源采用了兩種型式，即直接蒸發風冷模塊機和風冷冷水機組。兩種方式優劣詳見表3。

表3 冷源型式優劣對比

有資料表明，電子信息系統機房內空調系統的用電量約占機房總用電量的20%～30%，因此空調系統的節能措施是機房節能中的重要環節，鑒于大慶屬嚴寒地區，機房空調全年運行中利用自然冷卻時間較長，采用風冷冷水機組可大幅提高機房的PUE值，節能效果顯著。

結合本項目需要，在工程方案中采用了風冷冷水機組。

3 冷凍水設置型式

調研中采用風冷冷水機組的項目，冷凍水系統有兩種型式，即環狀管網和枝狀管網。兩種方式優劣詳見表4。

表4 冷凍水管網型式優劣對比

綜上，在方案中采用了以下折中的辦法：室內管線做枝狀管網，將有凍脹危險的室外管網做成環狀，并用閥門分段，保證任一管段檢修，系統不停機；同時，為了把管線凍脹的可能性降到最低，總管壁厚加厚，保溫加強，伴熱電源接入UPS；同時建議在施工階段控制質量，如：可對室外環狀管網焊縫進行100%超聲波探傷。

關于冷凍水管線的設置位置，調研項目中冷凍水的走線均采用了吊頂走線，其特點是管線運行環境相對干燥，不易腐蝕，管線檢修只需打開吊頂即可，缺點是占用房間吊頂空間（本工程中管線占用高度400 mm）。

如采用地溝走線，則需單獨設置排水地溝（本工程中，冷凍水管線所占用的地溝凈尺寸約為1 200 mm×600 mm，且地溝頂面與機房地板下空間底面相平，此地溝也可防止其他意外的漏水事故），管線運行環境相對潮濕、檢修時需打開活動地板（或活動蓋板，依地溝設置位置不同而不同），優點是管線走線順暢，不占用吊頂空間。

方案中兩種走線方式均作為備選。

4 空調機房設置型式

調研項目中，空調機房均為獨立設置，為機房空調的檢修、調試、管理創造了良好的條件。中國石油昌平數據中心的空調機房內，加濕器為獨立設置，獨立設置與分段設置的優缺點見表5。

表5 加濕器設置型式對比

綜上，項目最終選擇在方案中將加濕段分設于各室內機內。

5 結語

云計算中心機房是油田重要的基礎設施，建設安全、節能及運行管理方便的機房是保障油田平穩發展的一項重要舉措，設計人員必須運用所學專業知識，多采用新技術、多做分析、精打細算，方能做出好的設計。

（0459）5903107、54261853@qq.com

（欄目主持焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.5.023

韓艷平：工程師，2006年畢業于哈爾濱工業大學建筑環境與設備專業，現于大慶油田工程有限公司從事暖通設計。