人民銀行清算中心空調系統設計方案的優化探討

【摘要】本文以實際工程項目為例，闡述了數據中心空調系統完整設計，結合具體工程項目特點進行系統設計、費用估算及方案優化。

【關鍵詞】實際工程、數據中心、設計

Abstract： Based on the actual project as an example， this paper expounds the complete data center air conditioning system design， combining with the characteristics of the specific engineering project for system design， cost estimation and optimization.

Key words： The actual engineering， data center， design

隨著信息技術的迅速開展以及全球化通信行業服務器的高速發展，高密計算機服務器等電子元件的散熱量越來越大，大型數據中心機房的建設越來越多。由于數據機房對室內環境要求較高，合理地設計氣流組織才能確保設備長久穩定高效的運行。高密度計算機、服務器的不斷推出也向空調制冷技術提出了挑戰。

數據中心機房空調系統的目標是：保證數據中心機房環境的溫度、濕度和潔凈度符合相關規范標準要求，為數據中心機房設備提供一個可靠的運行環境，保證設備不間斷地安全運行；保證數據中心機房的正壓，防止外界未經處理的空氣或有害氣體的滲入，以及煙或混合物滯留在數據中心機房內部等。此外，還要滿足數據中心工作人員日常辦公的要求。

下面根據業主對本項目空調的節能方案的深入探討以及計算機房設備應用分會的整體咨詢意見，就幾個方面進行探討：

根據人民銀行清算中心的數據中心的特點，就采用冷凍水型機房專用空調（配套集中冷源）做一個分析。

一. 數據機房精密空調的系統形式：

數據機房空調系統分為風冷直接蒸發式機房專用空調系統和集中冷凍水機房精密空調系統，其中集中冷凍水機房精密空調系統組按照不同冷凝方式可分為風冷和水冷兩種。

三種系統形式的特點對比見表1-1

一般來說大型機房采用冷凍水型的精密空調的綜合優勢較明顯。尤其在北方地區，現有的大型機房IDC冬季自然冷卻模式的運用優勢更加得以體現，即采用冷凍水型的機房精密空調，集中冷源采用水冷冷水機組或者風冷冷水機組。

在本項目中考慮總制冷量和分期建設，因此考慮采用帶自然冷卻型風冷冷水機組作為集中冷源，室內精密空調采用冷凍水型的機房專用空調系統形式。

二.結合本項目特點的空調系統設計方案

1. 人民銀行清算中心生產運行中心空調負荷計算。數據機房冷負荷為：3506kW其中包括數據中心，UPS間，網絡進線間等，新風負荷256kW。

2.主要設備選型

2.1精密空調室外機采用帶自然冷卻型風冷冷水機組：總制冷量3600kw，配置為：3+1，單臺制冷量1200kw（冷凍水進出水溫7C /12C），采用1臺主機熱備份形式。滿足全年制冷負荷的需要。同時可以提高冷凍水的送水溫度和供回水溫差（可以考慮設計為10C /16C ），減小水泵功率。

2.2新風系統采用考慮帶熱回收裝置的傳統的新風機組，夏季冷源通過風冷冷水機組的冷凍水獲得，冬季采用兩臺小型的水源熱泵機組（制熱量130kw）提供50C熱水（水源熱泵機組水側為7C /12C的室內機冷凍水）。

2.3精密空調選型還是按照原有的設計方案選型，由直接蒸發型的機房專用空調變成冷凍水型的機房專用空調（送風方式和冷量無變化）進行優化。

2.4室內的服務器機柜裝置考慮增加冷熱通道的隔離措施，有效保證冷卻服務器機柜發熱。

3.主要設備清單：

設備采購價格匯總為1482.5萬元。

4.2安裝費用。

由于冷凍水型機組的安裝便宜，但是水系統安裝價格較高，空調的系統安裝費用為200萬。（帶自然冷卻型風冷機組采用R134A高效冷媒，機組最高運行環境溫度為46C，而且機組擺放空間足夠，無需再做遮陽處理），選用超低噪音型機組，機組擺放在建筑物的最高處，無需再做降噪處理。

4.3費用合計。

5.節能。

數據中心電力消耗量巨大，節能降耗減排顯得格外重要。空調能耗在數據中心能耗中占據30～45的比例，因此在空調規劃中采取節能措施對整個數據中心的節能有著十分重要的意義。可采用的節能措施主要有采用新風自然冷卻以節能降耗；采用節能模塊以節能降耗等。

5.1室內精密機房專用空調采用EC風機，高效節能。

5.2帶自然冷卻型風冷冷水機組在環境溫度低于冷凍水回水溫度2C時，即可開始啟動自然冷卻，在環境溫度為0C時，壓縮機停止工作（處于熱備份狀態）實現完全的自然冷卻。

5.3冬季運行時：小型水源熱泵機組即可為新風機組提供270kw左右的制熱量，同時為室內冷凍水型機房精密專用空調提供200kw左右的冷凍水，制冷量和制熱量全部使用，最為節能。

5.4可靠性分析：單臺室內機只有風機運行，室內機故障概率大大降低。室外帶自然冷卻型機組冷量調節范圍為10%--100%無級調節，單臺有兩個壓縮機互為備用，再加一臺熱備用機組，可靠性高。另外還有其他一系列措施，綜合列于下表：

三.結語

節能減排是項目可持續發展的重要指標，隨著信息時代的來臨，電信、銀行以及大型企業業務的擴展，龐大數據中心建設的腳步逐漸加快。數據中心一方面要求保持高可用性特點，能高效地、安全地運營滿足客戶的需要；另一方面，用戶會盡可能要求數據中心降低能源消耗和運行成本。因此合理空調系統設計、節能優化及運行分析為此提供了前提及保障。