龍口市城市智能體和大數據中心暖通空調設計

中國航空規劃設計研究總院有限公司 趙 磊 曲 航

1 工程概況

建設地點：山東省煙臺市龍口。建設面積：12 747 m2。建筑高度：21.70 m。建筑層數：地上3層。建筑功能：1層為輔助區、支持區及行政管理區等，2、3層為主機房區。建設標準：A級數據中心。建設規模：共設置機柜1 040面，單機柜功耗5 kW。

2 主要房間室內設計參數(見表1)

表1 數據中心室內設計參數

3 空調冷源

該項目模塊機房以間接蒸發冷卻空調機組為冷源；運營商機房、電池室、配電室、通訊機房等以直膨型空調為冷源；運維辦公等房間以變制冷劑空調為冷源。

模塊機房采用恒濕一體機和濕膜加濕，水源為軟化水，由給排水專業設計。運營商機房、通訊機房等采用空調器(自帶電加濕)，水源為軟化水，由給排水專業設計。

4 空調系統

空調系統的節能是數據中心節能的核心，也是降低數據中心能耗的重要途徑。該項目地處山東省煙臺市，采用間接蒸發冷卻空調系統相比傳統水冷制冷空調系統自然冷卻時長可延長1 750 h。為了最大程度地利用自然冷卻，降低能耗，機房空調系統采用間接蒸發冷卻空調機組。該項目每個模塊機房均設計了N+1套間接蒸發冷卻空調機組，內置輔助機械制冷。模塊機房間接蒸發冷卻空調機組采用熱通道封閉，架空地板下送、吊頂上回風的氣流方式。模塊機房采用恒濕一體機進行加濕除濕，恒濕一體機按N配置，機組放置在空調機房內。模塊機房設有新風系統，設計新風換氣次數不小于0.5 h-1，以保證數據機房的正壓需求。新風機組設置粗、中效空氣過濾器，以保證主機房空氣粒子濃度滿足要求。項目處于沿海城市，因此為了延長設備使用壽命，新風機組及間接蒸發冷卻空調機組均需考慮一定的防腐措施。

變配電間、電池間等房間設計了N+1臺風冷直膨型機房空調系統，精密空調機組采用上送下回的氣流組織方式。1層運營商機房設計了自帶加濕功能的風冷直膨型機房精密空調系統，采用側上送風、側下回風的氣流方式，送風經過可調節風帽或風機直吹送至房間內，空調設備為N用一備。

門廳、展廳、中央控制室、運維室、消防值班室、弱電間及衛生間等采用變制冷劑流量多聯機空調，室內機采用天花板嵌入四面出風式或壁掛式，室外機集中置于屋頂。

5 通風系統

電池室設置平時及事故通風系統，風機分別設置，平時按6 h-1換氣次數設置，事故按不小于12 h-1換氣次數設置。機房內設置檢測報警及控制系統，事故通風的手動控制裝置應在室內外便于操作的地點分布設置。氣體滅火時，平時排風系統閥門及風機均關閉。

模塊機房、變配電間、運營商機房、電池室等設有氣體滅火防護單元的房間設計了氣體滅火后通風系統，按不小于5 h-1換氣次數設置。各房間排風管道上電動風閥平時關閉，氣體滅火后，開啟相應防護單元連鎖的電動風閥，同時開啟風機進行通風，氣體滅火后通風系統管路上的防火閥易熔片熔斷關閉后可手動復位，以保證通風管路系統通暢。

6 節能設計

該項目模塊機房采用熱通道封閉設計，盡可能減少旁通氣流，可提高回風溫度至38 ℃，進一步延長自然冷卻時長，較冷通道封閉可降低約15%的能耗。機房精密空調機組選用無刷直流電動機(EC)風機直流變速，降低能耗。模塊機房空調系統采用了間接蒸發冷卻技術，相比傳統水冷制冷空調系統自然冷卻時長可延長1 750 h，充分利用室外環境的能量在全年大部分時間實現自然冷卻或低成本冷卻，極大地降低了項目電能利用效率(PUE)和運行能耗，經計算，該項目PUE可低至1.269。