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艾默生空调下送风设计方案

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2020年4月19日
文档仅供参考

机房空调设计方案

艾默生网络能源有限公司
9月26日

1、系统设计依据
1.《电信机房空调维护规程》
2. GB/T2887- 《电子计算机场地通用规范》
3. GB50174- 《电子计算机机房设计规范》
4. GBJ19-87( )采暖通风与空气调节设计规范
5.GB/T8833- 室内空气质量标准
6.GB2887-89《计算机场地技术条件》

2、机房设计要求
设计方案应根据大楼的既有结构和客观条件，因地制宜；既要符合国家有关标准，又要满足所确定的需求，整个数据中心设计需要按国家A级设计规范进行。全年365天、每天24小时运行。
中心机房属于大型重要的计算机中心。机房内有严格的温、湿度要求，机房内按国标GB50174- 《电子计算机机房设计规范》的规定配置空调设备：
级别
项目
A级
夏季
冬季
室内温度
22±2°C
20±2°C
相对 湿度
45%~65%
温度变化率
<5°C/h并不得结露
同时，主机房区的噪声声压级小于68分贝
主机房内要维持正压，与室外压差大于9.8帕
送风速度不小于3米/秒
在表态条件下，主机房内大于0.5微米的尘埃不大于18000粒/升
为使机房能达到上述要求，应采用精密空调机组才能满足要求，

3、机房精密空调设计方案
3.1机房专用空调的性能指标：
1.机房专用空调机组的的电气性能应符合IEC标准
2.输入电压允许波动范围：220/380V +10% ~ -15%，频率：50HZ ± 2HZ
3.机房专用空调应能按要求自动调节室内温、湿度，具有制冷、加热、加湿、除湿等功能。
4.机房专用空调机组的适应环境:
温度：室内 -10℃ ~ +30℃
室外 -30℃ ~ +45℃
湿度：≤95%RH
5.机房专用空调运行的平均无故障时间MTBF≥10万小时。
3.2空调负荷的确定方法
机房主要热负荷的来源
² 设备负荷（计算机类设备热负荷）；
² 机房照明负荷；
² 建筑维护结构负荷；
² 补充的新风负荷；
² 人员的散热负荷等。
² 其它
以上各种热负荷能够归纳为二大类：计算机类设备热负荷和机房环境热负荷（包括：机房照明负荷、建筑维护结构负荷、补充的新风负荷、人员的散热负荷等），计算机类设备负荷能够根据所有设备的耗电功率总和计算得到，而机房环境热负荷可按照每平方米100W的经验值测算得到。
3.3机房总热负荷的计算方法
精确计算法（根据计算机类设备实际耗能功率+环境热负荷）
Qt（总热负荷KW）=Q1(设备热负荷)+Q2（环境热负荷）
Q1=UPS设计电功率×0.8
Q2=0.1KW/m2×面积
面积概算指标法（根据机房的类型按照面积概算）
Ø 电信交换机房、移动基站（350~400W/m2）
Ø 计算机数据中心 （ 400~800W/m2 ）
Ø UPS和电池室、动力机房（ 300~500W/m2 ）

3.4精密空调选型及配置方案
根据机房的实际热负荷情况，而且考虑到未来几年的建设预估量，我们推荐的空调具体配置如下
3.5 空调机组具体配置：

中心机房精密空调系统配置表
项目名称
型号描述
数量
单位
规格说明
恒温恒湿机房精密空调系统
室内机
艾默生P2060FA
4
台
单台制冷量60.6KW
尺寸：宽×深×高：1704×874×1970 (mm)重量：650Kg
室外机
艾默生LSF38
8
台
尺寸：长×宽×高：1374×990×695 (mm)
重量：130kg
输入端空开及电缆配置规格
空开
56.6A

3.6精密空调的合理气流组织及节能方案
根据机房一般都有安装抗静电地板的情况，可利用抗静电板下的空间作为自然风道，形成大的静压空间使冷气分布均匀，按自由送风面积的大小，合理布置送风格栅数量给设备输送冷气冷却设备。

防静电地板下空间的电缆管道应合理排布避免堵塞气流，管道较多时可抬高抗静电地板的高度(至少300mm)。为能达到更好的送风效果，对机房设备也可采用做梯形走线架的方式走线（上走线）。机房抗静电地板下及机房四周墙壁都需做保温处理（如聚乙烯薄模、环氧漆等）。
为了达到更好的制冷效果，使冷气分布均匀，回风通畅，使各空调机组能达到更好的运行工况及节能的目的。因此建议如下：
1. 防静电地板下的空间应相通，这样机房地板的就形成了一个大的静压空间，自然风道，不会导致局部过热或过冷，达到冷气均匀分布的效果。
2. 为了空调机组有更好的回风效果，精确的控制温湿度。机房的吊顶应采用铝合金微孔吊顶，玻璃隔断只隔至吊顶下方不隔至天花板，这样各区域的空气可自由流通，空调机组才有好的回风，冷热均匀交替，精确控制温湿度。
3. 摆放空调主机时，建议根据地板大小做点式布局。尽量按照整块的地板来摆，避免到时按图纸施工需要过多的切割地板。
4. 机柜布置应采用冷热通道的布置方法即机柜采用面对面，背靠背的摆放方式示意图如下：

5. 利用艾默生Liebert.PEX空调iCOM控制器强大的Teamwork群控功能实现机房制冷的均衡控制，同时实现最大程度的节能控制。PEX 的每个模块都有独立的iCOM控制器，而且能够根据现场情况，将各模块联动与群控，能够将12套机组进行Teamwork方式统一控制管理。群控实现的功能如下：
a) 备份：备份自动切换功能，当群组中机组发生故障时，备份机组自动投入运行，提高空调系统的可靠性；
b) 轮巡：定时切换备份机组 ；
c) 层叠：根据机房内热负荷的变化自动控制机组中空调机的运行数量；达到节能的目的 ；
d) 避免竞争运行：避免同一机房内多台空调机同时运行在相反的运行状态（制冷/加热、加湿/除湿），达到节能的目的。
群控连接示意图如下：

iCOM控制器自带网络接口，只需配置一个交换机即可实现群控功能达到节能的目的。

艾默生Liebert.PEX系列机房专用空调介绍

一、Liebert.PEX系列描述
Liebert.PEX─面向全球的高端精密空调系统
描述：
² Liebert.PEX机组是基于艾默生全球研发与设计平台的高端机组，针对全球销售，全球同步上市
² 高可靠性、高灵活性、全寿命成本、生命周期内节能特性
² 产品系列完备，具有风冷、乙二醇冷、水冷和冷冻水等机型以及双冷源机型
² 制冷量范围宽，风冷、水冷、乙二醇冷机组20kW~100kW，冷冻水机组28～151kW
应用范围：
l 中、大型交换机房和移动机房
l 计算机房和数据中心（IDC）
l 高科技环境及实验室
l 工业控制室和精密加工设备
l 标准检测室和校准中心
l UPS和电池室
l 生化培养室
l 医院和检测室
优点与特点：
1、高可靠性、高灵活性、全寿命低成本
2、可拆卸搬运的结构，100%全正面维护，节省机房占地空间
3、艾默生Copeland高效涡旋式压缩机，适合环保制冷剂
4、EC 风机，转速根据房间负荷可调
5、大面积V型蒸发器，快速除湿设计，确保节能
6、独特的高效远红外加湿系统，加湿速度快，适应恶劣水质，低维护量
7、超大屏幕全中文图形显示屏
8、iCOM强大的联控与通讯功能
9、全新的风冷全调速冷凝器，噪声低
高适应性：
l 多项节能设计
l 多种送风方式，满足不同气流组织需求
l 多种冷却方式，包括风冷、水冷、乙二醇冷却及冷冻水等，有利于适应现场的实际条件
l 适应R22、R407C等不同冷媒
l 多种监控方式
l 风冷冷凝器提供适合不同温度环境（包括低温启动）的配置
l 风冷方式提供超远安装距离和超高落差的方案

二、Liebert.PEX系列数据

三、Liebert.PEX机组的特点
l 高可靠性、高节能性、全寿命低成本
l 同等制冷量条件下，占地面积最小。侧面及背面不需要维护空间，前面只需要600mm维护空间
l 可拆卸后搬运，保证重新组装与整机无差别，适合特殊场地搬运（如利用小电梯或狭小通道）
l 艾默生Copeland高效涡旋式压缩机，直接适合环保制冷剂（R407C）。
l 大面积V型蒸发器，快速除湿设计，确保节能
l 独特的高效远红外加湿系统，加湿速度快，适应恶劣水质，低维护量
l 全中文图形显示屏
l iCOM强大的群控与通讯功能

四、Liebert.PEX机组的设计
Liebert.PEX风冷系统的室内机由压缩机、蒸发器、加热器、风机、控制器、远红外加湿器、热力膨胀阀、视液镜、干燥过滤器等主要部件组成。
水冷系列还包括高效板式换热器、水流量调节阀。
室内侧制冷系统和水系统中可能涉及维护、更换的器件全部采用易拆卸的Rotalock连接方式，使维护更方便。
² PEX风冷机组整机性能体现了高可靠性、高灵活性、高节能率、全寿命低成本、生命周期内节能特性。
² PEX可靠性充分体现在：iCOM智能控制系统；Copeland涡旋压缩机；下沉式EC风机系统；远红外加湿系统；全调速低噪声冷凝器等
² PEX高灵活性、高节能率充分体现在：iCOM智能控制系统；FC风机系统；远红外加湿系统；全调速低噪声冷凝器；占地面积小；可拆卸搬运，全正面维护；可直接应用环保制冷剂等
² PEX全寿命成本充分体现在：iCOM智能控制系统；Copeland涡旋压缩机；下沉式EC风机系统；V型蒸发器；快速除湿系统；远红外加湿系统；全调速低噪声冷凝器等
² 采用真正的模块化设计思路。生产的单制冷回路和双制冷回路PEX系列精密空调，能够提供单机的制冷量为20KW至100KW，并可组合在一起。即能满足现阶段的使用，又能适应未来发展的需求，具有非常广泛的应用范围。它采用了先进的微处理器控制技术，完全满足机房对环境的精密控制要求。而且机组控制器可完成各机组间的定时切换及故障切换，同时便于空调系统的集中管理。PEX 机组标配加湿系统为远红外加湿器。
² 应用高能效比的谷轮(Copeland,艾默生子公司，世界上最大的涡旋式压缩机生产厂)公司涡旋式( SCROLL )压缩机。涡旋压缩机的活动部件的减少使机组的噪声及震动降低很多；压缩机的压缩过程连续、平稳；压缩机的排气过程旋转角度超过540度；在吸气及压缩过程中没有热量交换；在压缩过程中制冷剂气流方向没有改变；减少了气流损失；涡旋式压缩机无需高、低压阀门；减少了阀门损失，防止产生液击；启动电流低。
² 采用了“V型”蒸发器盘管，采用了带内螺纹的铜管及冲缝型翅片，比采用传统式盘管的机组有更高的传热效率。采用“V型”结构盘管可使制冷系统的循环与制冷负荷相匹配，而且经过盘管表面的气流更加平稳，最大限度的降低机组噪声。配有专门除湿电磁阀，当除湿时只用双面蒸发器的其中一面，电磁阀保证只用其2/3面积进行除湿，达到了快速和节能的除湿效果，避免了过度除湿从而增加再热设计，达到节能目的。
² 高效低维护量的远红外加湿器：加湿速度快，适应恶劣水质，低维护量。加湿器不锈钢水盘，高强度的石英灯，微电脑绝对湿度逻辑控制，5至6秒钟内即可将洁净的蒸汽微粒加入空气中。石英灯提供的辐射能，使水份在纯净状态蒸发，不含杂物。远红外加湿器备有自动供水系统，它大大减少了清理维护工作。这个系统有一个调整的过量供水器以防止矿物质沉淀，在水压为34.5至1034千帕之间，可适当地调节流量。控制阀还设有一个Y型的松紧螺旋扣，内置水过滤网。远红外加湿对水质无要求，运行成本低，加湿量大，维护量少。当加湿水盘内达到高水位标准时，水位探测器将传达报警信号，石英灯和加水阀门都关闭保护。运行成本低（免除电极加湿式需频繁维护和更换加湿罐的问题）。
PEX系统的微处理控制器采用全中文蓝色背光液晶LCD显示屏显示，一般情况下显示室内当前的温度和湿度，温湿度设定值，设备输出百分比图（风机、压缩机、制冷、制热、除湿、加湿等）及报警情况。用户还能够从显示屏的主菜单上进入浏览各设定点、事件记录、图形数据、传感器数据，报警设置等更详细的信息。用户界面操作简洁，多级密码保护，能有效防止非法操作。控制器具有掉电自恢复功能，以及高/低电压保护。经过菜单操作能够准确了解各主要部件运行时间。专家级故障诊断系统，能够自动显示当前故障内容，方便维护人员进行设备维护。可存储400条历史事件记录，能够记录MESSAGE（消息），WARNING（警告）， ALARM（报警）三种事件。配置RS485接口，通信协议采用信息产业部标准通信协议。友好的用户操作菜单界面能够使操作人员很方便的对系统和报警状态进行查询及消声，机组的控制器具有声、光信息报警，标准报警信息包括：高温报警、低温报警、高湿报警、低湿报警、系统高压报警、系统低压报警、滤网堵报警、风量丢失报警、其它用户自定义报警等。机组信息能够经过PC机监控。
² iCOM控制器强大的Teamwork群控功能。PEX 的每个模块都有独立的iCOM控制器，而且能够根据现场情况，将各模块联动与群控，同一区域能够将32套机组进行Teamwork方式统一控制管理。实现的Teamwork群控功能包括：1、备份：备份自动切换功能，当群组中机组发生故障时，备份机组自动投入运行，提高空调系统的可靠性； 2、轮巡：定时切换备份机组 ；3、层叠：根据机房内热负荷的变化自动控制机组中空调机的运行数量；达到节能的目的 4、避免竞争运行：避免同一机房内多台空调机同时运行在相反的运行状态（制冷/加热、加湿/除湿），达到节能的目的
² 采用高效全调速冷凝器，噪声水平业界最低。其机组框架由不锈钢连接件与船用等级耐腐蚀铝材组成；一体式风机组合采用独特减震设计；维护要求极低的风扇电机适用于各种气候条件；单/双制冷回路设计；(室外冷凝器)适用于各种恶劣气候条件；可选择水平/垂直两种方式进行(冷凝器)安装。
² 标配漏水检测器，先进的漏水检测系统能够向机组或一个独立的监控系统提供声光报警信息。当漏水告警启动时，将自动关闭加湿系统。
五、Liebert.PEX机组的节能设计
1、高能效压缩机，确保机组高能效比：
采用了世界最大的工业级别压缩机制造商谷轮公司（艾默生子公司）生产的高效涡旋式压缩机，能效比高。涡旋压缩机的活动部件的减少使机组的噪声及震动降低很多；压缩机的压缩过程连续、平稳；压缩机的排气过程旋转角度超过540度；在吸气及压缩过程中没有热量交换；在压缩过程中制冷剂气流方向没有改变；减少了气流损失；涡旋式压缩机无需高、低压阀门；减少了阀门损失，防止产生液击；启动电流低。
2、“V”型双面蒸发器结构，确保高换热效率：
提高了换热面积，保证了换热效率高，不用加大风机功率弥补换热面积不足，同时机组运行匹配优越。
3、 快速除湿功能保证除湿工况的节能：
配有专门除湿电磁阀，当除湿只用双面蒸发器的其中一面，电磁阀保证只用其2/3面积进行除湿，达到了快速和节能的除湿效果，避免了过度除湿从而增加再热设计，达到节能目的。
4、减少再热器设计，实现节能：
因具备快速除湿设计，因此只需要设计一级再热器即能够满足再热要求，减少了因除湿引起的再热工作时间，从而实现节能。
5、高效远红外加湿器与绝对湿度控制节能：
高效远红外加湿器5至6秒钟内即可将洁净的蒸汽微粒加入空气中，加湿效率高。绝对湿度控制方式是按空气中的水分含量控制湿度，不会因温度波动引起的相对湿度波动，造成机组不必要的加湿或除湿动作。一般机房的温度波动是正常的，如果采用相对湿度控制湿度，则在机房温度降低时相对湿度升高，引起机组的除湿运行，造成不必要的能耗；反之温度升高时相对湿度会减小，引起不必要的加湿运行。
6、室外全调速风扇：保障室外风机转速与室内机组要求的散热量时时匹配，达到节能目的。
7、iCOM控制器强大的联动与群控功能，经过Teamwork方式统一控制管理,实现机房环境的节能控制。