【课件】数据中心空调PPT

中流动。
冷凝器和蒸发器
冷凝器是排放热量的部 件，它将制冷剂的热量 排放到室外空气中；蒸 发器则是吸收热量的部 件，它利用制冷剂的蒸 发吸热原理，将室内热 量吸收并排放到室外。
制热原理
制热循环
空调制热循环与制冷循环类似， 只不过在制热时，制冷剂的流动 方向相反，从室外吸收热量并排
放到室内。
四通阀
在制热模式下，四通阀的作用是将 制冷剂的流动方向改变，从而实现 从制冷到制热的转换。
空调的发展历程
01
02
03
初创阶段
最初的空调设备只能调节 温度，功能较为单一。
发展阶段
随着技术的进步，空调的 功能逐渐丰富，开始具备 调节湿度、净化空气等能 力。
成熟阶段
现代空调技术已经相当成 熟，不仅功能齐全，而且 高效、节能、环保。
02 空调的工作原理
制冷原理
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
安全和正常使用。
维护保养
01
02
03
04
清洁滤网
定期清洁或更换空调滤网，保 持空气流通。
检查管道
定期检查管道是否有漏氟现象 ，及时修复。
清洗内部
定期请专业人员清洗空调内部 ，防止细菌滋生。
定期保养
按照厂家建议，定期进行全面 保养，确保空调性能和延长使
用寿命。
04 空调的应用场景与案例
家用空调
窗式空调
智能推荐
根据用户的使用习惯和室内环境状况，智能推荐个性化的温度和 湿度设定。
新材料与新技术
高分子材料
采用新型的高分子材料制作空调的部件，提高耐腐蚀性和使用寿 命。
新型热传导技术
利用新型热传导材料和技术，提高空调的换热效率，降低能耗。

用于检测室内外温度、湿度、压力等参数 ，并将信号传输给控制器。
执行器
人机界面
根据控制器发出的指令，调节冷媒流量和 风量。
提供操作界面，方便用户设置参数和查看 运行状态。
CHAPTER 03
精密空调的主要部件
压缩机
压缩机是精密空调系统的核心部 件，主要作用是压缩制冷剂，使 其压力和温度升高，以便在冷凝
精密空调的发展趋势与未来 展望
技术创新与进步
高效制冷技术
随着制冷技术的不断进步，精密空调在制冷效率、能耗和可靠性 方面将得到显著提升。
智能化控制
通过引入物联网、人工智能等先进技术，实现精密空调的智能控制 和远程监控，提高运行效率和节能效果。
新型冷媒与环保制冷技术
采用新型环保冷媒和制冷技术，降低对环境的影响，并提高能效比 。
节能技术应用
变频技术
变频技术通过改变压缩机的转速来调节空调的制冷能力， 使空调能够根据实际需要提供适量的冷量或热量，避免能 源浪费。
热回收技术
热回收技术是指将空调排放的热量进行回收再利用，例如 用于热水供应或室内新风的预热，从而提高能量的利用效 率。
智能控制技术
智能控制技术是指通过智能化的控制系统对空调的运行进 行优化，例如根据室内外温湿度、人员活动等因素自动调 节空调的运行参数，以达到节能效果。
CHAPTER 05
精密空调的节能技术
能效比与能效等级
能效比
能效比是衡量精密空调效率的重要指标，它表示空调在特定条件下产生的冷量 或热量与其所消耗的电能的比值。能效比越高，说明空调的效率越高，越节能 。
能效等级
能效等级是用来评估空调能效水平的标准，通常分为一级能效、二级能效、三 级能效等。一级能效表示空调的能效最高，节能效果最好。

数据中心空调
目 录
• 数据中心空调系统概述 • 数据中心空调系统的设计与原理 • 数据中心空调系统的运行与维护 • 数据中心空调系统的能效与节能 • 数据中心空调系统案例分析
01
数据中心空调系统概述
数据中心空调系统的定义与特点
定义
数据中心空调系统是指为数据中心提 供适宜的温度、湿度和空气质量的设 备、设施和技术的总称。
案例二：某数据中心空调系统节能改造
总结词
节能减排、降低成本
详细描述
通过对原有空调系统的升级改造，采用智能控制和变频技术，优化系统运行，降 低能耗和排放，同时减少维护成本，提高运行效率。
案例三：某数据中心空调系统故障诊断与处理
总结词
快速响应、精准诊断
详细描述
该数据中心建立完善的故障诊断和处理机制，配备专业的维护团队，确保在空调系统出现故障时能够快速响应， 精准定位问题，及时修复故障，保障数据中心的稳定运行。
绿色数据中心
为了降低能耗和提高资源利用率， 绿色数据中心的概念逐渐受到重视， 其空调系统也更加注重节能和环保。
数据中心空调系统的分类与比较
风冷空调系统
采用自然风或机械通风方式进 行散热，适用于小型数据中心
。
间接蒸发冷却系统
利用自然冷源，如室外冷空气 或地下水进行冷却，适用于节 能要求较高的数据中心。
特点
数据中心空调系统需要具备高可靠性 、高效性、低能耗和智能化等特点， 以确保数据中心的稳定运行和节能环 保。
数据中心空调系统的历史与发展
早期数据中心
早期的数据中心采用传统的空调 系统，以解决散热和环境调节问
题。
模块化数据中心
随着技术的发展，模块化数据中心 逐渐兴起，其空调系统也更加高效 和灵活。

何区域，在室外湿度－45℃－＋50℃范围内均可正常制 冷，工作稳定可靠； • 施工简单快捷，工期短。 • 缺点： • 在机房负荷较大空调设备数量多的时候需较大室外安装 空间； • 噪声大
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各类型精密空调分析比较
• 水冷精密空调： • 由室内机、板式换热器（或壳管式换热器）、冷却塔、循环水泵、
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空气开关
• 空气开关（带漏电保护）：电路中出现电流超过额定电流、漏电、 短路会自动断开的开关。
• 用于照明、插座、机柜等线路。 • 根据使用的场所及环境选用空开大小，过小会频繁跳闸、过大会越
级跳闸。 • 空开大小计算： 当电压是380V三相的时候，公式是
I=P/(U*1.732*0.85)，220V单相时，公式是I=P/U。 • 注：在UPS电源前端不能安装带漏电保护的空开，输出端不受限制。
UPS设备工作特性造成，目前无解决方法
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工业连接器
被专门设计用以在恶劣环境 下构建一个坚固的连接，更 坚韧、更强壮、更具抵御力
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UPS
组成：分机头和电池柜（常用100AH/120AH，12V） 电 压 ： 1 0 K VA 及 以 下 一 般 为 2 2 0 V ， 单 相 ； 1 0 K VA 以 上 一 般 为 3 8 0 V ， 三 相 功 率 ： 实 际 功 率 = K VA （ U P S 容 量 ） * 功 率 因 数 （ 一 般 为 0 . 8 ） ， 如 2 0 K VA 的 U P S ， 实 际 功 率 为 2 0 * 0 . 8 = 1 6 K W 重量：100HA电池重量一般为28-30KG，380V的UPS电池柜包含32节电池，重量为960KG，一般要求机房UPS区域 承重要达到1000KG-1200KG每平方米 价格：以2小时电池为准，60KVA:17万；30KVA:10万；20KVA:6万； 10KVA:3.8万 模块化UPS：可扩容 价格：以2小时电池为准， 60KVA:24万；30KVA:18万 以上2种UPS价差主要由UPS机头类型不同导致

通电前检查
确认电源线路连接正确，无短 路或断路现象。
功能测试
分别测试空调的制冷、制热、 送风等功能，确保各项功能正 常运行。
验收记录
详细记录调试过程中的各项数 据和结果，作为验收依据。
04
空调系统运行维护与保养
定期检查项目清单
检查冷却水系统压 力、温度、流量等 参数
检查空气处理机组 过滤器清洁度，及 时更换
冷却塔/冷却水系统
用于冷却制冷主机产生的热量，通过水循环 将热量带走。
控制系统
监测室内环境参数和制冷系统运行状态，实 现自动调节和远程控制。
制冷方式分类与特点
风冷式制冷
通过空气冷却制冷主机，适用于小型数据中心或室外环境。 具有结构简单、维护方便等优点，但制冷效率相对较低。
水冷式制冷
通过水冷却制冷主机，适用于中大型数据中心。具有制冷效 率高、噪音低等优点，但需要配备冷却塔或冷却水系统。
将数据中心产生的余热回收利用， 用于供暖、热水等，提高能源利用 效率。
未来发展趋势预测
智能化发展
模块化设计
结合人工智能、大数据等技术，实现制冷系 统的自适应调节和智能运维。
制冷设备将趋向模块化设计，方便快速部署 和扩展。
高效能、低能耗
多元化能源利用
随着技术进步和环保要求提高，未来制冷系 统将更加高效、节能。
探讨智能化监控技术在提高空调系统性能、降低能耗等方面的应用前景和挑战。
06
空调制冷新技术发展趋势
新型制冷技术介绍及优缺点分析
自然冷却技术
利用自然环境条件（如低温空气 或水）进行数据中心的冷却。优 点是能效高、环保，缺点是受地
理位置和气候条件限制。
液冷技术
使用液体（如矿物油、氟化液等） 作为冷却介质，直接或间接与IT 设备接触，带走热量。优点是散 热效率高、噪音低，缺点是系统

机房环境设计考虑到的几个关键概念
机房空调和舒适性基站空调的对比：
提纲
1 机房环境设计考虑到的几个关键概念
2 机房空调的分类
3
机房空调的安装规范
4 机房空调的安装调试、维护要点
机房空调的种类
按照不同的 特性分类
按送风方式分类：
➢ 风帽上送风 ➢ 风道上送风 ➢ 地板下送风 ➢ 正下侧送风
按冷却方式分类：
机房环境设计考虑到的几个关键概念
容错：
具有两套或两套以上相同配置的系统，在同一时刻，至少 有两套系统在工作。按容错系统配置的场地设备，至少能经 受住一次严重的突发设备故障或人为操作失误事件而不影响 系统的运行。
机房环境设计考虑到的几个关键概念
制冷压力：压力有三种
表压力:用仪表出的压力，称工作压力。 大气压力：包围地球的空气层对单位地球表面积形成的压 力，称大气压力。 绝对压力：大气压力与表压力之和，称绝对压力。 绝对压力=大气压力+表压力。 只有绝对压力才是湿空气的状态参数。
[例如] ●液体沸腾时吸收的潜热一部分用来克服分子间的引力，另一部分用来在膨胀过 程中反抗大气压强做功。熔解热、汽化热、升华热都是潜热。
机房环境设计考虑到的几个关键概念
显热比（SHR）：
热负荷分为两部分：显热和潜热。 显热的消除或增加会导致干球温度计的温度发生相应变化。 潜热与空气湿度的增加或减少有关。 空调系统的总制冷量为调节处理潜热和显热能力的总和。 显热比为显冷量在总制冷量中所占的比例。即显热比
[例如] ● 将水从20℃的升高到80℃所吸收到的热量，就叫显热。
机房环境设计考虑到的几个关键概念
潜热：
物质发生相变（物态变化），在温度不发生变化时吸收或 放出的热量，称为 “潜热”。物质由低能状态转变为高能状 态时吸收潜热，反之则放出潜热。潜热的量值常常用每单位 质量的物质在相变时所吸收或放出的热量来表示。

6
02
水系统概述
CHAPTER
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7
水系统组成及工作原理
组成
数据中心水系统主要由冷水机组、冷却塔、水泵、水箱、水管路及控制系统等组成。
工作原理
水系统通过冷水机组制冷，将冷却水循环送至数据中心各设备，吸收设备产生的热量后再返回冷水机组， 形成一个闭式循环。同时，冷却塔负责将热水冷却至适宜温度，保证冷水机组的正常运行。
9
水系统性能指标
制冷量
表示冷水机组的制冷能力，通常以千 瓦（kW）为单位。
02
冷却水流量
冷却水在系统中的循环流量，以立方 米/小时（m³/h）为单位。
01
03
冷却水进出口温差
冷却水在进出冷水机组时的温度差， 反映制冷效果。
系统能效比
水系统制冷量与消耗的电功率之比， 衡量系统的能效水平。
05
04
水泵扬程
节能降耗
高效的风系统设计可以降低数据中心的能耗，提高整体运行效率。
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12
数据中心对风系统的要求
01
稳定性
数据中心要求风系统具备高稳定 性，确保长时间连续运行，减少 故障率。
高效性
02
03
可维护性
风系统需具备高效送风和排风能 力，以满足数据中心高密度设备 散热需求。
风系统应易于维护和检修，方便 管理人员进行日常维护和故障排 除。
送风湿度
送风湿度是指送入室内的空气湿度。合理的送风湿度能够保 持室内舒适的湿度环境，避免潮湿或干燥带来的不适。
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送风温度
送风温度是指送入室内的空气温度。适宜的送风温度能够提 供良好的室内环境，同时节约能源。
噪音

普通空调的问题，将影响机房设备的安全运行，增加机房运行成本，需要应用 机房专用空调予以解决
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数据中心-供配电和空调
空调系统
❖ 外部设备发热量计算 ❖ 主机发热量 ❖ 照明设备热负荷 ❖ 人体发热量 ❖ 围护结构的传导热 ❖ 从玻璃透入的太阳辐射热 ❖ 换气及室外侵入的热负荷 ❖ 其它热负荷
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数据中心-供配电和空调
供配电系统
有功功率W =视在功率 VA×功率因数CosΦ
P =UI=VA
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数据中心-供配电和空调
供配电系统 线电压 =380V 相电压 =220V 三相功率 =根号3*UIcosΦ
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数据中心-供配电和空调
供配电系统
(线缆截面规格)
❖ 普通空调风量过小，不适合计算机设备的高热密度的发热特点，无
法驱除机房的“热岛效应” ；
❖ 普通空调温度调节精度过低，温度调节精度为±3～5℃，温度的波 动对设备稳定运行极其不利 ；
❖ 普通空调没有湿度控制功能。舒适性空调无法进行湿度控制。没有 加湿功能，只能进行除湿，在冬季甚至过度除湿，湿度过低产生的 静电极易产生设备故障
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数据中心-供配电和空调
空调系统
❖ 家庭普通房间每平方米所需的制冷量为115-145Ｗ／m2 ❖ 客厅、饭厅每平方米所需的制冷量为145-175W ／m2 ❖ 普通办公室15-200W ／m2 ❖ 程控交换机房的热负荷强度约在165～222W／m2 ❖ 中小型计算机房一般250～400W／m2 ❖ 大型计算机房的热负荷强度会超过400W／m2 ❖ 热负荷集中机房按450～650W／m2
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数据中心-供配电和空调

使用领域
医院和检测室：本系列空调可以为用户提供 完善的环境控制。
工业控制室和精密加工设备：本系列空调可 以为这些敏感的设备提供保障，防止室内空 气温、湿度的大幅波动。
UPS和电池室：由于有完善的温湿度控制， 确保了UPS可靠的工作和延长了电池的寿命。
各种高科技环境及试验室：具有完善的程序 控制，使机房的温度和湿度能够达到用户选 择的各种设定值。
产品概述
本公司机房空调机室内机分2种结构型式： 第一种是独立电器箱＋主模块和辅模块式。外 壳及门板采用金属框架结构、加湿器置于电器 箱内。风冷冷凝器、室内机的主辅模块采用标 准模块设计，具有结构紧凑、体积小等特点； 另一种是室内机各个模块含有独立电器箱，控 制器和加湿器置于主模块内，各模块间通过控 制线相连，这种布置型式便于以后需扩充模块， 该结构型式采用铝合金框架，外形类似单元式 空调机。
风速调速器可以设定 P1和P2，当测量到制 冷系统的压力小于P1
时，风机停机；压力 高于P2时，风机全速 运行；在P1和P2之间 风机在20％和100%之 间调节。
产品概述：
本系列空调机系本公司最新设计开 发的模块化机房专用空调设备。它可提 供连续的、精确的温湿度控制，为计算 机房、通讯机房以及其他类似环境中的 精密电子设备提供高精度、高可靠性的 环境，使其高效、可靠地运行。
扩容方便：用户可以根据工程进展情况，分批、分期购 买相应的扩展模块数。方便用户合理地使用初始投资。
产品特点：
易于搬运：标准（扩展）单个模块体积小，重量轻， 可方便地通过标准门和通道，也可通过栽人(货)电梯进 行运输，方便快捷，也可大大减少搬运成本。
节省能源：使用高效风机和涡旋式压缩机，室外机具 有冷凝压力调节功能，机组采用高显热比设计，减少 了制冷和加热抵消作用，机组运行功耗大大降低。

水冷系统工作原理
冷却水循环
01
通过水泵驱动冷却水在系统中循环，将热量从服务器等IT设备
中带走。
热交换
02
冷却水在热交换器中与IT设备产生的热量进行交换，将热量传
递给冷却水。冷却塔散热 Nhomakorabea03
冷却水经过冷却塔时，通过蒸发散热原理将热量释放到大气中
。
水冷系统设计与选型
系统设计
根据数据中心规模、设备布局、散热需求等因素，设计合理的冷 却水循环系统和热交换系统。
结构简单
风冷系统结构相对简单，易于安装和 维护。
初始投资低
相对于液冷系统，风冷系统的初始投 资较低。
风冷系统优缺点分析
• 适应性强：风冷系统可以适应各种气候条件和数 据中心规模。
风冷系统优缺点分析
能耗较高
由于空气的比热容较小，风冷系统需要消耗更多的能量才能达到 相同的制冷效果。
冷却效率受限
在高温、高湿地区，风冷系统的冷却效率可能会受到限制。
利用自然冷源（如外界冷空气、 地下水等）对数据中心进行冷却 ，降低制冷系统能耗。
THANKS
感谢观看
02
精密空调制冷技术
精密空调工作原理
制冷循环
精密空调通过压缩机、冷凝器、 膨胀阀和蒸发器等组件构成制冷 循环，实现室内热量的有效转移
和排除。
空气处理
空气经过过滤、降温或升温、加湿 或除湿等处理过程，以达到数据中 心对温湿度和洁净度的要求。
智能控制
采用先进的控制系统，实时监测室 内环境参数，并自动调节空调运行 ，确保数据中心环境稳定。
精密空调选型与设计
负荷计算
根据数据中心的设备功率 、人员密度、建筑结构等 因素，精确计算冷负荷， 为空调选型提供依据。