数据中心集中冷源空调系统设计综述.

浅论高密度数据中心制冷空调系统设计摘要：传统的低功率密度的数据中心可采用集中制冷的形式对服务器进行冷却，但是当机柜的功率超过5kW时，采用传统的集中式制冷会出现很多弊端，例如在实际运行时机柜顶部存在局部热点和地板下送风不足等问题，这些都将导致设备过热保护引发宕机。

因此，本文以某新建的数据中心为例，介绍高密度数据中心的制冷空调系统的设计思路及方法。

关键词：高密度数据中心；制冷空调；系统设计1、数据中心概况该项目是将现有办公楼的一部分改造成数据中心。

改造前的办公楼总建筑面积约为12000㎡，建筑高度24m，地上五层、地下两层，主要包括高密度数据中心、辅助用房和办公室。

其中本文研究的高密度数据中心位于该大楼二层北侧，主机房建筑面积280㎡，层高4m。

服务器机柜110台，网络机柜6台，单台服务器机柜功率8.8kW，机房内设置防静电高架地板。

2、制冷空调及通风系统设计2.1设计参数2.1.1室外气象参数根据《实用供热空调设计手册》，参照地区的气象参数选取室外气象参数，结果见图1左边所示。

2.1.2室内气象参数《数据处理环境热工指南》列出了数据中心1~4级所对应的环境要求。

我国按照使用性质、管理要求及重要数据丢失或网络中断造成的损失或影响程度，将数据机房分为A、B和C三级。

数据中心机房的设计与建设以保证所有IT设备的不间断运行为首要任务。

同时，针对本项目制冷系统解决方案的设计，需要达到GB50174-2008的A级设计标准（规范现在改为GB50174-2017，2018年1月1日起实施，GB50174-2008废止）。

因此，本文中的数据中心属于A级机房，机房内的温度（23±1）℃，相对湿度40%~55%，每小时温度变化率小于5℃/h，且室内不得结露。

（最新规范变更为：冷通道或机柜进风区域的温度推荐值18-27°，露点温度为5.5-15°，相对湿度不大于60％）2.1.3通风换气次数为保证机房内的正压及人员新风量的要求，机房内新风量按照每人40m3/h选取，同时要维持机房与相邻房间5Pa的正压，与外界房间10Pa的正压要求，二者取最大值。

数据中心制冷方案
众所周知，数据中心制冷是一项费时费力的工作，为了更有效地运行
数据中心，制冷设计是至关重要的。

在未来，数据中心将会朝着绿色可靠，可管理，可扩展性，可信任的方向发展。

在此背景下，数据中心制冷设计
也正面临着挑战。

下面我们将讨论数据中心制冷方案：
首先，在设计数据中心制冷系统时，应考虑建筑物外部环境的可行性。

这个可行性因素应包括：外部环境的气温条件，外部环境能提供的空气处
理部门的间接辐射冷却技术，以及有限的建筑环境和空间条件。

其次，应考虑内部环境可行性。

这考虑的要素包括：预期内部环境的
温度，相对湿度和压力条件，数据中心的可用空间，冷却要求，以及预期
的环境负载。

最后，应考虑设备可行性。

这涉及的要素包括：冷却解决方案的可行性，预期的设备效率，数据中心冷却系统的设计和管理，可用的材料使用
寿命，以及可能的故障处理条件。

实际上，数据中心的制冷方案在技术上可以实现两种不同的冷却方式：直接冷却和间接冷却。

对于直接冷却，冷却器通过气体，液体或合成材料
的循环来冷却服务器机房；另一方面，间接冷却则是通过向服务器机房注
入冷空气的方式来实现的。

某数据中心空调系统设计【摘要】本文介绍数据中心空调系统设计，主要包括空调冷源、空调水系统、空调风系统、控制系统等。

阐述数据中心空调系统安全运行的必要条件及减少能耗的主要节能措施。

0.项目概况本项目位于浙江省某科技园区，数据中心建筑面积为29991m2，机房按A级[1]标准设计。

1.机房需求及系统简介1.1数据中对空调系统安全要求数据中心空调负荷较大，一旦制冷系统出现故障，IT设备散热量无法及时消除，机房温度很快超过IT设备厂商对机房环境温度的要求，可能会导致宕机或者IT设备损坏。

因此设计须避免空调制冷系统的单点故障，保证系统7*24h不间断供冷，并且能在线维护。

空调采用温湿度独立控制空调系统。

制冷机按N+1设置备用，同时蓄冷罐作为应急备用冷源，保证系统断电时不间断供冷。

其次管路方面：冷源侧及末端均采用环路设计，保证系统不间断运行。

1.2数据中心节能要求近年来新建数据中心在逐步降低PUE值。

为了评价数据中心的能源效率，行业中采用PUE值进行考核，规定PUE= 数据中心总设备能耗/IT设备能耗；显然PUE越接近1，表明能效水平越好。

本工程空调系统，节能设计体现在以下四个方面：首先冷源方面：提高冷冻水出水温度及采用变速驱动的离心机有效提高其满负荷及部分负荷的性能系数；其次；冬季采用免费供冷（Free Cooling）技术；第三数据机房采用温湿度独立处理的空调系统；第四数据机房服务器采用封闭冷通道的冷却方式、避免冷风和热风的混合，从而提高末端冷却的效率。

2.空调负荷及室内参数2.1、机房内空调负荷：主要有围护结构、人员、灯光、新风、IT设备负荷等。

湿负荷主要为：工作人员进入机房及新风机故障导致新风未经处理而引入机房的偶然性湿负荷。

负荷特点：新风量小、显热负荷大、湿负荷很小、空调送风量大、空调系统全年制冷运行，IT设备负荷占比重最大。

本项目数据中心IT设备散热量为14400kW，UPS间散热量为1536 kW，空调冷负荷为17506 kW。

数据中心机房空调系统设计分析摘要：本文以数据中心机房空调系统的设计作为主要目标，最先对数据中心机房空调系统的设计内容进行预先分析，之后在主要设备、主管路与末端管路、节能设计、气流组织设计以及应急设施设计方面对数据中心机房空调系统设计进行分析，旨在提高空调设计质量，保证其对于数据中心机房的温度调节作用。

关键词：数据中心；机房空调；制冷系统引言：数据中心对于数据方面的传输与储存能力决定了其显著的重要性，在数据中心的机房中，会设置许多仪器维持数据中心的正常运转。

但是在机器工作的过程中，由于其会产生大量热量，并且在过程中还会带动机房内部的温度上升，因此在数据中心机房的运转过程中，需要使用空调来调节内部温度，保证数据中心的正常运转。

1.数据中心机房空调系统设计内容1.1外部环境影响在空调的设置中，由于空调需要在室外设置外机以保证空气的交换，因此数据中心机房空调系统设计中，需要事先考虑到空调系统受到外部环境影响的因素。

在外部环境的影响中，比较常见的影响因素有气象条件、空气质量以及水资源等。

在数据中心机房空调系统设计中，需要根据外部环境条件选择不同的空调制冷类型，以避免空调与外部环境不适应出现工作效果降低甚至损坏的情况出现。

一般来说，在水资源比较缺乏的地区的空调系统设置中，空调的制冷类型就不能选择蒸发制冷方式，因为其受到了水资源这类外部环境条件的影响。

在设计空调系统时，会涉及到空调的运行参数以及单台空调的制冷与能源消耗参数等方面数值的计算，在计算中，需要将当地的气候条件造成的空调工作状态影响数值记录下来，作为参考条件以保证空调系统设计的可行性[1]。

1.2内部环境影响内部环境的影响需要将数据中心机房运行的温湿度条件以及室内空调系统在室内的运行情况进行分析。

在室内的机房运行过程中，空调的末端设备会根据室内机房的运行条件进行相应的温度以及风力提供。

在空调的运行中，一般水温在10℃的时候，空调工作期间对于温度调节的效率是比较合理的。

大型数据中心制冷系统设计大型数据中心制冷系统设计随着数字化时代的到来，数据中心的规模和需求量在不断增长。

大型数据中心作为海量数据存储和处理的重要场所，对于社会的信息化和数字化进程起到了关键的推动作用。

然而，大型数据中心的运行过程中会产生大量的热量，如果不能有效地排出这些热量，将会严重影响设备的运行效率和稳定性，甚至导致系统故障和宕机。

因此，大型数据中心的制冷系统设计显得尤为重要。

一、制冷系统基本原理制冷系统是通过一系列物理和化学过程，将物体保持在一定的低温状态，从而达到排除热量的目的。

根据实现方式的不同，制冷系统可以分为机械制冷、液体制冷和气体制冷等几种类型。

机械制冷通过制冷压缩机、冷凝器、蒸发器和节流阀等部件的协同工作，将制冷剂压缩、冷却和扩大，从而吸收并排除热量。

液体制冷通过液体的蒸发和冷凝来达到制冷效果，而气体制冷则是利用气体的压缩和膨胀来实现制冷。

二、大型数据中心制冷需求大型数据中心的特点是设备密集、发热量大、散热需求高。

为了保证数据中心的稳定运行，需要采用高效的制冷系统来排除设备运行过程中产生的热量。

同时，考虑到数据中心的特殊环境，制冷系统应当具有高可靠性、高可维护性和高节能性等特点。

三、制冷系统设计方案根据大型数据中心的特殊需求，可以采取以下几种制冷系统设计方案：1、直接冷却方案：直接冷却方案通过将冷凝器放置在服务器机架上方，利用冷凝器散热片直接接触服务器机架进行散热。

该方案具有结构简单、冷却效率高等优点，但需要定期对散热片进行清洗和维护。

2、间接冷却方案：间接冷却方案通过将冷凝器放置在服务器机架侧面或下方，利用冷却管道或冷却通道将冷气输送到服务器机架内部进行散热。

该方案具有对环境影响小、冷却效率较高等优点，但需要精细的冷却管道设计和布置。

3、液体冷却方案：液体冷却方案通过将液体冷却系统与服务器机架相结合，利用液体的导热性和比热容大等特性进行散热。

该方案具有冷却效率高、节能效果好等优点，但需要保证液体的密封性和安全性。

数据中心制冷与空调设计标准
数据中心制冷与空调设计标准是一组建议性的设计准则，其目的是提高数据中心中服务器的效率和可靠性，使服务器能够保持在最佳的温度范围之内，以确保其正常运作。

首先，数据中心设计应以室内恒温为基准，设置定温控制系统，使室内恒温稳定。

这样可以保证冷却系统在合理的温度范围内运行，可改善服务器的可靠性和性能。

室内恒温从23℃至27℃之间，具体范围可按服务器要求进行调整。

其次，空调设备要具备容量充足的功能。

并且设置合适的出风口，以确保空调的高效性和可靠性。

第三，设备的布局应充分利用数据中心的冷却系统。

最佳的方式是将服务器摆到空间的中间部分，避免壁或柜靠近屋外，以免空调的散热和冷热混乱，影响系统的性能。

最后，冷却装置应采用水冷、风冷或热晴式冷却方式，以确保温度的平衡，使服务器内部高效地冷却。

当一种冷却方式不能满足数据中心的容量需求时，可以采取多种冷却方式来调节服务器的温度，以保证服务器的高可靠性。

以上是数据中心制冷与空调设计标准的总体要求，旨在通过提高服务器温度来提升数据中心的运行稳定性。

希望贯彻这些标准，以确保数据中心的高可靠性。

浅谈大型数据中心空调冷却系统的应用和节能技术互联网、大数据等技术的蓬勃发展使其重要基础设施之一的数据中心体现出规模大，能耗高，可用度和可维护性要求也极高的特点。

大型数据中心空调制冷系统的构成复杂，使用时耗能大，以环保为核心的大趋势下，节能是各类系统优化的基本方向。

本文分析了大型数据中心空调冷却系统的特点、设置方式和节能技术措施，为今后数据中心或智能化控制中心项目建设提供制冷系统的设计依据和技术参考。

标签：空调制冷系统;节能技术;水蓄冷我国已大步迈入数字化、信息化、智能化的时代，产业和结构升级调整催生了新兴的技术和产业，工程建设领域也紧跟时代步伐不断推陈出新，满足精益化、节能化、环保化的大众需求。

数据中心设备产热量高，空调制冷系统负担的冷负荷大，运行电耗成本高，对安全性和系统稳定性的要求等因素都需要建设、设计、使用等单位的高度重视。

一、大型数据中心空调冷却系统的特点大型数据中心包含IT机房（含空调用户设施），空调机房制冷系统，电力机房供电系统三大基础性资源[1]。

数据中心占地面积大，全生命周期内空调系统制冷能耗成本占比高;数据中心全年不间断运行，对制冷系统和电力供应系统设置提出更高要求;且建设阶段要兼顾空调冷却系统的运行监控和维修保养，集中管理，及时反馈，便于操作，缩短故障设备恢复使用时间，甚至智能预测和诊断。

分散式空调能效低，故大型数据中心一般多采用集中式水冷空调系统来降低能耗，数据中心制冷负荷大，空调冷却系统需设多台大冷量冷水机组才能满足使用，依据《数据中心设计规范》GB50174-2017的要求，数据中心按重要程度可划分A级、B级和C级，A级对设备备用系数要求最高，按制冷主机和水泵、冷却塔、IT机房专用空调为N+x冗余，配套冷冻和冷却水管为双供双回，环形布置，保证数据中心制冷系统的高可用性和可维护性。

二、大型数据中心空调冷却系统的设置（一）空调机房制冷系统的两种连接方式利用水冷式空调冷却系统为数据中心散热，为其提供符合运行要求的环境。