通訊機房、資料中心精確送風系統
技術規範書
通訊機房、資料中心精確送風系統技術規範書
1、概述
精確送風是指通過風管、送風器、調節器等裝置將空調冷風直接送入機櫃內，對機櫃冷卻後排出。實現了「先冷裝置、再冷環境」，通過對送風區域及送風量的精確控制，以達到降低空調能耗的目的。精確送風可以分為下進風和上進風方式，所謂下進風方式，就是在機櫃底部開乙個可調節風量的進風口，將架空地板下的冷空氣輸送到機櫃前面專門冷氣通道而不流失；而上進風方式從氣流組織原理上基本與下進風方式相同，唯一不同的是進風口設在機櫃頂上。
精確送風適用於原為風帽送風或風管送風的機房，特別是有區域性過熱現象、且機房層高及走線架的布置能滿足上送風精確送風改造要求的機房。裝置發熱量大、分布密集的大型通訊機房和idc資料中心機房改造節能效果更佳。
本規範書規定了通訊機房、資料中心精確送風系統技術要求等，適用於通訊機房、資料中心精確送風系統的裝置選型，也可作為工程招標的依據。
2、總體技術要求
2.1 系統組成
機房精確送風系統由空調系統、管道系統、送風裝置及監測與控制系統組成。
管道系統包括：送風主風管及支風管、伸縮軟管及送風接頭。
送風裝置包括：風量調節閥、送風器及送風器與機架介面安裝件。
監測與控制系統包括：機房溫度控制系統、機櫃溫度及送風量監控系統及新風監控系統。
2.2 精確送風實現方式
冷通道封閉精確送風是通過上送風方式來實現的。冷氣流經的通道主要包括：主送風管、支風管調節閥、連線軟管、送風器和機櫃，如圖1所示。
圖1 冷通道封閉可變風量精確上送風的基本形式
工作原理如圖2所示，主風管把來自靜壓箱的冷風輸送各支風管，各支風管均
安裝有調節閥，通過調節閥控制送給每個機櫃的冷風量。
圖2 上送風方式工作原理示意圖
2.3 總體技術要求
上送風方式風管設定：梁下淨高度≥3.7m，送風距離≤15m。
若送風距離》15m，應核算最遠端的空調送風風壓、風量等能否滿足工藝裝置散熱需求，如不能滿足，可考慮通過提高空調風機風壓以及增加回風管道、誘導風機等輔助手段來滿足裝置散熱需求。
送風主管應滿足單列機櫃平均3kw的送風量，對於單機櫃功耗》5kw的機櫃，建議採用獨立集中區域布置方式，並對其進行冷源的專門配備、強化散熱或採用其他技術手段。
系統通電要求：空調系統、調節和監控系統為雙路交流市電供電，監控系統宜採用ups電源。
2.3.1 機櫃風量要求
機櫃出風口與進風口的溫度差要求≤15℃，單機櫃所需風量大於圖3(或表1)給出的送風量。機櫃最小送風量按下式計算：
q=p/(cp×p×△t)m3/h
其中，p——機櫃功耗，單位：w
cp——空氣的比熱容，單位：kj/kg·℃
p——空氣的密度，單位：kg/m3。
△t——機櫃出風口與進風口的溫度差，可取15℃
當機櫃進風溫度為25℃時，上式可簡化為q=3×p/△t=p/5。
表1 單機櫃送風量與功耗關係表
圖3 單機櫃送風量與功耗關係圖
2.3.2 機房環境要求
機房冷熱通道應進行隔離，在機房實施冷通道封閉精確送風後，機櫃前面安裝的送風器實現了冷熱氣流的隔離，整個機櫃外部空間形成熱通道。
為了保證機房內裝置執行的可靠性和維護人員的舒適性，機櫃進風口空氣溫度範圍為20～30℃，相對濕度35%～65%，空調回風溫度≤35℃。
2.3.3 機櫃列間走道要求
機櫃列間距以滿足單列開門為基本條件，並盡量增大間距。
對於老機房：兩列機櫃間距d≥0.8m，參見圖4所示。
對於新建機房：當兩列機櫃朝向相同時，間距d≥1m(含單個送風器厚度o.2m)；當兩列機櫃朝向不同時，前門間距d1≥1.
2m(含兩個送風器厚度o.4m)，後門間距d2≥o.8m，即除去送風器厚度後，機櫃間距大於o.
8m。參見圖5所示.
圖4 老機房機櫃列間距說明
圖5 新機房機櫃列間距說明
3、各構件技術要求
3.1 空調系統
為了滿足冷通道封閉可變風量精確送風的控制需求，機房空調需要作如下技術改進：
空調系統由原來的回風溫濕度控制策略改為送/回風溫濕度同時控制策略，空調電控系統必須留有相應的rs485介面，可通過遠端控制，相關通訊協議需遵從萬能主從節點協議。
空調系統送風量變化範圍應不導致空調蒸發器表面結冰，且送風量能夠無級調節，推薦送風量調節範圍：70%～100%。
3.2 送風管道
送風管道由以下三部分組成：主送風管、支風管、伸縮軟管和送風接頭。
設計主送風管、支風管、伸縮軟管和送風接頭的尺寸和材質要求如表2：
表2 送風管道尺寸和材質要求列表
3.3 調節閥
調節閥安裝在支風管上，其尺寸與支風管相同，直徑≥225mm，支援手動調節和自動調節；為便於機房實行風量自動監控調節，可以設定自動調節閥。
通過控制調節閥的開度，實現對每個機櫃送風量的精確控制。其結構如圖6所示：
圖6 調節閥結構示意圖
開度調節範圍：0～100%；開度調節精度：±5%；供電電壓：48vdc或220vac。
3.4 送風器
3.4.1 送風器的結構型別
根據安裝方式的不同，送風器分為兩類：門板式送風器和懸掛式送風器，其結構如圖7、圖8所示。
圖7 門板式送風器
圖8 懸掛式送風器
3.4.2 門板式送風器的適用條件
1) 改造機櫃的前門可以拆除；
2) 機櫃安裝介面符合下節尺寸要求。
3.4.3 懸掛式送風器的適用條件
1) 改造機櫃的前門不能或不便拆除；
2) 改造機櫃前門的開孔率≥50%，且分布規則。
3.4.4 門板式送風器結構
門板式送風器規格如下：
1) 送風器材料規格：fe，08，t1.5，即冷軋板，材質符合我國的優質碳素冷軋鋼08材料，板材厚度為1.5mm；
2) 進風孔有效通風直徑≥φ177mm；
3) 內測貼附隔熱棉(如：聚氨脂泡沫塑料，厚度≥10mm)，減少熱交換；
4) 機櫃內部風壓通過上下兩排風壓調節孔進行調節；
5) 擋風板的預設安裝間距為200mm，且等間距規則分布，其作用是：改變風向，確保冷風流向裝置側。現場可根據送風方式的不同，手動調整擋風板的安裝方向；
6) 送風器的有效儲風截面為400mm×200mm的梯形結構；
7) 送風器通過門鎖及門軸與機櫃連線；
8) 門板送風器的上端通過進風口與伸縮軟管連線，下端封閉，結構如圖9所示。
3.4.5 門板式送風器尺寸系列
門板式送風器的尺寸系列如表3所示：
表3 門板式送風器的尺寸系列表
備註：優選機櫃的寬度尺寸為600mm，其它尺寸規格的機櫃適配送風器，需要進行特殊定製。
圖9 上送風門板送風器示意圖
3.4.6 門板式送風器門鎖的高度尺寸
門鎖距下基準面的距離為1100mm永遠保持不變，門鎖高度與機櫃高度無關。其結構如圖10所示：
圖10 上送風門板送風器示意圖
3.4.7 懸掛式送風器結構
懸掛送風器規格如下：
1) 送風器材料規格：fe，08，t1.5，即冷軋板，材質符合我國的優質碳素冷軋鋼08材料，板材厚度為1.5mm；
2) 進風孔有效通風直徑≥φ177mm；
3) 內側貼附隔熱棉(如：聚氨脂泡沫塑料，厚度≥10mm)，減少熱交換；
4) 機櫃內部風壓通過上下兩排風壓調節孔進行調節；
5) 擋風板的預設安裝間距為200mm，且等間距規則分布，其作用是：改變風向，確保冷風流向裝置側。現場可根據送風方式的不同，手動調整擋風板的安裝方向；
6) 送風器的有效通風截面為400mm×200mm的梯形結構；
7) 懸掛送風器背面均布壓鉚螺母，用螺釘直接將送風器懸掛固定在機櫃門上；
8) 懸掛送風器的上端通過進風口與伸縮軟管連線，下端封閉，結構詳見圖11：
圖11 懸掛送風器示意圖
3.4.8 懸掛式送風器尺寸系列
懸掛式送風器的尺寸系列如表4所示：
表4 懸掛式送風器的尺寸系列表
備註：優選機櫃的寬度尺寸為600mm，其它尺寸規格的機櫃適配送風器，需要進行特殊定製。
3.5 門板式送風器與機架安裝介面
3.5.1 機架的輪廓尺寸
送風器安裝在機櫃進風側，送風器安裝深度為d1，機架輪廓如圖12所示。
圖12 機架的三維尺寸示意圖
3.5.2 門板式送風器安裝尺寸
門板式送風器的尺寸系列如表5所示：
表5 門板式送風器安裝尺寸表
3.5.3 機架與送風器相對應的介面尺寸
1、優選改造機架的寬度尺寸為600mm，其他尺寸規格的機架需要進行特殊定製。
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