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数据中心机房精密空调系统设计方案

文章来源: 发布时间:2019-08-13 09:53:55 浏览:

1.1机房设计要求

根据中心机房的实际情况,我们建议选用恒温恒湿机房专用精密空调。它可以保证电脑机房拥有一个恒久的良好的机房环境。机房环境特点:机房中的环境设备在运行中散热量大而且集中,散湿量极小。即机房设备散热量的95%是显热,热量大,湿量小,热湿比极大。在这种情况下,空气处理可近似作为一个等湿降温过程。在这种情况下的焓差小,要消除余热必然是大风量。此外,因为计算机设备、网络设备24小时不间断运行,所以需要空调系统一年四季不间断地运行。同时,根据机房的围护结构特点(主要是墙体、顶面、地面,包括:楼层、朝向、外墙、内墙及墙体材料,及门窗型式、单双层结构及缝隙、散热)、人员的发热量,照明灯具的发热量,新风负荷等各种因素,计算出计算机房所需的制冷量,因此选定空调的容量。数据中心机房空气环境设计参数:

机房的环境是靠空调机来实现的。但是,保证机房的洁净度则要求做到以下几点:

2. 机房要保持正压,防止脏空气侵蚀。新风做到两级净化,即初效、亚高效过滤器,从而使输入机房的空气质量大大提高。

4. 该方案设计可以保证,空气洁净度达到国标要求。机房专用空调采用下送风、上回风的送风方式。

1.2机房负荷计算

具体情况:XXXX机房,房间面积约为142m2,机房机柜安装服务器、存储设备、核心交换机等重要设备。

机房负荷分析:

负荷构成:主机房空调负荷包括冷负荷、热负荷和湿负荷。冷负荷是指在某一时刻为保持机房具有稳定的温度、湿度,需要向机房空气中供应的冷量;热负荷是指为补偿房间失热量而需要向房间供应的热量;湿负荷是指为维持室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量。其中,冷负荷主要由以下部分组成见表:

按照空调设计中负荷计算的要求,精确空调负荷的确定方法如下:

机房主要热量的来源:

热负荷分析:1计算机设备热负荷:Q1=860*P*η1*η2*η3 (Kcal/h)

Q1:计算机设备热负荷

P:机房内各种设备总功耗

η1:同时使用系数

η2:利用系数

η3:负荷工作均匀系数通常,η1、η2、η3 取0.6—0.8之间,本设计考虑容量变化要求较小,取值为0.6。2照明设备热负荷:Q2=C*P (Kcal/h)

P:照明设备标定输出功率

除上述热负荷外,在工作中使用的示波器、电烙铁、吸尘器等也将成为热负荷,由于这些设备功耗小,只粗略根据其输入功率与热功当量之积计算。

Q5=860*P

依据经验采用“功率及面积法”计算机房热负荷:

Qt=Q1+Q2

其中,Qt 总制冷量(KW)

Q1 室内设备负荷(=设备功率×0.8)

Q2 环境热负荷(=0.12~0.18kW/m2 ×机房面积)

根据目前机房内设备数量估算机房内负载约为30KW,所以室内设备热负荷为:

Q1 =30*0.8=24KW

环境热负荷为:

Q2=0.18kw/平方米×142平方米=25.56KW

则Qt=Q1+Q2=24+25.56=49.56KW

注:电池发热量忽略不计。

此外,UPS的发热量也非常小,也可忽略不计。

实际工程热符合估算方法:

在实际工程方案设计中由于建筑物机构的复杂性,通常根据下表来选择机房单位面积的冷量需求,然后根据总面积计算出冷量需求。

主机房空调装机容量:

主机房空调装机容量应根据空调制冷负荷总量Q,预留15-20%余量。主机房空调设备配置时,可根据具体情况分期实施,分期实施时应在支持区为设备预留足够的空间。按此情况此机房空调设备应该配置不小于60 KW的总冷负荷。为了保证客户的投资回报率以及机房安全,我们建议配置两台P2040双系统的精密空调,一方面满足机房实际制冷量的需求,另一方面两台空调可以在一定程度上降低由于空调设备故障引起的机房温度短时间快速升高问题,给空调的维修预留充足的时间,从而保证机房设备的安全。

2. YD/T585-2006《通信用配电设备》;

4. YD/T 1051-2008《通信局(站)电源系统总技术要求》;

6. YD/T 5098-2007《通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范》;

7. YD/T 1104-2007《通信用开关电源系统监控技术要求和试验方法》;

9. YDJ 26-06《通信局(站)接地设计暂行技术规定》;

11. GB7450-07《电子设备雷击保护导则》;

13. CECS89:07《建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范》;

15. 机房规划详细需求

2.3系统设计原则及系统特点

本方案设计的艾默生Liebert.PEX P2040F机房专用空调系统符合XXXX机房使用要求。

2.3.1 通用性

2.3.2 可靠性

2.3.3 稳定性

2.3.4 安全性

2.3.6 扩充性

2.3.7 经济性

第二章Liebert.PEX系列产品介绍

3.1Liebert.PEX系列描述

3.2Liebert.PEX机组的特点

高可靠性、高节能性、全寿命低成本

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)

自适应风机系统,满足不同机外余压需求

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

.iCOM强大的群控与通讯功能

3.3Liebert.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。

PEX可靠性充分体现在:iCOM智能控制系统;Copeland涡旋压缩机;自适应风机系统;远红外加湿系统;全调速低噪声冷凝器等。

.PEX全寿命成本充分体现在:iCOM智能控制系统;Copeland涡旋压缩机;自适应风机系统;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。

标配漏水检测器,先进的漏水检测系统可以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。

3.4Liebert.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可以满足再热要求,减少了因除湿引起的再热工作时间,从而实现节能。

5、自张力调节室内风机设计,实现风机节能:

室内风机为最匹配效率设计,保障风机工作在最佳状态,达到节能目的。自张力调节设计保障传动机构高效稳定工作。

6、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。

7、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。8、iCOM控制器强大的联动与群控功能通过Teamwork方式统一控制管理,实现机房环境的节能控制。

第四章机房动力环境监控系统

5.1系统内容

1). 概述

计算机系统及通信设备数量与日俱增,规模越来越大,中心机房、计算机系统和通讯网络已成为各大单位业务管理的核心部分。为保证其安全正常运行,与之配套的机房动力系统、环境系统、消防系统、保安系统必须时时刻刻稳定协调工作。如果机房动力及环境设备出现故障,轻则影响电脑系统的运行,重则造成计算机和通信设备报废,使系统陷入瘫痪,后果不堪设想。因此对中心机房的动力及环境系统进行实时集中的监控极其必要。

影响机房安全的环境因素:

·机房进出管理不当,机柜被随意开启,线路被拨插或改接;l

·机房地面积水,影响网络设备运行;l

·电源系统不稳定, 影响网络设备运行;l

·空调及新风系统故障,导致尘埃或纤维性颗粒积聚,微生物的作用还会使导线被腐蚀断掉;l

·过高的室温会使元件失效率急剧增加,使用寿命下降,过低的室温又会使磁介质等发脆,容易断裂;l

·相对湿度过低,容易产生静电,对微电子设备造成静电干扰,相对对湿度过高,会使微电子设备内部焊点和插座的接触电阻增大;l

·机房明火管理不严,给机房造成很大的安全隐患。l

鉴于机房的重要地位以及机房辅助设施的重要性,因此有必要建设机房综合监控系统。厦门尚为科技有限公司研发的EMS系列是专为现代计算机及网络通信机房而设计的远程环境及网络监控报警系统。EMS系列除可监视机房内的环境参数外,更可监控网络上的IP设备。它可通过多种不同的通信方式发送报警信息,而且EMS系列已内置了网页服务器,用户可方便地通过网络监测到机房的信息。

2). 建设目标

项目的总体目标是通过对机房内的环境进行统一监控和管理。按照标准的机房进行监控,主要通过对环境、动力、消防、保安系统进行建设,对机房内的温湿度、市电、烟雾、漏水、安防等建立一套较完整的机房动力监控、环境监控、安全防范监控的管理体系,实现对机房运行环境科学管理,及时发现机房辅助设备的故障和故障隐患,做到及时发现、及时处理。

系统易于操作:系统的前端产品和系统软件均有良好的学习性和操作性。嵌入式设备追求易用性,在略通电脑操作的情况下通过培训熟练掌握系统的操作要领,达到能完成值班任务的操作水平。

系统具备升级维护能力:由于监控主机和传感器之间采用直接连接,因而维护方便,能迅速的排除故障;系统整体采用模块化设计,因而具备良好的软件升级能力。本项目机房动力环境监控系统应包括集中监控内容:UPS监测、配电柜监测、精密空调监控、温湿度监测点的监测、定位漏水监测、视频图像监测、门禁监控及消防监测等。

4). 系统组成EMS系列机房环境监控系统,由嵌入式环境监控主机、系统报警设备、前端被监测设备及各种传感器组成。中间不需要任何协议转换模块、多功能串口卡、工控机等。机房内被监测设备、各种传感器、报警设备直接与EMS系列机房环境监控主机相接。安装方便,大大减少了因为中间协议转换设备故障、多串口卡故障、操作系统故障所带来的数据采集中断,造成整个监控系统瘫痪的问题。

机房管理人员只要用自己的办公机器打开IE浏览器,输入EMS系列机房环境监控系统主机的IP地址、系统帐号,就可以登录系统。可以看到各监测设备的实时数据。系统日志,报警记录等信息。由此减少了机房管理人员的大部分工作量,工作效率更高,确保机房的长期稳定运行。

系统可以广泛用于多个领域和多种网络环境,既可以应用于对单个机房的动力环境进行监控,也可应用于对多个联网机房实现集中监控。

5). EMS系列机房环境监控系统拓扑图

6). 系统选型

推荐尚为EMS系列机房环境监控系统。

7). 系统功能

EMS系列机房环境监控系统功能特性

集中监控

系统应对单个机房内各种动力设备,环境设备及系统状态信息,报警信息等进行完整集中监控,并有良好的扩充性,实现跨区域集中监控管理。

来电自启动功能

EMS系列监控主机采用低功耗ARM芯片和嵌入式操作系统,内置硬件看门狗,具有故障自动恢复功能,当主机重新启动后,整个监控系统也随着在运行。

WEB显示功能

EMS系列监控主机内置WEB服务器,支持B/S架构,管理人员可直接通过浏览器和相应权限就可以实时的查看机房内所有动力环境监控设备的运行状态,可以远程管理、调整相关设备的工作参数。

日志管理功能

整套机房环境监控系统对各种报警信息、系统事件、设备参数等进行详细的记录,能够以报表形式进行数据导出、备份。

完善报警机制

EMS系列监控主机支持多种报警方式,现场声光报警、电话拨号报警、手机短信报警、邮件报警等多种报警方式,并可配合Emview中心端软件进行电子地图的图形报警、声音报警等。

用户权限功能

系统具有多级用户管理,可设定用户管理权限,来宾用户只能对系统进行浏览,普通用户除了对系统具有浏览权,还可以对系统进行部分的控制,管理人员可以配置、管理整个系统。

联网模式

EMS系列机房环境监控系统不仅能独立组成完整的监控系统,更可配合Emview中心端软件使用,组成联网工作模式。Emview具有强大的数据存储和图形界面展示功能,可集中管理和配置所有主机参数,并具有对设备的反控功能。

布防撤防功能

EMS系列机房环境监控系统从人性化设计出发,可设置布防撤防功能,可临时设置撤防多少时间来限制设备报警,方便灵活管理临时性的工作安排。

短信遥测遥控功能

系统支持管理人员通过短信实时查询当前机房的运行情况和监控主机的网络参数,并可通过短信对传感器进行布防和撤防。

网络监测功能

机房环境监控系统除了监测机房环境参数,还可以监测路由器、服务器等IP设备,提供两种监测方式,TCP端口探测和PING探测方式。

短信网关

EMS系列监控主机提供短信网关功能,同一个区域多台主机可以通过网络将短信发送到其中一台主机上进行统一报警,节省费用开支。

具有电话语音、多媒体语音、手机短信、Email、报警框、报警灯、报警提示等多种报警功能,并可给出专家对故障的提示和处理方法,使一般管理人员也能完成设备的日常维护工作。系统可实现在线编辑和修改,用户只要通过简单的培训,即可完成界面的修改和组态工作。安全管理功能

系统中共设有多级操作权限,所有操作员用户只能在自己的权限级别范围内进行各种操作。超级管理员拥有最高操作权限,并可设置其他人员的用户名、密码和级别。具有强大的容错能力即系统具备数据恢复功能,可使恢复到需要的状态,避免因误操作导致系统错误。

具有来电自启动功能。系统一旦断电,会自动保护正在记录的文件,确保记录文件不会丢失,并且所有录像文件均进行特殊的保护保证断电前的录像均可以回放。当系统重新上电后,无须人工干预,系统能自动启动并自动启动监控程序。数据的在线动态修改维护支持页面动态修改,即当监控系统正处于运行状态时也可对其页面或策略的各种对象属性进行在线添加、删除、修改,并可将所有的修改实时上传,保证所有的修改都能即时生效,以便在保持监控系统运行连续性的情况下进行组态。

动态下挂本地监控站点

各中心管理站可实现动态下挂本地监控站点。即在管理站处于运行状态时,只要输入所要监控的本地站点的IP,就可以实现对该本地监控站的监控。数据的远程控制功能

可实现对各种数据的远程修改。比如当管理人员检测到室内的温度过高时,不同用到监控现场就可以直接通过系统远程设置空调的温度,以实时保证室内温度的正常。此外,管理人员还可以远程实现对各个摄像头(球机)的控制,以保证360度、全方位的立体监控。数据管理功能

可实时直观地显示各设备的运行数据和运行状态,界面完全汉化、场地布局、设备图片直接显示屏幕上。并且系统还将对采集的数据进行处理,生成报警统计报表、操作统计报表、历史统计报表等,并具有方便的打印功能。灵活方便的远程通讯功能

具有多种远程接入方式供用户选择,提供WWW服务,用户可通过WEB方式实现图像和数据的远程联网监控,无需安装另外软件和任何配置。强大的联动与控制功能

通过策略实现了各子系统间的相互联动,并可根据用户自己的需要实现工作复杂的控制器联动功能,只要需要控制器实现的过程用简单的脚本语言编写出来,系统即可根据用户定制的控制器方式进行工作。系统的扩展扩展功能

系统的可扩展性高,系统所有软硬件设计均采用模块化可扩充结构及标准化模块结构,留有与以后其它应用系统互联的接口。

5.2各子系统内容

机房环境监控系统一共有以下集中监控子系统:市电监测子系统、UPS监测子系统、电池组监测子系统、配电开关监测子系统、普通空调监测子系统、精密空调监测子系统、温湿度监测子系统、漏水监测子系统、消防监测子系统、门禁监控子系统、网络监测子系统。

1). 市电监测监测对象:

对机房内的供配电系统的市电质量进行实时监测。

监测实现:

在配电柜中安装一个电量仪,将电量仪的数据线与EMS系列机房环境集中监控主机传感器接口相连。电量仪的接法和安装参见其安装手册。

实时参数:

线电压、线电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、有功电度、无功电度等。

2). 配电开关监测监测对象:对机房内的供配电系统的重要配电开关进行实时监测。

实时参数:每一个配电开关监测模块可以监测8路配电开关和6路防雷器的状态。

3). UPS监测监测对象:对机房内的UPS运行状态进行实时监测。

监测内容:

实时参数:输入电压、输入频率、输入电流、输出电压、输出频率、输出电流、电池温度、电池电压、电池充电程度等。

工作状态:旁路工作状态、在线状态、电池供电状态、电池充电状态等。

报警信息:输入越限报警、输出过载报警、电池异常报警、整流器故障报警、逆变器故障报警等。

4). 电池组监测监测对象:UPS后备电池

监测内容:在线监测每节电池的电压、电流、温度、内阻,预测电池组中落后的蓄电池和蓄电池组的后备时间。

5). 精密空调监测监测对象:对机房内的精密空调的运行状态进行实时监测。

监测内容:回风温度、回风湿度、回风温湿度限值、温度设定值、湿度设定值、加热器运行状态、制冷器运行状态、除湿器运行状态、压缩机高低压报警、主风扇过载报警、滤网堵塞报警等。

6). 温湿度监测监测对象:对机房内重要区域的温度、湿度进行实时监测。

监测内容:实时显示温湿度传感器所在位置的温度、湿度变化情况。

7). 定位漏水监测监测对象:对机房内的空调的冷凝水、窗户和易漏水等位置进行定位监测,且实时报警,可具体检测到某一处漏水。

监测内容:实时检测记录具体漏水位置并进行报警。

8). 红外监测监测对象:对进出机房人员情况进行监测。

监测内容:实时监测人员的移动。

9). 门禁系统监测对像:对机房内的重要门实施门禁进出管理。

监测实现:门禁控制器可选用单门、双门、四门控制器和非接触式读卡器或指纹一体机,EMS系列机房环境监控主机通过网络来读取门禁控制器内的刷卡开门记录。如:时间、刷卡者ID号、门状态。也可以通过加装门磁传感器,将其连接到EMS系列机房环境监控主机的接口上,实现监测当前门的状态。

监测内容:实时监视各门的开关状态。

10). 闭路电视监视系统在机房内各重要区域内安装半球形彩色摄像机,构成一个数字化的图像监控系统,以实时监视机房内的现场情况。本系统通过配置1套8路的数字录像监控系统实现高质量的监控画面以及远程监控管理等丰富的功能,下面我们将进行详细的介绍:

365天全方位预约录像功能

在数字录像监控系统中,为满足不同用户的不同时期、不同时段的监控录像需要,提供了丰富的预约录像功能。用户为每路摄像机自由设置录像方式,视频信号按周划分,可选七种模式。每种录像模式每天又可分5个录像时段,并可以无限添加。并且用户可预置节假日模式,节假日时,系统按节假日模式运行。视频移动报警功能

本系统具有自动侦测图像移动功能。同时,移动报警的灵敏度以及报警的恢复灵敏度可由用户根据实际需要自由调整,以满足不同的移动报警要求。具体操作十分简单,只需鼠标拖动即可。当画面移动变化达到报警灵敏度时,监控视频图像画面边框将变色闪烁,提醒管理人员注意,该区域有人员活动,以便进行及时处理。报警记录预存功能系统在进行报警触发数字录像时,可根据用户预先设定要求进行录像,记录报警事件发生前一段时间(若干分钟或秒,该时间段可由用户根据实际需要进行设定)及报警后一段时间的视频记录,完整记录事件发生的整个过程,以便为事后查看事件发生原因提供完整真实的依据。方便快捷的硬盘扩充功能

在本数字录像监控系统中,根据用户的实际需求,不需任何软件程序便可扩充新的硬盘,十分的简便。

文章来源:精密空调 http://chinacrac.com

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