摘要:江浦数据机房位于南京市江浦地区,是一个面对中小客户的托管业务和公司核心业务的综合性机房,机房位于江浦营业大楼4楼西侧。由于目前机房局部过热严重,虽然机房设计容量为170台机柜,但是新增设备已无法再安装,机房容量实际已经超负荷。 |
3、解决方案
从上述分析可知,江浦数据机房局部过热的根本原因是冷量未能精确分配、气流组织不合理。针对以上两个原因,我们的解决方案主要解决以下两个难题:
1、如何针对各个区域合理分配冷量?在服务器等设备发热高的区域配更多的制冷量,设备发热小的区域分配较少的制冷量,最好能够做到定量分配。
2、如何隔离服务器设备的散热气流?最好能将冷气流和热气流完全隔离,互不影响。
经过多方探讨和研究,我们找到了一个能够很好解决上述两个难题的方案――“冷通道全封闭变风量送风方案”。该方案具体如下:
首先我们设计一个送风器,安装在每个设备机柜的正面网孔门,由于江浦数据机房的所有机柜都是全通风的网孔门,因此可以非常方便地直接安装在网孔门上,送风器采用喷塑钢板定制成型,上端为DG200的圆形管,通过螺旋软管连接主风管,安装送风器后,机柜前门可以照常开关。空调冷风通过软管直接通过送风器送到每个机柜,可以完全隔离前排机柜热气流的影响。
除了安装送风器,我们在每排机柜顶部的主风管上给每个设备机柜开设直径200mm的圆形送风口,每个送风口安装风阀,可以调节每个机柜的送风量。这样做到按照每个机柜的发热量,精确分配精密空调的制冷量。这样整个变风量机柜送风器三个部分组成:
――送风器:宽390mm,厚160mm,高1700mm
――软管:Φ200mm
――手动/电动控制阀:Φ200mm
变风量送风器安装示意如下图。
根据江浦数据机房设备机柜的发热情况,目前最大的机柜负载是3.8KVA,设备发热量=3.8KVA*0.92*80%=2.8KW。
按照设备厂家的要求和国外设计参考,我们设计送风器风量按照800m3/h,最大风速约7m/s。
下面我们需要计算变风量送风器的压力损失,来核算目前的精密空调是否能够满足要求。
空气在风管内流动时的压力损失有两种形式:摩擦压力损失和局部压力损失。
变风量机柜送风器,在送风过程中将经过以下几个部件,其各个部件的摩擦压力损失和局部压力损失分别为:
圆形风管单位长度摩擦压力损失计算公式为:Pa/m
管件(如三通、变头等)的局部压力损失计算公式为:Pa
①送风支管及送风水平延长管沿程损失
查《简明通风设计手册》圆形风管沿程摩擦压力损失线算图,得出直径200mm,设计流速为7m/s的压力损失为:3.3Pa×1.5m=5Pa
②铝箔升缩软管沿程损失
查《简明通风设计手册》铝箔伸缩软管摩擦压力损失线算图,得出直径200mm,设计流速为7/s的压力损失为:5.8Pa×1.2m=6.96Pa
③90度弯头局部压力损失
将有关数值代入上述公式得:6.9Pa
④静压箱分支管局部压力损失
将有关数值代入上述公式得:46Pa
总压力损失为Z总=5+6.96+6.9+46=65Pa
现有的正方形散流器需要取消,为了便于现场安装,我们的方案是将现有的分支风管拆除,采用铝箔复合保温板重新制作送风管,将分支送风管设计成定静压的送风管。
按照设备厂家的要求和参考美国暖通工程师协会的最新建议标准,我们对每个设备机柜的控制工艺设计如下:
1、温湿度的控制
我们采用送风控制模式,保证每个设备机柜的送风温湿度,按照TC9.9的建议,我们设定变风量送风器的出风温度(即送风温度)为20℃(干球温度),相对湿度为60%,每1KW设备的送风量为200m3/h。
机柜的排风温度计算:
查焓湿图,可以得到其含湿量d=8.83g/kg,焓h=42.62Kj/kg。
因为计算机房的潜热量小,设备的冷却过程可看作是等湿加热过程,每200m3/h,通过计算,可得到其出风焓值h=57.74KJ/kg。
查焓湿图,含湿量量d=8.83g/Kg,焓值h=57.74Kj/Kg时的温度为:34.74℃。
2、设备机柜的风量分配
我们将不同用电量的设备柜散热分为三种不同风量的供应:
①设备柜用电量:Q1≤1KW时,分配风量为:200m3/h;
②设备柜用电量:1KW<Q2<2KW时,分配风量为200~400m3/h;
③设备柜用电量:2KW<Q3>3KW时,分配风量为400~800m3/h;