| 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。 |
根据我司在现场测试的数据，各列设备柜的总分配风量为：
C排＝13×200＝2600m3/h
D排＝3×200＋8×400＋1×800＝4600m3/h
E排＝9×200＋4×400＝3400m3/h
F排＝5×200＋2×400＝1800m3/h
G排＝1×200＋1×400＝600m3/h
H排＝3×200＝600m3/h
I排＝6×200＋6×400＋1×800＝4400m3/h
L排＝3×200＋1×800＝1400m3/h
M排＝6×200＝1200m3/h
N排＝1×200＋4×400＋2×800＝3400m3/h
O排＝2×200＋3×400＝1800m3/h
P排＝2×200＋1×400＝800m3/h
Q排＝3×200＋4×400＝1400m3/h
S排＝2×200＋2×400＋5×800＝5200m3/h
总=33200m3/h
因此，精密空调的总风量必须达到33200m3/h。这是最大风量的数据，目前实际机柜的风量可调节在70%左右。另外我们可以通过变风量自动控制系统，大大减少送风量的过剩。
由于目前测得的精密空调送风量严重偏低，因此精密空调的送风量能否满足要求是本方案的关键之处，我们和精密空调厂家协调确认，该空调设计风量单台18000m3/h，机外余压达到250Pa，可以通过改变风机皮带轮的方式进行调整，调整后的机外余压能满足变风量送风器的要求，同时风量也能在机外余压200帕的情况下达到单台10000m3/h以上。
为了保证每个机柜的风量可以根据设备的发热量随时调整，我们采用变风量自动控制系统方案。
采用室内温度变送器一个，安装在机柜后门采集柜内回风温度。控制器采用一个比例积分控制器，通过温度变送器采集的AI信号，控制输出AO至风阀驱动器，调节送风管风阀的开启度（设定值T，机柜内温度大于T，增大风阀开启度，小于T时减小风阀开启度），从而达到控制机柜内送风量的大小，使机柜内温度处于较小波动范围。一个温度变送器对应一个比例积分控制器输出对应风阀驱动器，构成独立控制回路。
控制流程图如下：
另外，由于每个机柜的风量调节，造成送风管风压变化，为了保持机柜风量调节的精度必须保证主风管的静压保持在恒定值，也就是变风量控制中的定静压控制。
首先我们对精密空调的风机进行改造，增加变频器，变频器由DDC控制器直接控制，另外我们采用8个空气微差压传感器分别采集8个送风风管内与管外的压差信号，送至DDC控制器。经PID计算对应输出AO至8台变频器（每台空调2台风机），控制4台精密空调的风机转速，保证送风管内压值恒定。每台精密空调两个风机的转速要保持一致。
控制流程图如下：
冷通道封闭变风量送风方案，是专门针对江浦数据机房设计的一个合理解决机房过热问题的方案，一方面解决了冷热气流隔离的难题，另一方面做到了制冷量智能分配，彻底解决过热问题。我们对本方案做了计算机流体力学模拟分析(CFD)，下面是分析的结果：
1、机柜送风器的安装模型：
2、计算机模拟结果，离地面0.35米处机房的温度分布情况：
3、计算机模拟结果，，离地1米处机房温度分布情况：
4、计算机模拟结果，离地1.8米处机房温度分布情况：
改造后，机柜内部环境将完全满足设备运行要求，机房外部环境温度在局部会由于设备发热量的不同出现温度过高，但是不会影响机柜内服务器设备的运行。
4、效益分析
在实施了“冷通道全封闭变风量送风方案”后，送风量和制冷量都可以按照机柜的实际需要分配，局部过热和制冷量过剩的矛盾将得到彻底解决，机房可以继续安装设备，机房空调的能耗将大大降低。
4.1、减少数据机房建设总成本：
按照目前江浦数据机房的情况，精密空调的总制冷量208KW可以得到充分利用，在考虑可照明发热4KW和建筑发热9.6KW的情况下，可以支持的设备发热将达到208KW-4KW-9.6KW=194KW，比目前的96KW超过一倍多。也就是意味着，可以将目前的容量扩充一倍，相当于新建一个机房。从江浦数据机房机柜空间的角度核算，目前绝大部分的机柜安装了不到20U的设备，江浦数据机房的机柜可安装容量为35U，另外还有70个机柜的空位，因此设备安装容量扩大一倍完全没有问题。按照目前机房建设的成本，类似江浦数据机房这样一个400平米规模的机房可节省建设总费用至少在600万元以上。
4.2、节省精密空调运行能耗：
在实施“冷通道全封闭变风量送风方案”后，由于合理分配送分量和制冷量，必然会节省精密空调的运行能耗。在目前不增加装机的情况下，制冷量会有冗余，冗余的制冷量估算如下:
冗余制冷量=208KW-110KW=92KW。
由于在改造前精密空调是全负荷运行的，因此制冷系统处于100%运行状态，改造后由于制冷量需求减少可以降低精密空调制冷系统的能耗约44%。查阅江浦数据机房精密空调设备参数，制冷系统的功率包括压缩机和冷凝器的功耗约60KW，初步估算每年可以节省的电费按照1元/度计算：
节省电费=365天*24小时/天*60KW*44%*1元/KWH=约23万元/年。
责任编辑：kelly
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