| 摘要：介绍了大规模数据中心的空调系统特点及设计思路，概述了数据中心空调系统的气流组织、设备配置、节能措施；论述了高密度机房空调系统的冷却方式，以及绿色数据中心的概念，并采用CFD模拟论证了设计的实际效果。 |
3.末端空调系统设计
3.1气流组织
3.1.1常规高密度机房和高可用机房
机房空调气流组织，拟采用冷、热通道隔离的方式。机房计算机柜以面对面和背靠背成排方式布置，热通道上方设置透明的软隔断，将冷热通道完全隔离。空调系统采用架空地板下送风、天花吊顶回风的气流组织方式，送风口设置在冷通道的架空地板上，送风口采用孔板分扣600㎜×600㎜，根据送风量设计开孔率，配套调节阀调节每个风口的送风量，回风口设置在热通道的吊顶天花上，风口采用格栅风口600㎜×600㎜。
新风直接从室外经过过滤后引入吊顶回风空间内，与回风混合，平时用于满足工作人员的新风需求和保证机房密封所需要的正压需求。新风处理采用常规吊顶式新风机组。常规高密度机房气流组织图如图2所示。
图2常规高密度机房气流组织图
3.1.2非常规高密度机房
本计算机楼房的3个非常规高密度机房，计算机设备平均装机用电密度为5kVA，这和到单台机柜的用电量约10kW。该部分空调气流组织拟采用架空地板下送风和机柜局部冷却相结合的方式。地板下送风担负1/3空调负荷，机柜局部冷却装置负担2/3的空调负荷。
空调系统采用架空地板下送风、天花吊顶回风的气流组织方式，送风口设置在冷通道的架空地板上，送风口采用孔板风口600㎜×600㎜，根据送风量设计开孔率，配套调节阀调节每个风口的送风量，回风口设置在热通道的吊顶天花上，风口采用格栅风口600㎜×600㎜。
机柜配套局部冷却系统由制冷主机+制冷末端单元组成。制冷主机仍采用冷水作为冷源，制冷主机与制冷末端单元通过铜管链接，内部充注R134a环保冷媒进行热交换，通过主机控制器控制，保证制冷末端单元蒸发器表面温度高于露点温度，避免蒸发器及冷媒管路表面结露产生冷凝水。非常规高密度机房气流组织图如图3所示。
图3 非常规高密度机房气流组织图
3.2室内空气温度
（1）计算机机房温湿度的确定对于空调系统有较大的影响，也是很关键的设计参数。关于机房的设计温湿度，最新的《电子信息系统机房设计规范》（GB50172-2008）规定，温度为23±1℃，相对湿度为40%~~55%，但是机房区各个区域的温度差异比较大，规范中并没有明确此温度的准确定义点。
（2）根据美国采暖、制冷与空调工程师学会（ASHRAE标准）的建议，分冷、热通道分别定义温度。这样更科学和更合理的体现机房计算机设备的要求，所以本工程设计的冷通道设计温度为18~23℃，热通道为28~33℃。这样设计会带来如下的优点：1）提高了送风温度，从而提高了换热的效率，即提高冷水机组的能效比，明显节约能源；2）为过渡季节和冬季使用免费冷源冷却提供使用的可能，并增长了可使用的时间；3）为末端精密空调的干况运行提供有利条件，对空气处理过程的节能有较大的好处。冷、热通道温度示意图如图4所示。
图4 冷、热通道温度示意图
3.3空气处理过程
（1）根据计算机房的负荷你，计算机房主要为显热负荷，机房专用空调设计为干工况运行，因为计算机房无工作人员，对于偶尔因少数工作人员进入而带入的湿符合忽略不计。末端空调设计送风温度为18℃，回风设计温度为28℃。
（2）新风处理过程在夏季将室外空气处理到室内空气的温湿度，即23℃和50%，送入空调机房内，冬季仅作过滤处理，不做温湿度的处理直接送入空调机房。新风量的设计采用维持机房正压要求的送风量。
3.4设备设置
机房空调中的空调末端采用机房专用精密空调机组，分别设置于每个机房模块两侧的空调机房内，空调系统均为模块化配置。
常规密度的计算机房模块（6个模块），机房主要采用冷水型机房专用空调机组，每个计算机房模块采用N+1冗余配置，每个模块独立设置1台新风机，同时每个模块内设置1台自动加湿机。
非常规高密度计算机房模块（3个模块），机房同时设置冷水型机房专用空调机组和冷水型功能机。每个计算机房模块采用N+1冗余配置，每个模块独立设置1台新风机，同时每个模块内设置1台自动加湿机。
高可用性的计算机房模块（1个模块），机房主要采用冷水型机房专用空调机组，每个计算机房模块采用N+2冗余配置，每个模块独立设置1台新风机，同时每个模块内设置1台自动加湿机。
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