数据中心机房精密空调制冷系统改善

姜雪峰

摘要：某省广电网络公司通用前端机房为省通用前端机房，承载省数字电视业务、数字电视增值业务、省SDH传输及互联网业务等。机房应符合国家新闻出版广播电影电视总局第62号规定的要求。一级前端机房的环境要求参见gb50174-2008《电子信息系统机房设计规范》。机房空调开机时，温度要求为23±1℃，相对湿度要求为40%-55%。空调关闭时，温度为5-35℃，相对湿度为40% -70%。

关键词：数据中心机房；精密空调；制冷系统

1 数据中心实际布局情况及监测

网络公司前端机房精密空调采用恒温恒湿空调机组，机柜采用面对面冷通道送风方式布置。公司三楼房间的局部热分析现在正在进行。空调布局如图1所示。夏季，西风凛冽，当地气温高。测量温度为35 ~ 37℃。增加保温板和玻璃幕墙，形成中空夹层，减少西侧太阳的热量传递。局部温度得到改善，降低2℃左右。

图1 空调布局图

从图2的局部加热温度监控可以看出，精密空调布局结合实际机房温度过高，导致服务器频繁关闭。机房中的部分热量主要集中在第八届内阁(F8)行从6月到9月,F(2017温度监测统计数据),在第一个柜的温度(F1)的F和温度在第八届内阁(F8)在F分别为监控和统计分析。温度差高达5℃，导致机柜上的F8设备(如服务器)在夏季频繁停机。在玻璃幕墙后面增加隔热板，减少西晒的热量，提高G排、F排机柜IT设备的工作环境温度，降低IT设备停机率。

图2数据中心机房局部发热监测（2017年）

2 精密空调室外机组实际布局情况及监测

由于总前端房建于十多年前，采用直接蒸发冷却设计和分体式精密空调。由于临近居民区，空调室外冷凝器连续工作24小时，室外冷凝器安装密度大。某品牌6台大型卧式室外冷凝器和7台立式室外冷凝器给居民造成噪音和滋扰。随后，增设外遮蓬，并增设隔声墙，以降低室外噪声，如图3所示。

图3外棚及隔音墙示意图

新的问题出现。温度测量在小屋后,温度在小屋达到34℃~ 37℃夏末和秋季的开始,这是7 ~ 8℃不同天气温度在小屋外,影响冷凝器的换热单元在小屋。棚内温度监测统计数据如图4所示。随后，在卧式室外凝汽器机组上方放置四个轴流通风机，将棚内聚集的热空气吹出，提高棚内温度。提高精密空调室外冷凝器机组的换热效率。

图4空调室外机组（棚内）6－9月平均温度（2017年）

3 精密空调室外机组再冷却方法

室外机组采用强迫对流空气冷却式冷凝器，传热系数较低，按相邻外表面积计算的传热系统为23～50W/（m2·℃），空气的进出温差一般为8～10℃。在艾默生室外大型卧式机组下方，用自然冷却水，改善室外机热交换。冷却水在换热管外汽化产生的水蒸气，被自然对流的空气带走，水汽化的潜热来吸热制冷剂Ｒ22的热量。等焓加湿用冷却水喷淋空气，当系统达到稳定状态时，水的温度等于空气的湿球温度，且维持不变，这时空气被加湿了，但水与空气之间始终没有热交换，所以，空气状态是等焓变化。空气由初状态1向终态2变化是沿着等焓线下降的（图5）。

图5等焓加湿过程的湿空气状态变化图

夏季房间发热严重时，只能用人力冲洗空调室外机降温。用干湿温度计测量艾默生大型卧式室外机上下的温湿度，卧式室外机下的空气湿度达到34%，卧式室外机上的空气湿度达到17%。晴天时，卧式室外机上下湿度偏低。

根据实测的温度和湿度可以看出，自然冷却水可以改善室外机的换热，达到冷却的效果。如果设计一套喷雾冷却，自然冷却水雾化，增加室外机水平以下的空气湿度，带走通过水蒸发释放冷凝潜热的制冷剂蒸汽冷凝过程中因为水的蒸发潜热(2450 kj/kG)，相当于对室外冷凝器机组进行冷却，提高精密空调室外冷凝器机组的换热效率。

结束语：

综上所述对于数据中心机房来说，合理控制机房内温湿度是保证数据中心机房节能稳定运行的重中之重，因此必须针对数据中心机房本身的环境情况进行分析，根据实际问题解决由于环境因素造成的设备及其配套设备供冷不足导致IT设备自动停机等问题。并且应用良好的空调节能系统，在保证数据中心机房稳定运转的前提之下，尽可能的降低空调系统，提高能源利用率，也不会导致中心机房出现局部过热的问题，实现数据中心机房的节能降耗，满足绿色节能发展。

参考文献：
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