数据中心空调系统应用白皮书.pdf

数据中心空调系统应用白皮书 1 目录 一 引言5 1.1 目的和范围5 1.2 编制依据5 1.3 编制原则6 二 术语6 三 数据中心分级8 3.1 概述9 3.2 数据中心的分类和分级9 四：数据中心的环境要求 10 4.1 数据中心的功能分区 10 4.2 数据中心的温、湿度环境要求 11 4.2.1 数据中心环境特点 11 4.2.2 国标对数据中心环境的规定和要求 12 4.3 数据中心的其它相关要求 16 五: 数据中心的机柜和空调设备布局 18 5.1 机柜散热 19 5.1.1 数据中心机柜 19 5.1.2 机柜的布局21 5.2 机房空调及其布置23 5.2.1 机房空调概述23 5.2.2 机房空调送回风方式25 5.2.3 机房空调布局25 六：数据中心空调方案设计26 6.1 数据中心的制冷量需求确定26 6.2 数据中心的气流组织29 6.2.1 下送上回气流组织29 6.2.2 上送下(侧)回气流组织33 6.2.3 局部区域送回风方式36 6.3 空调系统的冷却方式选择37 6.4 空调设备的选择46 七: 数据中心中高热密度解决方案48 7.1 区域高热密度解决方案48 7.2 局部热点解决方式50 7.3 高热密度封闭机柜52 7.4 其它高热密度制冷方式54 八: 数据中心制冷系统发展趋势54 8.1 数据中心发展趋势：54 8.2 数据中心制冷系统发展趋势57 九 机房环境评估和优化58 附件一：数据中心要求控制环境参数的原因62 附件二：机房专用空调机组70 2 图表 1 电子信息机房分类9 图表 2 TIA942 对机房的分类9 图表 5 不同机房等级的环境要求 13 图表 6 ASHRAE 对数据中心环境要求的变化 14 图表 7 服务器主板气流方向 19 图表 8 服务器机柜尺寸规格20 图表 9 常见的机柜进出风方式20 图表 10 在不同进出风温差时的风量需求21 图表 11 中高热密度机房的冷热通道布局示意图22 图表 12 空调设备制冷系统原理图24 图表 13 空调单侧布置示意图25 图表 14 空调双侧布置示意图26 图表 15 空调靠近热源布置示意图26 图表 16 下送上回气流组织30 图表 17 地板下送风和机柜冷热通道布局31 图表 18 地板下静压分布规律示意图32 图表 19 上送风风道下回气流组织33 图表 20 风道整体布局示意图35 图表 21 上送风风帽送风下回气流组织36 图表 22 局部区域送回风－吊顶式送回风36 图表 23 局部区域送回风－水平气流送回风37 图表 24 风冷式系统原理图38 图表 25 乙二醇式系统原理图39 图表 26 水冷式系统原理图40 图表 27 冷冻水式系统原理图42 图表 28 风冷双冷源式系列原理图43 图表 29 各冷却方式对比表45 图表 30 高热密度区域封闭冷风通道空间应用49 图表 31 高热密度区域封闭冷风通道空间气流分布49 图表 32 高热密度区域通道气流对比50 图表 33 机房顶部加制冷终端形式51 图表 34 机柜间安装空调终端形式51 图表 35 冷通道封闭的示例52 图表 36 封闭式水冷机柜应用52 图表 37 封闭式水冷机柜工作原理示意图53 图表 38 ＣＦＤ模拟示意图60 图表 39 ＣＦＤ模拟示意图61 图表 39 数据中心各设备热密度发展趋势图62 图表 41 同等计算能力下消耗的机柜、服务器数量、占地和耗电对比62 图表 42 部分计算厂家、机构对环境的要求63 图表 43 部分交换机厂家对环境的要求63 图表 44 电池寿命与温度关系6