數據中心配置機房專用空調系統

數據中心建設在總體設計中，主要從TCO、總體空間規劃、合理氣流組織、系統融合構建等方面考慮節能途徑與節能措施。數據中心的總體設計更需要關注工程初期設計的合理性和適用性，充分考慮到如何在建設期和運營期內降低數據中心的日常運營成本，即能耗成本，同時降低數據中心的TCO，以提高數據中心的整體經濟效用比。

專業化、高等級的數據中心已從一幢建筑體逐漸發展成為建筑群體。例如，災難備份中心包括數據中心機房主體建筑、動力中心、辦公樓、配套研發樓和生活輔助樓等。數據中心合理的總體規劃、空間與平面布局是依據建設需求進行總體設計的第一步，也是重要的一步。總體規劃確定數據中心的等級規模和系統構成，空間與平面布局確定數據中心機房的場地分隔、工作流程以及建設工藝。現行數據中心采用機房密閉護圍、大空間、少隔斷、適宜的空間容積、人機區域分離、區域集中監控等，這些都是新一代數據中心空間與平面布局所崇尚的設計理念與節能策略。

機房的建筑圍護

數據中心通過機房專用空調的運行來確保IT設備運行所需的特定溫濕度環境。因此，數據中心建筑圍護的熱工特性是影響機房專用空調設備能效的重要因素之一。

各地氣候條件差別非常大，全國劃分為五個氣候區域，建筑節能對不同氣候區域的建筑圍護結構的保溫隔熱要求有著不同的規定。

對于建筑體內的數據中心機房區域，其環境溫度和濕度是基于設備環境的要求和機房設計標準而定的，通常需要在符合《公共建筑節能設計標準》的前提下，加強對數據中心機房區域進行建筑熱工復合計算和設計處理。同時，根據數據中心所在外部環境、機房區域位置的內外部環境，以及數據中心內各功能區域相鄰布局的內部環境，對IT關鍵設備區域加強措施，合理計算保溫隔熱的熱工參數，選擇適宜的圍護結構與材料。使用傳熱系數（K）值小的絕熱材料，對頂、地、墻的六方體進行絕熱，以減少圍護結構四周的傳熱系數，整體將數據中心的機房區域包裹起來，可以達到較好的密閉保溫節能效果。

對數據中心的主機房區域應當采用無窗密閉護圍，以避免和減少進入室內的太陽輻射以及窗或透明幕墻的溫差傳熱，是降低空調能耗的主要途徑和措施之一。對數據中心的支持區和輔助房間等功能區采用有窗玻璃護圍時，應該控制建筑朝向及窗墻面積比，采用雙層玻璃窗或low-e玻璃（幕墻），并輔助采用遮陽設施（外遮陽、內遮陽等）來減少太陽輻射量。

空調系統

數據中心機房專用空調設備的主要節能途徑和節能措施包括制冷負荷計算、合理設定參數、送回風方式、選用高能效比設備、冷熱風預處理以及動態組合運營等。

計算數據中心制冷負荷包括數據中心機房內設備的散熱、建筑圍護結構的傳熱、太陽輻射熱、人體散熱散濕、照明設備散熱和新風負荷等。合理控制數據中心區域內的制冷參數，即設定合理的溫濕度。據有關報道，制冷參數變化1℃，可能會產生5%~10%能耗變化。

高效率地設計和布置送回風方式以及送風與回風通道。選用制冷性能系數和能效比高的空調設備，應當考慮采用高于《公共建筑節能設計標準》規定中建筑空調設備和《計算機和數據處理機房用單元式空氣調節機》規定中機房專用空調設備的最低能效比指標。采用冷熱預處理的新風通風換氣系統。適當進行空調設備組合配置，能夠動態提高制冷系統的效率。對大型數據中心機房空調系統適宜采用制冷性能系數和能效比較高的冷水機組空調系統。

機房專用空調系統需要對溫濕度進行精確控制，空調機具有四種功能：制冷、電加熱、加濕和除濕。目前多數數據中心采用多臺空調獨立運行模式，可能會產生某些問題：由于產品的非一致特性、參數設置的不合理以及機房氣流組織的不確定性，可能導致同一機房內多臺空調運行在不同的狀態，即有些空調在加濕狀態而有些空調在除濕狀態，白白消耗能源。針對上述情況，現在大多數設備廠家推出了機房專用空調群控系統，使同一機房內的空調系統工作在相同的狀態上，從而避免了能源的無謂消耗。

也有部分用戶取消了機房專用空調機內的小功率加濕器，轉而采用獨立大功率的加濕系統，同時根據熱負荷的實際情況自動調節空調風機送風的變風量系統。目前已有廠家推出了這樣的產品，在實際運行中起到了顯著的節能效果。雖然在設備采購成本上有所增加，相信在不久的將來，隨著技術的發展，產品價格會趨于合理。目前還有一些空調方面的節能方案，已經在節能方面取得了可喜的效果，但由于技術和產品價格等原因，還沒有被普遍采用。空調節能主要有以下幾種方式：

1）自然冷卻系統。利用冬季氣溫較低的氣候條件，通過盤管換熱器為機房提供冷源，節省了空調機組的用電量，這也是目前采用比較多的一種方式。

2）轉輪換熱系統。利用轉輪換熱技術，在換熱效率上有了較大的提升，節能效果顯著，在新風系統中已有大量的應用，但在機房制冷方面存在設備安裝、濕度控制等方面的難題有待技術上的進一步完善，目前還停留在實驗階段。

3）自然風冷卻系統。將冬季室外冷空氣經過處理后直接用于IT設備冷卻，在冬季較寒冷地區具有非常好的節能效果。但是存在濕度和空氣潔凈度難以控制等問題，該系統的使用還在嘗試階段。

4）濕膜制冷系統。利用水分蒸發吸熱制冷，主要用于長年濕度較低的地區。目前一些機構正在與廠家聯合研制，并已取得一定的成果。

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