普天网络机房制冷案例解析

小华

一、项目描述

北京普天网络机房两个机房，其中一机房面积约为52平方米，两套UPS，合计6只机柜，机柜配置为两排或一排;另一机房面积约为90平方米，UPS配置为40KVA，其中机柜数量约17只，机柜配置为三排或二排。机房提供24小时冷冻水，机房空调采用冷冻水机组。

二、热负荷估算

计算原则：
热源发热量
1KW IT设备1KW 显热负荷
照明1m²地板面积产生40W显热负荷
新风1m²地板面积产生30W显热负荷
1m²地板面积产生20W潜热负荷
人体1名工作人员产生70W显热负荷
1名工作人员产生60W潜热负荷

配置原则：
a) 自动化程度高、能够实现精确控制，温度精度控制在±1℃。
b) 采用模块化、结构化设计，容易扩展，且各模块都具有独立的制冷除湿功能。
c) 故障率低。
d) 显热比≥94%。
e) 单位时间的风循环次数大于20次
f) 过滤效率>90%
g) 工作环境噪声≤68dB。
h) 维修方便，全正面维护。
i) 输入电源：380V±15%，50Hz±5%。
j) 获得ISO 9001认证以及IS014000认证。
k) 寿命≥10年，平均无故障时间≥5万小时。

三、配置方案

根据机房面积及机柜热负载情况，两个机房的热负荷分别为：
机房一：机房热负荷为16KW;
机房二：机房热负苛为54KW。

根据以上机房热负荷的空调配置为：
机房一配置APC的InRow RC空调1台。1台InRow RC空调的制冷量为18KW。
机房二配置APC的InRow RC空调4台。1台InRow RC空调的制冷量为18KW。3台InRow RC空调的制冷量为54KW。空调机组三用一备。

两个机房共配置5台APC的InRow RC空调机组，机柜建议布置成冷热通道布置方式。该方案可对高架地板没有要求，高架地板可有可无。InRow RC制冷解决方案空调机组直接安装在一排机柜中，可有效的解决机柜的高密度散热要求。

采有APC公司InRow RC空调机组，空调的使用需要冷冻水机组的供冷冻水源，需大楼提供24小时不间断冷冻水，如大楼没有24小时不间断冷冻水，需在室外另配风冷冷冻水机组向机房内的InRow RC空调提供冷冻水。InRow RC空调外型为半只APC机柜，机柜的宽度为300mm，IRRC空调安装在一排机柜的中间，IRRC空调向前送风到冷通道，冷风经机柜向后排到热通道，热空气经热通道返回空调机组。

两个机房共采用5台APC的InRow RC空调机组，为以后增加InRow RC空调机组的方便，增加空调机组可不影响机房空调的使用，同时还考虑5台冷冻水机的冷冻水分配均匀及可单独对任何一台空调机组进行单独维护，机房内配置一台APC的制冷分配单元(CDU)，一台CDU制冷分配单元共可接入12台APC的InRow RC空调机组，方便以后的扩容要求。

采用APC的InRow RC空调解决方案实例：

如机房安装多台InRow RC空调机组，可在机房配置APC制冷分配单元CDU，每台CDU可连接12台InRow RC空调机组，便于机组的扩容和制冷分配。

四、InRow RC制冷解决方案特点

1、InRow RC机房空调概述
模块化、排列成行的机房空调系统为各种空间提供了高效率、有效且经济的制冷效果。关键环境的要求现在远远超出了传统数据中心或机房的范围，它包括了更广的一套应用。

关键环境应用包括：
计算机房
远程通信设施
清洁室
电源设备
医学设备室
档案室
LAN/WAN环境

根据单元的特别应用，可以将InRow RC 冷冻水配置为高达30 kW容量的大小。InRow RC以行排列的系统按机柜式与机柜排列成行。每个热通道至少使用一套系统。空气通过系统的后部吸入，被冷却，然后排出到冷通道。InRow RC 能产生大量的气流，从而消除机房环境中的热点。

2、按行排列的优点
按行排列的解决方案从多方面提高了能量效率和制冷能力。首先， InRow RC 从热通道直接吸入空气，由于存在很大的温差，使得InRow RC 能够利用更高的热传导效率。它可以直接将室温空气排出到正在对其进行制冷的服务器前方。通过允许冷冻水机组在更高的出水温度状态下工作，提高了制冷效率。典型的按行排列的操作范围使设备可以100% 显热能力运行，这大大减少了加湿的需要，进而减少了能量消耗和维护。

3、可扩展适用于高密度环境
按行排列的结构，其性能可以预见，因而非常适合于高密度场合。关注排热而不是排冷是使该方法可扩展的关键所在。InRow RC基于机架的模块设计在需要增加制冷时便于添加制冷设备。按行排列的结构另一好处在于能够添加热通道封闭器。封闭热通道进一步减少了热气流与冷气流混合的可能性。这提供了最根本的可预见性，让制冷容量与IT 热负载相匹配。

4、InRow RC标准配置

绝缘侧面板
该框架由16 号型钢构成，能最大程度地承受外力。可以从前后部对机柜进行维修。放在机架上的所有外部面板和转角都经过了喷塑处理，经久耐用，并经过了抛光，很是吸引人。前后部的外面板由18号穿孔型钢构成，有69.5% 的穿孔率。所有的面板都包含键闩锁，便于安全地打开或拆除。

轴流式风扇
每个单元都配备有八台变速的、200 mm 混流、直接驱动DC 轴流式风扇。给冷却盘管提供一致的气流，可热插拔的轴流风扇，在运行过程中可以很容易地更换风扇。

冷却水流量计
单元的内部管道安装有一个能在微处理器控制器显示冷冻水流量的流量计。空调能实时显示空调机组的制冷量。

双通/ 三通调节阀
调节阀由微处理器控制，用来调节进入冷却盘管的冷冻水流量，以将其保持在期望状态。标准阀额定压力为600 psi (4136.8 kPa)。用户可将阀配置为双通或三通。

双重A-B 给电
该系统的特性是有两个电源供电，可用来提供冗余电量。这使系统具有一定程度上的容错能力并且可以不间断制冷。该单元包含两个电源，在其中一个电源发生故障时，另一个电源能够让该单元在60% 的容量下运行。

可清洗滤网
对调节的空气进行过滤对于维持电气设备必需的清洁、无微粒环境极其重要。该系统使用ASHRAE 52.1 标准下能率小于20%， 1/2 in (12.7 mm) 可清洗、深度负载、可容纳大量灰尘且符合HF-1 电子标准( 根据ASHRAE 52.2 标准为MERV 1)的过滤器。

可选择的顶部或底部配管连接
单元包含顶部和底部配管连接，顶部配管连接到内部接头，使配管向上伸出单元。底部配管连接到内部接头，使配管向下伸出单元。所有连接都成一体，易于安装和维修。

双浮子冷凝控制
工厂安装和接线的冷凝泵能够以1.3 gal/hr (5.9 l/hr) 的速度抽吸流体，使其高度提升16 ft (4.9 m)，水平运行50 ft (15.2 m)。该单元中采用了双浮子技术。一个浮子用于冷凝泵控制，另一个用于对冷凝盘的充满进行报警。

Network Management Card
允许通过用户网络对监视、控制和事件通知特性进行多级访问。

故障警告
该单元在需要进行维修时，其内部的几个组件将会给出警告。

远程温度传感器
为了根据机柜入口温度对单元进行控制，而提供了远程传感器。该传感器在出厂时便已接线，适用于远程放置在领近IT 机柜的区域。