StationAir系列精密空调专项方案书

迈乐数据中心机房精密空调系统设计方案建议书二〇一五年一月八日目录第1部分 设计依据标准规范 11.1 设计标准 11.2 设计依据 21.3 设计原理 21.3.1 关键环境四大原因 21.3.2 舒适性空调和机房精密空调区分 3第2部分 科士达精密空调产品介绍 62.1 StationAir系列精密空调产品介绍 62.2 科士达KC系列风冷冷凝器介绍 10第3部分 项目需求信息 133.1 建筑概况 133.2 运行设备功率概况 133.3 其它 133.4 数据中心布局图 14第4部分 数据中心精密空调系统设计 154.1 数据中心机房热负荷计算 154.1.1 数据中心机房热负荷起源 154.1.2 数据中心机房总热负荷计算方法 154.1.3 各机房热负荷计算结果 164.2 精密空调部署型式设计提议 164.2.1 送/回风设计提议 164.3 精密空调安装工程设计提议 174.3.1 室内机安装工程设计提议 174.3.2 室外机安装工程设计提议 174.3.3 安装距离及落差安装设计提议 194.4 精密空调选型提议 214.4.1 精密空调相关选配件设计选型提议 214.5 精密空调技术参数 22第5部分 科士达精密空调配置汇总表 235.1 精密空调配置表 235.2 安装辅材说明 23设计依据标准规范设计标准GB50174-《电子信息系统机房设计规范》级别A级B级C级备注主机房温度(开机时)23±1℃18~28℃不得结露主机房相对湿度(开机时)40%～55%35%～75%主机房温度(停机时)5～35℃主机房相对湿度(停机时)40～70%20%～80%主机房和辅助区温度改变率(开/停机时)＜5℃/h＜10℃/h辅助区温度/相对湿度(开机时)18～28℃/35%～75%辅助区温度/相对湿度(停机时)5～35℃/20%～80%不间断电源系统电池室温度15～25℃有些人值守主机房和辅助区，在电子信息设备停机时，在主操作员位置测量噪声值应小于65dB(A)A级和B级主机房空气含尘浓度，在静态条件下测试，每升空气中大于或等于0.5µm尘粒数应少于18000粒。活动地板下空间既作为电缆布线，又作为空调静压箱时，地板高度不得小于400mm。GB2887-89《计算机场地安全要求》级级别参数项目A级B级C级夏季冬季温度℃(开机时)22±220±215～3010～35湿度%(开机时)45～6540～7030～80温度℃(停机时)5～355～355～40湿度%(停机时)40～7020～808～80温度改变率℃/h(开/停机时)<5要不结露<10要不结露<15要不结露开机时机房内噪音，在中央控制台处测量应小于70dB(A)。设计依据1.GB2887-89《电子计算机场地通用规范》；2.YD／T585-1999《通信用配电设备》；3.YD5040-97《通信电源设备安装设计规范》；4.YD/T1051-《通信局（站）电源系统总技术要求》；5.YD/T1104-《通信用开关电源系统监控技术要求和试验方法》；6.YD/T1095-《信息技术设备用不间断电源通用技术条件》；7.GB50174-《电子信息系统机房设计规范》；8.CECS72：97《建筑和建筑群综合布线系统工程设计规范》；9.CECS89：97《建筑和建筑群综合布线系统工程施工及验收规范》；10.SJ/T30003-97《电子计算机机房施工及验收规范》11.GB50052-《供配电系统设计规范》12.GB50019-《采暖通风和空气调整设计规范》设计原理为何要在计算机机房里（数据中心）等特殊场所使用机房精密空调？因为数据中心内IT设备在365天全天候不间断运行过程中，会产生巨大发烧量，为了确保设备工作安全性和可靠性，必需为IT类设备提供正常工作温度，湿度，灰尘等环境。所以，每个IT设备厂家对设备运行环境温度、湿度和洁净度全部有着严格范围。关键环境四大原因高温对设备运行影响温度和平均无故障运行时间关系：因为现代电子设备所用电子元器件密度越来越高，使元器件之间经过传导、辐射和对流产生热耦合。所以，热应力已经成为影响电子元器件时效一个最关键原因。对于一些电路来说，可靠性几乎完全取决于热环境。为了达成和其可靠性目标，必需将元器件温度降低到实际能够达成最低水平。有资料表明：环境温度每提升10℃，元器件寿命约降低30%-50%，影响小也基础全部在10%以上，这就是有名“10℃”法则。低温对IT设备运行影响低温一样造成IT设备运行、绝缘材料、电池等问题。当机房温度过低时，部分IT设备将无法正常运行。比如：机房环境温度低于5℃时，通信设备将无法正常运行；机房环境温度低于-40℃时，铅酸电池无法提供能量。湿度对IT类设备运行影响通常，IT类设备工作环境要求湿度为40%-55%。超出65%湿度，为湿度过高；超出80%属于潮湿；低于40%术语湿度过低（空气干燥）。湿度过高对IT类设备运行影响当空气相对湿度大于65%时，物体表面附着一层厚度为0.001-0.01μm水膜；湿度为100%时，水膜厚度为10μm。这么水膜轻易造成“导电小路”或这飞弧，会严重降低电路可靠性。湿度过低对IT类设备运行影响静电放电是电子工业中曾普遍存在“硬病毒”，在内、外因条件含有特定时刻便会发作，已成为电子工业隐形杀手。灰尘对主设备运行影响除温度和湿度外，灰尘对IT类设备是更厉害杀手。比如：机械影响：阻碍冷却气流、干扰移动部件、磨损、光干涉、互联干扰、表面变形。化学影响：落在印刷电路板上粉尘会造成组件腐蚀或临近相隔功效部件短路。电学影响：阻抗改变和电子电路导体发生桥接。舒适性空调和机房精密空调区分数据中心机房应用舒适性空调发生和发觉关键问题以下：温度波动大，造成设备异常。循环风量不足，造成换热不立即而出现局部环境过热。湿度无法控制，造成环境湿度过高或过低，形成水膜或静电造成微电路局部短路、设备运行失常。洁净度不够，交换数据错误，造成机组部件过热。应用环境范围达不到要求，造成设备冬季（环境温度低于-5℃）无法正常工作。舒适性空调和机房专用空调区分可靠性精密空调设计寿命8～，全天候365×二十四小时运行。舒适性空调设计寿命3～5年，冬、夏两季间断运行。设计标准精密空调产品采取行业认可高品质部件，根据严格标准进行选型，产品经过深入设计计算和充足测试验证，遵照《GB19413-计算机和数据处理用精密机房空调》和《GB50174-电子设备机房建设规范》为设计标准，满足数据中心特定环境运行要求。节能性精密空调设计匹配工作状态点是24℃/50%RH，在该状态点下进行匹配，最适合机房环境，而舒适性空调设计点是27℃/50%RH，其设计工作对象为人体，不适适用于机房环境。相比而言，精密空调更节能。显热比精密空调除湿产生制冷量占总制冷量5%左右。舒适性空调百分比约为40%。舒适性空调电力消耗有较大部分用在除湿上，对数据中心而言是浪费了电力，同时带来机房环境相对湿度下降。远程监控精密空调含有强大远程监控能力，能够经过RS485或TCP/IP接口实现后台监控，监控设温度、湿度、机组运行状态，机组告警等关键信息。而舒适性空调控制系统相对简单，监控性能较弱。空气循环精密空调风量很大，约为300m³/h每kW，而舒适性空调风量约是100m³/h每kW。低风量无法满足机房洁净换气要求，而且低风量无法确保机房气流分布，轻易带来局部过热。洁净度精密空调过滤器等级较高，能很好过滤空气中微粒灰尘，而舒适性空调过滤系统很简单。控制精度精密空调控制温度精度为1℃，湿度精度为5%RH，舒适性空调温度精度3℃，无湿度控制，轻易造成温湿度异常波动。舒适性空调和精密空调区分项目舒适性空调精密空调热密度(W/平方米)100～150500～800环境调整要素显热比0.65～0.70.9～1.0运行温度范围-5C～35C-40C～45C控制温度精度±2℃～3℃±1℃湿度控制无±5%换气能力(次/小时)5～1530～60空气过滤简单ASHRAE20%+G4～F5(10～30万级)出风温度6～8C10～14C对尤其功效要求再热器无提供加湿器无提供群控/监控能力无提供运行时间(h/年)1000～25008760连续运行使用寿命2～3年>8年断电自动恢复无断电可自动恢复冗余备份无N+X只有在数据中心机房应用机房专用精密空调，才能经过环境调整上根本处理以上问题。科士达精密空调产品介绍深圳科士达科技股份成立于一九九三年，是专注于电力电子技术领域，产品涵盖数据中心关键基础设施（UPS、蓄电池、精密空调、精密配电、网络服务器机柜、机房动力环境监控）、太阳能光伏逆变器国家火炬计划关键高新技术企业。是中国大陆本土UPS行业旗舰品牌厂商，行业领先数据中心关键基础设施产品研发制造及整体处理方案提供商、新能源电力转换产品领域新锐实力厂商。产品覆盖亚洲、欧洲、北美、非洲八十多个关键国家和地域市场。12月7日，企业在深圳证券交易所成功上市（股票代码：002518）。科士达拥有一支由260多位专业研发技术工程师组成优异研发团体，专注数据中心关键基础设施和新能源电力转换技术研发和创新。在精密制冷领域，科士达全方面开发工具和技术资源支撑下，严谨对待每个开发步骤和产品细节，从产品设计到测试认证，一直追求为用户提供高可靠、更具节能环境保护效果精密空调产品。借助强大技术开发能力和制造平台，科士达也可依据用户具体需求，量身定制精密制冷产品处理方案。科士达精密空调产品包含MatrixAir，StationAir，FocusAir三大系列，可满足多种大小规模，不一样建设等级，高低热流密度，多个冷却型式全方位数据中心应用需求。MatrixAir系列，面向大中型数据中心制冷处理方案，制冷量范围25kW～150kW；StationAir系列，面向中小数据机房及通信基站应用制冷处理方案，制冷量范围5kW～20kW；FocusAir系列，面向模块化高热密度数据中心制冷处理方案，制冷量范围25kW～70kW；StationAir系列精密空调产品介绍2.1.1StationAir系列介绍1、产品介绍StationAir中小型精密空调关键用于金融、政府、企业等行业中小型数据中心，网络机房，和电信运行上通信基站。为服务器、网络设备、通信设备提供稳定温度环境、湿度环境和洁净环境，保障其主设备稳定运行。产品含有高性价比、节能、环境保护及专业精密空调特点。冷量范围从5kW～20kW，制冷型式以风冷为主打型号，可非标满足水冷/乙二醇冷、冷冻水多种形式。送风方法包含上送风、上前送风和下送风、下前送风。标准系列可加装选配新风冷却，高能效系列可加装选配热管冷却系统，在严寒季节使用自然冷源，为用户节省运行费用，满足日益强烈节能需求。2、产品应用范围小型计算机室小型数据中心、数据机房移动、联通通信基站户外机房、寻呼机房微波及卫星地面站网络机房、控制中心3、产品特点机组配置恒温、恒湿功效，采取大风量、高显热比设计，满足专业机房需求。精密匹配高效制冷系统，配以大面积蒸发器，确保机组确保全天候最优节能运行采取高效稳定涡旋式压缩机,保障机组高寿命和高能效比全汉字大屏幕显示，含有多级密码保护、教授故障诊疗功效配置标准RS485通讯接口，支持远程监控超宽输入电压设计，配有缺相保护、来电自开启功效，并可实现错相自动切换，确保机组可连续性工作灵活主备机切换功效，实现机组自动切换、轮番值班功效室内、外机均采取低噪音风机机组适适用于严寒地域，在-40℃低温下机组仍可运行机组结构紧凑占地面积小，并能够全正面维护4、产品优点优异可靠智能化控制系统，配有全汉字大屏幕LCD背光显示，人性化操作界面；智能显示机组运行状态及报警信息、，统计各关键部件运行时间，可设置参数自动保护，可储存99条历史告警信息正确微电脑控制系统，配有多级密码保护，教授故障诊疗功效；采取优质零部件，确保机组高可靠性超宽输入电压设计，配有缺相保护、来电自开启功效，并可实现错相自动切换，确保机组可连续性工作机组按高达8年以上运行寿命设计，每一件产品均经过严格苛刻检验和试验机组可实现全正面维护结构，维护方便简易多个送风方法、多个制冷型式及多个选配组件，满足用户多种需求含有超强网络管理功效，配置标准RS485通讯接口，提供标准通信协议，支持远程开关机和管理功效，支持远程告警及查询和故障处理机组灵活主备机切换功效，实现机组自动切换、轮番值班功效2.1.2StationAir技术特点及优势1、优异可靠智能化控制系统优异智能正确微电脑控制系统全汉字大屏幕LCD背光显示多级密码保护，预防误操作，含有教授故障诊疗功效人性化操作界面，操作维护简便智能显示机组运行状态及报警信息，统计各关键部件运行时间可储存99条历史告警信息含有来电自开启及延时设定功效标配R485通讯接口，支持远程监控2、大风量、高显热比StationAir精密空调使用大风量低能耗后倾离心风机，确保机组能够能提供90%以上显热比，适应机房应用环境，可避免过分除湿和送风带雾。3、高可靠性、高能效、环境保护StationAir系列采取国际环境保护R410A高能效比涡旋压缩机，免维护后倾离心风机，配以著名品牌制冷配件、电气元件，同时机组按高达8年以上运行寿命设计，每一件产品均经过严格苛刻检验和试验，确保机组含有高能效比、高可靠性。机组运行能效比高达3.1以上。4、高能效低噪音大风量风机采取高效率、高可靠性后倾离心AC风机或选配无级调速后倾离心EC风机，含有风量大、运行平稳、送风距离远及静压范围调整宽广等特点。并可选配高机外余压风机。5、无极调速低噪音风冷冷凝器风冷冷凝器采取耐腐钢材及户外喷涂处理，含有良好刚性和防腐性能，适应多个环境条件。采取防护等级IP65无极转速控制器调整风扇转速，实现节能、低噪。6、全正面维护结构机组结构设计紧凑占地面积小，可维护性强，可实现全正面维护结构，用户可很简便进行日常维护及操作，而且机组内标识清楚明了。7、强大网络管理功效配置标准RS485通讯接口，提供标准通信协议灵活主备机切换功效，实现机组自动切换、轮番值班功效方便远程开关机和管理功效远程告警及查询、故障处理8、高效加湿系统采取高品质专业电极式加湿器，适应很多水质很差地域使用，控制板配置优异加湿度控制方法。用户可依据需要，调整需要加湿量。该加湿罐含有使用寿命长、加湿效率高、适应多种水质等特点，维护操作十分简易。9、高效加热系统机组配置正温度系数陶瓷式PTC电热器，该加热器含有加热速度快、效果高，而且内部配有两级温控保护系统，避免过热，确保机组安全。10、超宽室外运行环境标准机型能够-20℃+45℃范围内正常制冷工作；选配低温组件后，机组可在-40℃+45℃范围内制冷工作。11、高效率空气过滤器机组配置空气过滤器，可确保机房达成要求洁净度。可符合美国ASHRAE52-76标准，提供过滤器确保机房洁净度达成C级机房要求(直径大于0.5m灰尘粒子浓度18000粒/升)。提供选配更高过滤等级G4/F5过滤器。12、提供灵活处理方案StationAir系列含有多个送风方法、多个制冷型式及多个选配组件，满足用户多种需求，并可为用户提供多种非标定制方案。科士达KC系列风冷冷凝器介绍科士达KC系列风冷冷凝器含有高可用性、高可靠性、高效节能及环境保护性能及灵活应用等优越特征，是一款能够满足苛刻应用要求散热处理方案。KC风冷冷凝器科士达KC系列风冷冷凝器双重防腐设计、双重保护设计，采取行业认可高品质风机及高可靠智能控制系统，这些全部意味着更优品质、更长寿命及更高可靠性。科士达KC系列风冷冷凝器强化换热设计、优化气流组织确保高效率换热；采取全调速高效风机，结合智能控制系统，能依据需求快速调整风机输出量，实现是设备运行在最优状态，意味着更高效率、更节能。科士达KC系列风冷冷凝器采取高效猫头鹰风机，相比一般轴流风机，噪声更低、寿命更长、效率更高。高效低噪声轴流风机科士达KC系列风冷冷凝器机型丰富、换热量范围宽广及应用范围宽广：包含单双系统共18款机型，换热量在24kW~120kW之间可选，更可拓展至240kW；可灵活部署，水平安装或垂直安装；可适应宽范围环境温度，选配低温运行辅助部件后，在-40℃～+45℃环境下能正常工作；无极调速节能控制系统智能全调速控制器高灵敏压力传感器可适应多种安装场所低噪设计双重防腐设计，优质耐腐蚀铝合金+表面喷涂保护双重保护，整体式集管保护罩+盘管防损伤保护强化换热，强化传热内螺纹管铜管，高品质波纹换热翅片高品质风机系统行业认可轴流风机，高品质、免维护全调速高效猫头鹰风机，更节能、更低噪全部风扇之间保持正压密封IP54标准风机电气设计，IP55标准电控箱设计配项目需求信息建筑概况迈乐数据中心机房建筑参数序号名称面积(m2)净层高(m)地板高度(m)数量备注1机房134.530.31运行设备功率概况迈乐数据中心机房运行设备功率序号名称UPS(KVA)机柜功率(kW)机柜数量备注1机房110其它迈乐数据中心机房其它概况序号名称内容备注1气候条件-40℃～+45℃加低温组件2海拔高度1000m以下3建设等级B4冗余备份无数据中心空调外机放置选择依据图纸外机放置3项考虑：1、2楼休闲平台（安装2楼休闲平台，空调内外机连接铜管及线缆长，会降低制冷效率，增加安装成本）。2、1楼中庭（安装1楼中庭，空调内外机连接铜管及线缆短，制冷效率高，安装成本最低）。3、外围（安装外围，空调内外机连接铜管及线缆长，超出30M距离需要增加延长主件，会降低制冷效率，增加安装成本）精密空调结构特点是压缩机在室内机内部，室外机仅有散热风扇。12.5K空调外机噪声43.6dB。热风排放是以空调运行负载率多少来决定.推荐使用方案2，方案2内外机距离最近，空调安装运行效率最高，安装成本最低，外机落地摆放。空调外机尺寸：W*D*H700*400*1240mm数据中心精密空调系统设计数据中心机房热负荷计算数据中心机房热负荷起源数据中心（机房）热量关键起源于以下几方面：设备散热量；透过外窗进人室内太阳辐射热量；经过围护结构传人室内热量；工作人员散热量；照明散热量；渗透空气及新风换气散热量。数据中心机房总热负荷计算方法依据数据中心机房内热量起源，对于数据中机房总热负荷，采取计算公式以下：Qt=Q1+Q2+Q3+Q4其中——Qt为主机房总热负荷(kW)——Q1室内设备负荷(考虑到设备使用率，Q1=设备总功率×0.8)——Q2室内UPS热负荷，Q2=0.04W1+0.06W2，其中W1为电源系统额定功率值(UPS额定容量)，W2为IT设备总负载功率（1）——Q3室内配电系统热负荷，Q3=0.02(W1+W2)，其中W1为电源系统额定功率值(UPS额定容量)，W2为IT设备总负载功率（1）——Q4建筑环境热负荷(=0.12～0.18kW/m2×机房面积)（2）注（1）当UPS或配电系统放置和单独配电间时，应单独针对配电间进行热负荷计算。注（2）当工作人员数量较多、照明功率较大及新风量较大时，提议单位面积热负荷值应取较大值。各机房热负荷计算结果数据机房热负荷计算1#数据机房Q1-主设备热负荷(kW)Q2-UPS部分热负荷(kW)UPS在主机房内Q3-配电部分热负荷(kW)配电在主机房内Q4-建筑环境热负荷(kW)0.12～0.18kW/m2Qt–热负荷累计（kW）精密空调部署型式设计提议送/回风设计提议设计方案一：下送风、上自由回风提议数据中心机房精密空调机组采取下送风、上自由回风送风方法。使冷气直接进入活动地板下，这么使地板下形成静压箱，然后经过地板送风口，把冷气均匀地送入机房内，送入设备机柜内。提议：数据中心机房采取下送风时，提议活动地板净高≥400mm；如采取自由回风时，提议机组回风口距离天花高度≥500mm；尽可能避免下走线，如需在活动地板下布线等，部署方向应该尽可能做到和气流方向平行，尽可能降低送风阻力，使送风效果更理想；活动地板送风口应合理部署，送风口不宜集中在一个出处；活动地板铺设应该确保其密封性；地板应进行隔热、防尘处理。上前送风、下回风精密空调安装工程设计提议室内机安装工程设计提议为了让机组安装便捷、运行在最好状态，在进行设备安装前，用户需考虑安装场所相关原因，确保房间符合使用要求。考虑原因：设备进入空调场所是否方便，管道和布线是否便捷；对空调场所进行保温、绝热处理，以最大程度地降低热负载；维持正压，预防灰尘经过缝隙进入，以降低其它温度、过滤和湿度负载；采取下送风方法时，要对全部电缆和管道做好仔细放置，全部在抗静电地板下电缆和管道应水平放置，尽可能和空气道平行；空调机为下送风时，提议高架地板高度应≧400mm(风机安装于活动地板下面时，地板净高必需达成该值)。室外机安装工程设计提议依据室外场地不一样情况，机组可由以下标准来确定室外机配置方案等。为确保冷凝器散热性能，请将冷凝器安装于室外气流顺畅场所，而且避开存在灰尘、积雪等可能造成冷凝器盘管堵塞场所，同时确保机组周围无蒸汽、废热气、酸性或碱性气体等。提议用户在安装条件许可情况下，采取水平安装，有利于提升进风效率，降低噪音。尽可能将冷凝器安装在离居民区足够远位置，以避免噪音扰民，具体安装距离请参考当地环境保护标准要求。安装方向请参考KC风冷式冷凝器上安装指示箭头标识。安装于楼顶时，应注意楼板承重、保护楼顶防水层和遵守当地相关法规。务必不能使电弧焊地线和冷凝器接触，避免因产生电弧击穿盘管内焊点。室内机和室外机不在同一水平面时，室外机通常不低于室内机5m，不得高于室内机20m，管路尽可能避免转弯；连接铜管等效长度通常在30m以内，尽可能避免超出60m；KC风冷式冷凝器安装位置周围应有足够安装、维护空间。KC风冷式冷凝器要求前后左右最少有600mm维护空间。KC风冷式冷凝器出风口最少3000mm内无阻挡物。KC风冷式冷凝器出风口要避免热风短路，造成换热效果变差。竖直安装空间要求水平安装空间要求安装距离及落差安装设计提议stationAir精密空调系统压缩机安装在室内机内，以压缩机为基点，系统安装形式分为正落差和负落差两种形式(该安装形式只适适用于风冷系列机组)。正落差——指是室外机安装垂直高度高于室内机。负落差——指是室外机安装垂直高度低于室内机。正负落差取值(标配)形式垂直高度取值备注正落差最大：+20m室内机低于室外机负落差最大：-5m室内机高于室外机正落差安装时，需在室外机进气管和排液管上需加装反向弯，避免停机时液体回流。安装反向弯时，必需确保反向弯顶端弯管要高于室外机盘管最高一排铜管；如正落差大于20m或连管长度超出30m时，需增加延长组件；安装垂直高度超出10m时,提议气管在每6m垂直高度位置上安装存油弯；液管不得受阳光直射；室内机系统气管和凝结水排水管应按一定角度(排气管≥0.3°水平倾角)倾斜走管；负落差安装时，冷凝器出口液管应按应按一定角度(气管≥0.3°水平倾角)倾斜走管。正落差安装示意图负落差安装示意图安装示意图标示正落差安装示意图标示H1H2ABCDEFG为最高20m5～6m反向弯集油弯气管流向液管流向出管倾斜给水管排水管负落差安装示意图标示H——————CDEFG为最低-5m——————气管流向液管流向出管倾斜给水管排水管精密空调选型提议数据中心主机房提议选择KSTARStationAir系列精密空调型号为ST12AD，单机总制