数据中心机房空气调节系统的设计与运行维护

第1章 空气的h-d图(焓湿图)　1

1.1 空气的主要物理性质　1

1.1.1 干空气和湿空气的物理性质　1

1.1.2 湿空气的状态参数　2

1.2 湿空气的h-d图　10

1.3 h-d图的应用　12

1.3.1 查找状态点　12

1.3.2 在已知状态点的基础上查找其他参数　13

1.3.3 湿空气的处理过程分析　14

1.3.4 在空调机房中用h-d图计算　15

第2章 IDC机房空调系统　17

2.1 空调系统分类与区别　17

2.1.1 空调系统的分类　17

2.1.2 机房专用空调系统和舒适性空调的区别　17

2.2 IDC机房空调系统的特点　20

2.3 IDC机房对空调系统的要求　21

2.4 机房负荷计算　24

2.4.1 热量单位的基本换算　24

2.4.2 IDC机房热负荷的组成　25

2.4.3 IDC机房建筑结构的热量　25

2.4.4 人体散热、散湿　29

2.4.5 照明和辅助设备散热　29

2.4.6 室外空气进入机房带来的热负荷　30

2.4.7 服务器热负荷　31

2.4.8 国外一些国家计算机房负荷情况　35

2.5 机房精密空调系统冷源的分类　36

2.5.1 风冷型直接膨胀制冷　36

2.5.2 水冷型直接膨胀制冷　37

2.5.3 冷冻水制冷　37

2.5.4 双冷源系统　38

2.5.5 自由制冷(乙二醇冷却制冷)　39

2.6 机房专用精密空调简介　39

2.6.1 风道系统　40

2.6.2 加湿装置　40

2.6.3 制冷系统　41

第3章 常用专用空调品牌简介　46

3.1 力博特(Liebert)专用空调　46

3.1.1 Deluxe System豪华系列　47

3.1.2 Challenger M+(挑战者M+)系列　48

3.1.3 DataMate3000系列　48

3.1.4 PEX系列　50

3.2 阿特拉斯(Atlas)专用空调　52

3.2.1 PEC系列　52

3.2.2 PeX系列　54

3.2.3 系统控制参数　57

3.2.4 空调安装方法　58

3.3 海洛斯(HIROSS)专用空调　59

3.4 佳力图(CANATAL)专用空调　62

3.5 斯图斯(Stulz)模块化专用空调　63

3.6 海瑞弗(HiRef)精密空调机组　65

3.7 依米康(EMICON)专用空调　66

3.8 约顿(JOTON)恒温恒湿专用空调　67

3.9 优力(UNIFLAIR)恒温恒湿精密空调　69

3.10 艾苏威尔(Isover)精密空调　71

第4章 IDC机房的气流组织　73

4.1 机柜功率密度的发展趋势　73

4.1.1 功率密度的概念与定义　73

4.1.2 功率密度的发展趋势　75

4.1.3 空调和电力系统的参数配比　76

4.1.4 合理的参数配比是提高机房经济效益的有效途径之一　76

4.1.5 结合实例分析功率密度的参数特性　77

4.1.6 结论　77

4.2 单个机柜的气流组织　78

4.2.1 空调系统送风方式的分类　78

4.2.2 不同送风方式的差异　78

4.2.3 两种送回风方式差异的理论分析　80

4.2.4 下送风上回风方式下单机柜的不同气流组织形式　83

4.2.5 单机柜气流组织的优化　84

4.2.6 改善机架微环境在应用中的实例解析　86

4.3 机房建筑结构和机架布局对气流组织的影响　89

4.3.1 机房的建筑结构　89

4.3.2 机架布局方式　89

4.3.3 机架的气流组织　90

4.3.4 气流速度　94

4.3.5 静压箱计算　95

4.4 通风风压　95

4.4.1 空气压力单位　95

4.4.2 静压　96

4.4.3 动压　97

4.4.4 全压　97

4.4.5 研究气流特性的新方法——CFD　97

第5章 IDC机房空调系统设计与施工中的常见问题及解决办法　99

5.1 机房的围护结构　99

5.1.1 建筑围护结构的组成　99

5.1.2 围护结构的热工性能　100

5.2 机房围护结构的严密性问题　102

5.2.1 围护结构热湿传递　102

5.2.2 围护结构对温度精度的影响　103

5.2.3 窗户辐射热问题　104

5.2.4 冷桥问题　105

5.2.5 缝隙漏风问题　106

5.2.6 建筑朝向问题　106

5.3 提高机房的装机容量　106

5.3.1 机房最佳布局的推算　106

5.3.2 排机架数(A)与排数(B)的最佳比例(q)　108

5.3.3 最大填充系数K　109

5.3.4 结论　110

5.4 洁净度问题　110

5.4.1 有害气体问题　110

5.4.2 微生物问题　111

5.4.3 尘埃问题　111

5.4.4 空气过滤器的几个主要指标　112

5.4.5 机房洁净度要求以及过滤器配置　114

5.4.6 过滤器的工作机理　115

5.4.7 IDC机房中洁净度问题的解决　116

5.5 温度问题　117

5.5.1 冷量与发热量匹配问题　117

5.5.2 风循环问题　118

5.5.3 送风温度　118

5.5.4 风短路问题　119

5.5.5 温度分布不均问题　119

5.6 空调系统的噪声问题　120

5.6.1 声音的基本知识　120

5.6.2 噪声的测量和评价　122

5.6.3 噪声的危害　122

5.6.4 国家对噪声控制的标准　122

5.6.5 空调噪声问题　123

5.7 空调系统的阻力问题　130

5.7.1 风循环系统的组成　130

5.7.2 风循环阻力的关键点和解决方法　131

第6章 空调系统的节能　133

6.1 空调系统节能的基本方法　133

6.1.1 减少设备发热量　133

6.1.2 合理控制室内温度参数　134

6.1.3 提高建筑物围护结构热工性能　135

6.1.4 利用自然冷源　136

6.1.5 从排风中回收热量　137

6.1.6 通过技术改造提高空调性能　137

6.1.7 加强日常管理　137

6.2 空调系统节能技术及应用　138

6.2.1 机房空调温度自动变设定节能技术及应用　138

6.2.2 专用空调节能新技术——极化冷冻油添加剂　143

6.2.3 超级计算中心空调综合节能效果　145

6.2.4 某IDC机房新风节能方案　146

6.2.5 机房专用空调室外机雾化喷淋节能系统　151

第7章 空调系统的维护管理　155

7.1 机房空调的日常维护　155

7.1.1 月度维护项目　155

7.1.2 半年度维护项目　159

7.1.3 常见告警处理　161

7.1.4 空调性能测试　163

7.2 空调机的备份和机群工作规律　167

7.2.1 空调备机问题　167

7.2.2 空调机群工作规律　167

7.3 空调机维修问题　169

7.3.1 风道系统故障　170

7.3.2 高压故障　171

7.3.3 低压故障　172

7.3.4 压缩机超载　173

7.3.5 加湿系统故障　173

7.3.6 氟里昂循环管路故障　174

7.3.7 主电路及控制电路故障　175

7.3.8 氟里昂替代问题　175

第8章 IDC机房空调系统有待解决的问题　180

8.1 机房发热量的极限问题　180

8.2 机房环境的标准和可靠性问题　181

8.3 冷却方式问题　181

8.4 气流组织问题的突破　182

8.4.1 机房气流的组织　182

8.4.2 机架气流的组织　182

8.4.3 设备内的气流组织　183

8.5 集中还是分散(水冷还是风冷)　183

8.6 机架标准化问题　184

8.7 节能措施的利用　184

附录A 常用制冷剂特性　186

附录B 常用制冷剂特性　187

附录C R22工质饱和状态热力特性　189

附录D R407C工质饱和状态热力特性　192

附录E 压缩机的工作特性　194

附录F 相关技术标准　196

附录G 部分相关网站　198

参考文献　201

《数据中心机房空气调节系统的设计与运行维护》在介绍IDC机房专用空调实用技术知识的基础上，介绍了工程设计及施工实施方案。首先从空气焓湿图入手，依次阐述了机房空调系统、机房气流组织、机房空调设计与施工中常见问题的解决方法、机房空调运行管理等，特别结合了国家节能减排工作，重点介绍了机房专用空调节能方面的知识、经验以及具体的节能措施。在写作思路上，《数据中心机房空气调节系统的设计与运行维护》把理论与实践进行了紧密的结合，为从业人员提供系统理论知识的同时，提供了实用技术和经验。
　　《数据中心机房空气调节系统的设计与运行维护》既考虑到IDC的广泛性，又兼顾通信行业的独特性。读者对象为IDC领域有关的工程技术人员、运行维护管理人员、系统集成商、产品提供商等，也可供其他相关人员作为参考资料。