XX电信——机房精确送风技术指导意见.doc

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1、机房精确送风技术指导意见（试行稿）中国电信股份有限公司四川分公司2010年1月前言节能减排是当前我国经济社会发展的一项紧急任务，在运营商之间也掀起了新一轮的竞争。中国电信作为老牌的运营企业，思想上高度认识节能减排的理念与意义，积极推进节能减排工作。在2007年就提出中国电信节能工作指导意见。这些建设性指导文件为中国电信节能减排指明了方向。针对四川电信2010-2014年节能减排规划，提高空调利用效率成为节约空调耗能的重要举措。随着通信设备集成度的日益提高，机房内设备的功率密度越来越高，耗电量平均34kW/机架的情况变得越来越常见，设备的发热量也越来越大。机房专用空调机组采用传统的“先冷环境再冷

2、设备”的工作方式，不仅不能适应大功率机房的需求，难以避免机房过热区的存在，而且浪费了大量的电能。在“先冷设备、再冷环境”的工作方式下，根据不同设备发热量的需求，采用冷通道封闭的方式，实现冷量根据机架发热 “按需分配”的可变风量精确送风，既避免机房热区带来的安全隐患，又能实现机房冷量的合理分配，大大地提高空调的利用效率，节省电能。为倡导该技术应用，指导全省规范建设及运行维护，特制定本指导意见。本指导意见由XXXXXXX提出本指导意见由XXXXXXX归口本指导意见负责起草单位：本指导意见参加起草单位： 本指导意见主要起草人：目 录一、总则2二、总体要求2三、技术阐述21、技术原理22、节能效果3四

3、、技术运用31、技术相关规范32、应用范围43、系统组成及总体要求43.1 系统组成43.2 总体技术要求44、精确送风系统各构件技术要求64.1 空调系统64.2 送风管道74.3 调节阀74.4 送风器84.5 门板式送风器与机架安装接口124.6 监测与控制系统13五、建设规范141、建设准备142、工程设计要点143、技术相关设备和材料15六、施工规范151、安装规范152、调试规范17七、使用和维护规范171、使用规范172、维护规范173、备品备件18八、效果测试规范191、测试标准192、测试指标193、测试方法194、测试相关仪器和仪表19一、 总则本指导意见适用于通信机房热管

4、理改造项目使用密封冷通道技术的场景，对扩建及新建项目可参照执行。本指导意见中对密封冷通道技术应用过程中衍生的产品库做了建议性规范，各机房改造过程中可根据现场条件进行适当调整。二、 总体要求本指导意见要求在项目改造前对机房进行整体热评估，在评估基础上结合场地条件指导工程建设方案。通信机房空调及机柜均是机房关键物理设施，在制订技术方案、建设方案及产品选择时应遵循近期建设规模与远期发展规划协调一致的原则，以确保提供与机房设备扩容、机架更换相匹配的环境控制能力。改造方案需符合现行相关通信局站防雷接地、电磁防护、动力与环境监控等标准规定。所有物理设施的设计、安装必须符合国家技术政策及现行相关消防、安全、

5、抗震、环保等标准的规定。本指导意见选取高度2.2m、2.0m、1.8m，宽度600mm（19英寸）的机柜作为主流机柜，可适配本规范描述的送风器，其它尺寸的机柜采用该方案时需要定制送风器。三、 技术阐述1、 技术原理冷通道封闭精确送风是通过上送风方式来实现的。冷气流经的通道主要包括：主送风管、支风管调节阀、连接软管、送风器和机柜，如图1所示。图1 冷通道封闭可变风量精确上送风的基本形式工作原理如图2所示，主风管把来自静压箱的冷风输送各支风管，各支风管均安装有调节阀，通过调节阀控制送给每个机柜的冷风量。图2上送风方式工作原理示意图2、 节能效果根据机房空调数量及通信设备情况而定，一般节能在15-2

6、5%之间；四、 技术运用1、 技术相关规范（1）采暖通风与空气调节设计规范 GB50019-2003（2）实用供热空调设计手册第二版 中国建筑工业出版社（3）电子计算机机房设计规范 GB50174-93（4）中国电信数据中心机房电源、空调环境设计规范（暂行） DXJS1006-2005（5）电信专用房屋设计规范 YD/T 5003-1994（6）通信局(站)节能设计规范 YD 5184-2009（7）通风与空调工程实施质量验收规范（GB 50243）（8）华为机柜门开孔率与散热性能研究报告2、 应用范围本指导意见建议应用于以下机房环境：机房采用风管上送风、单个机柜最大功耗5kW、每列设备的机柜

7、平均功耗3kW的机房。3、 系统组成及总体要求3.1 系统组成机房精确送风系统由空调系统、管道系统、送风装置及监测与控制系统组成。管道系统包括：送风主风管及支风管、伸缩软管及送风接头。送风装置包括：风量调节阀、送风器及送风器与机架接口安装件。监测与控制系统包括：机房温度控制系统、机柜温度及送风量监控系统及新风监控系统。3.2 总体技术要求上送风方式风管设定：梁下净高度3.7m，送风距离15m。若送风距离15m，应核算最远端的空调送风风压、风量等能否满足工艺设备散热需求，如不能满足，可考虑通过提高空调风机风压以及增加回风管道、诱导风机等辅助手段来满足设备散热需求。送风主管应满足单列机柜平均3KW

8、的送风量，对于单机柜功耗5kW的机柜，建议采用独立集中区域布置方式，并对其进行冷源的专门配备、强化散热或采用其他技术手段。系统通电要求：空调系统、调节和监控系统为双路交流市电供电，监控系统宜采用UPS电源。3.2.1 机柜风量要求机柜出风口与进风口的温度差要求15，单机柜所需风量大于图3（或表1）给出的送风量。机柜最小送风量按下式计算：QP /（Cpt）m3/h其中，P 机柜功耗，单位：W Cp 空气的比热容，单位：kJ/kg 空气的密度，单位：kg/m3t 机柜出风口与进风口的温度差，可取15当机柜进风温度为25时，上式可简化为Q3P/tP/5表1 单机柜送风量与功耗关系表序号机柜功耗（kW

9、）最小送风量（m3/h）10.51002120031.53004240052.55006360073.57008480094.59001051000100050设备功耗（kw）送风量（m3/h）图3 单机柜送风量与功耗关系图3.2.2 机房环境要求机房冷热通道应进行隔离，在机房实施冷通道封闭精确送风后，机柜前面安装的送风器实现了冷热气流的隔离，整个机柜外部空间形成热通道。为了保证机房内设备运行的可靠性和维护人员的舒适性，机柜进风口空气温度范围为2030，相对湿度35%65%，空调回风温度35。3.2.3 机柜列间走道要求机柜列间距以满足单列开门为基本条件，并尽量增大间距。对于老机房：两列机柜间

10、距D0.8m，参见图4所示：朝向相同 朝向不同图4 老机房机柜列间距说明对于新建机房：当两列机柜朝向相同时，间距D1m（含单个送风器厚度0.2m）；当两列机柜朝向不同时，前门间距D11.2m（含两个送风器厚度0.4m），后门间距D20.8m，即除去送风器厚度后，机柜间距大于0.8m。参见图5所示：朝向相同 朝向不同图5 新建机房机柜列间距说明4、 精确送风系统各构件技术要求4.1 空调系统为了满足冷通道封闭可变风量精确送风的控制需求，机房空调需要作如下技术改进：空调系统由原来的回风温湿度控制策略改为送/回风温湿度同时控制策略，空调电控系统必须留有相应的RS485接口，可通过远端控制，相关通讯协

11、议需遵从万能主从节点协议。空调系统送风量变化范围应不导致空调蒸发器表面结冰，且送风量能够无级调节，推荐送风量调节范围：70100。4.2 送风管道 送风管道由以下三部分组成：主送风管、支风管、伸缩软管和送风接头。设计主送风管、支风管、伸缩软管和送风接头的尺寸和材质要求如表2：表2 送风管道尺寸和材质要求列表名称尺寸材质主送风管矩形，主风管推荐设计风速为810m/s，其截面积根据所需输送风量及设计风速确定，风管长短边比小于4：1，长宽与静压箱匹配；主送风管应设计为长度方向变径形式，以保证内部静压的稳定推荐酚醛铝箔复合材料，保温材料密度60kg/m3,燃烧性能B1级，弯曲强度1.05MPa, 厚度

12、20mm；如采用镀锌钢板风管，其外表面包裹橡塑保温材料的厚度20mm6支风管圆形，直径不小于225mm镀锌钢板螺旋圆风管，其外表面包裹橡塑保温材料的厚度20mm6伸缩软管圆形，直径不小于225mm柔性风管，如玻纤布聚脂薄膜铝箔复合金属钢带螺旋软管、铝箔聚脂复合夹丝螺旋软管等6送风接头圆台形，一端与伸缩软管匹配，另一端与送风器入风口匹配轻质阻燃塑胶，阻燃等级UL94-FV0，厚度2mm，最外面覆盖保温棉（如：聚氨脂泡沫塑料），厚度10mm4.3 调节阀 调节阀安装在支风管上，其尺寸与支风管相同，直径225mm，支持手动调节和自动调节；为便于机房实行风量自动监控调节，可以设置自动调节阀。通过控制调

13、节阀的开度，实现对每个机柜送风量的精确控制。其结构如图6所示：图6调节阀结构示意图开度调节范围：0100%，开度调节精度：5%，供电电压：48VDC或220V。4.4 送风器 4.4.1 送风器的结构类型根据安装方式的不同，送风器分为两类：门板式送风器和悬挂式送风器，其结构如图7、图8所示。图7 门板式送风器图8 悬挂式送风器4.4.2 门板式送风器的适用条件：1）改造机柜的前门可以拆除；2）机柜安装接口符合下节尺寸要求。4.4.3悬挂式送风器的适用条件：改造机柜的前门不能或不便拆除；改造机柜前门的开孔率50%，且分布规则。4.4.4 门板式送风器结构门板式送风器规格如下：1）送风器材料规格：

14、Fe，08，T1.5，即冷轧板，材质符合我国的优质碳素冷轧钢08材料，板材厚度为1.5mm；2）进风孔有效通风直径177mm；3）内测贴附隔热棉（如：聚氨脂泡沫塑料，厚度10mm），减少热交换；4）机柜内部风压通过上下两排风压调节孔进行调节；5）挡风板的默认安装间距为200mm，且等间距规则分布，其作用是：改变风向，确保冷风流向设备侧。现场可根据送风方式的不同，手动调整挡风板的安装方向；6）送风器的有效储风截面为400mm200mm的梯形结构；7）送风器通过门锁及门轴与机柜连接；8）门板送风器的上端通过进风口与伸缩软管连接，下端封闭，结构详见图9。图9 上送风门板送风器示意图4.4.5 门板式

15、送风器尺寸系列门板式送风器的尺寸系列如表3所示：表3 门板送风器的尺寸系列表适配机柜高度（H）1800mm2000mm2200mm送风器高度（H1）1675mm1875mm2075mm送风器宽度（W1）594mm备注：优选机柜的宽度尺寸为600mm，其它尺寸规格的机柜适配送风器，需要进行特殊定制。4.4.6 门板式送风器门锁的高度尺寸门锁距下基准面的距离为1100mm永远保持不变，门锁高度与机柜高度无关。其结构如图10所示：图10送风器门锁位置尺寸对比4.4.7 悬挂式送风器结构悬挂送风器规格如下：1）送风器材料规格：Fe，08，T1.5，即冷轧板，材质符合我国的优质碳素冷轧钢08材料，板材厚

16、度为1.5mm；2）进风孔有效通风直径177mm；3）内侧贴附隔热棉（如：聚氨脂泡沫塑料，厚度10mm），减少热交换；4）机柜内部风压通过上下两排风压调节孔进行调节；5）挡风板的默认安装间距为200mm，且等间距规则分布，其作用是：改变风向，确保冷风流向设备侧。现场可根据送风方式的不同，手动调整挡风板的安装方向；6）送风器的有效通风截面为400mm200mm的梯形结构；7）悬挂送风器背面均布压铆螺母，用螺钉直接将送风器悬挂固定在机柜门上。8）悬挂送风器的上端通过进风口与伸缩软管连接，下端封闭，结构详见图11：图11悬挂送风器示意图4.4.8 悬挂式送风器尺寸系列悬挂式送风器尺寸系列如表4所示：

17、表4 悬挂式送风器尺寸系列表机柜高度（H）1800mm2000mm2200mm送风器高度（H1）1675mm1875mm2075mm送风器宽度（W1）400mm备注：优选改造机柜的宽度尺寸为600mm，其它尺寸规格的机柜适配送风器，需要进行特殊定制。4.5 门板式送风器与机架安装接口4.5.1机架的轮廓尺寸送风器安装在机柜进风侧，送风器安装深度为D1，机架轮廓如图12所示。图12 机架的三维尺寸示意图4.5.2 门板式送风器安装尺寸门板式送风器安装尺寸如表5所示：表5 门板式送风器安装尺寸表机柜高度（H）1800mm2000mm2200mm送风器安装高度（H1）1680mm1880mm2080

18、mm送风器安装深度（D1）30mm备注：不同的门锁会导致机柜门厚度的不同。现场改造时，需要根据待改造机柜的机柜门安装特点，得出送风器安装深度。“30mm”只是参考数据。4.5.3 机架与送风器相对应的接口尺寸机架与送风器相对应的接口尺寸如图13所示。图13 机架送风器的接口尺寸示意图备注：1. 优选改造机架的宽度尺寸为600mm，其它尺寸规格的机架需要进行特殊定制。2. 不同公司、不同规格的机架，送风器安装接口会有所不同，现场改造时，需要根据机柜门的安装接口尺寸来确定送风器安装接口尺寸，图13中所给出的数据只是参考数据。4.6 监测与控制系统4.6.1 系统组成机房智能温控系统由空调联动监控系

19、统、机架温度和送风阀监控系统、机房温控管理系统组成，其原理如图14所示，可根据具体情况选择所需的部件。图14 机房智能温控系统原理图机架温度和送风阀监控系统：检测机架进风口温度，对机架送风阀门进行开度智能调节控制，将机架排风口温控控制在一定的合适范围内。机房温控管理系统：配置各机架和机房的温湿度值等参数、收集并上报给上位机相关信息：每台机架的排风温度、机房内的温湿度值、空调系统的运行参数以及告警信息；控制方式选择以及运行日志的报表输出等。4.6.2 配置方式和控制方式单独选配空调系统，由机房温控管理系统来进行自动调节。4.6.3 系统构件规格1) 机房温控管理系统由控制系统和上位机系统组成。2

20、) 空调系统、机架温度和送风阀监控系统规格请参考本规范第三章。4.6.4人机界面：机房管理系统上位机配置端采用友好界面，显示直观，易于操作，主要功能应包括：1) 配置空调系统控制方式；2) 显示每台机架的排风温度、机房内的温湿度值、空调系统的运行参数以及告警信息；3) 输出运行日志报表和告警日志报表；4.6.5 监测与控制系统应能就近纳入本地动力及环境监控系统。五、 建设规范1、 建设准备机房总体情况调查表：包括机房名称、机房平面参数（长、宽、高）、机房设备耗电参数、配置空调数量及参数。2、 工程设计要点对机房做出总体热评估，机房空调配置容量是否满足总体使用要求，并作出增减空调容量。对第各列设

21、备做出热评估，空调容量是否满足各列设备运行要求，各列设备温湿度超过设计值时，即出现局部过热，对其实施定点精确送风改造，并计算出调整送风量数值。3、 技术相关设备和材料名称尺寸材质主送风管矩形，主风管推荐设计风速为810m/s，其截面积根据所需输送风量及设计风速确定，风管长短边比小于4：1，长宽与静压箱匹配；主送风管应设计为长度方向变径形式，以保证内部静压的稳定推荐酚醛铝箔复合材料，保温材料密度60kg/m3,燃烧性能B1级，弯曲强度1.05MPa, 厚度20mm；如采用镀锌钢板风管，其外表面包裹橡塑保温材料的厚度20mm支风管圆形，直径不小于225mm镀锌钢板螺旋圆风管，其外表面包裹橡塑保温材

22、料的厚度20mm伸缩软管圆形，直径不小于225mm柔性风管，如玻纤布聚脂薄膜铝箔复合金属钢带螺旋软管、铝箔聚脂复合夹丝螺旋软管等送风接头圆台形，一端与伸缩软管匹配，另一端与送风器入风口匹配轻质阻燃塑胶，阻燃等级UL94-FV0，厚度2mm，最外面覆盖保温棉（如：聚氨脂泡沫塑料），厚度10mm六、 施工规范1、 安装规范风管及部件安装，除了要牢固，正确体现设计要求外，风管连接的严密性和系统的清洁，保证机房的清净度，所以在安装工程中应引起高度重视，未经清洁或受污染的风管及部件不得安装。风管安装前应仔细检查风管孔洞及支、吊架是否与设计相符，若有变动应在安装前修改，严禁在安装过程中修改，安装部位的墙、

23、门窗、地坪、管架应彻底清除建筑垃圾并探试干净。（1）安装程序： 支架制作支架安装风管及部件清洁风管及部件安装。（2）安装要点:A风管安装风管及部件安装，除了要牢固，正确体现设计要求外，风管连接的严密性和系统的清洁，保证机房的清净度，所以在安装工程中应引起高度重视，未经清洁或受污染的风管及部件不得安装。风管安装前应仔细检查风管孔洞及支、吊架是否与设计相符，若有变动应在安装前修改，严禁在安装过程中修改，安装部位的墙、门窗、地坪、管架应彻底清除建筑垃圾并探试干净。B风管安装要点（1）测试风管及部件内部应用不易掉纤维的白绸或无纺布，从事安装人员衣着必须干净。（2）柔性短管按规范采用人造革柔性接头，光面

24、朝里，安装前必须擦试干净，连接严密不漏，应采用法兰连接，并留15mm余量。（3）法兰垫料采用闭孔海绵密封胶条，厚度=5mm，接头搭接严密，法兰应均匀压紧，密封垫应与风管内壁相平，垫料在运输、贮存、安装过程中应保证清洁下受污染，污染之垫料不能再使用。（4）风管内表面必须平整光滑，不得在风管内壁设加固框及加固筋。（5）风管不得横向拼接缝，减少纵向拼接缝，矩形风管底边宽度800mm时，其底边不得有纵向拼接缝。（6）风管咬口缝处必须涂密封胶或贴密封胶带。（7）风管与法兰连接，风管翻边不小于7mm，翻边处裂缝和孔洞以及铆钉处必须涂密封胶。（8）风管、静压箱和部件必须保持清洁。（9）制作加工场地保持清洁，

25、经常清扫。加工好的半成品必须在做好门窗地面的房间存放。（10）风管安装完毕，在保温之前按以下标准进行漏风检查，作好记录。C部件安装：本工程的风管部件主要包括防火调节阀、百叶风口、导流片等。部件安装要点：（1) 风管调节阀安装前，必须检查调节机构的灵活性，在运输过程中发生的变形现象应予矫正，不能影响调节功能。安装时，应安装在便于操作的位置。（2）风口安装位置正确，运转部份灵活，外露部份应平整（紧贴天棚）。同一房间标高一致，排列整齐。铝合金风口外露表面部份严禁用任何螺钉固定。（3）风口与风管连接采用柔性软接，风口用弹簧吊架吊在风管支管上，顶棚在风口处应用木框或轻质龙骨作加固框，顶棚的孔洞应比风口尺

26、寸大20mm，风口安装后，不得露出缝隙。（4）风阀的轴和阀体连接接缝处有密封措施。阀体各部分表面做镀锌或喷塑处理，叶片及密封件保持平整光滑。（5）防火调节阀安装防火阀应安装在便于操作的位置，安装方向符合设计要求。易熔片安装在迎风面不得装反。风管防火阀安装前，重点检查易熔片的完好性及机构的灵活性。为防止易熔片脱落，易熔件应在系统安装后再装。安装后，做动作试验，阀板启闭应灵活，动作应可靠。2、 调试规范设备安装完成后，由厂家负责对设备进行调试。主要涉及到进出风机运转是否正常、控制器与空调联动是否有效、控制器与动环监控系统是否连接正常、温湿度传感器是否灵敏等，以上方面皆达到要求后方可验收。七、 使用

27、和维护规范1、 使用规范 室内温度制冷设备状态T2525T2727T29T 29空调关闭关闭开启开启新风系统关闭室外温度低于室内3，且室外湿度符合要求，开启室外温度未低于室内3关闭关闭室外温度低于室内3，且室外湿度符合要求，开启室外温度未低于室内3关闭2、 维护规范A运行季节启动前准备和检查清洗风柜滤网：1. 检查箱体的气密性及水路的密闭性；2. 检查排水管路并确认畅通；3. 检查风机马达的电流和电压，确认符合要求范围；4. 检查及确认电气控制装置性能良好；5. 检查和调整弹簧减振器，紧固马达及风机的紧固螺丝；6. 根据需要更换或维修有关坏损部件。B运行季节检查（每月一次）1 检查确认电气控制

28、部分功能良好；2 检查马达电压及运行电流，确认符合要求；3 根据需要检查风机皮带和皮带轮，必要时更换；4 检查风柜滤网的状态，有必要时清洗（清洗时间间隔根据具体情况定）；5 检查风柜运行时的噪音及振动情况，必要时进行检修；C每年度的设备停机检查和预防性工作1. 检查和调整弹簧减振器，紧固马达及风机的紧固螺丝；2. 修整风机出口软接；3. 检查皮带、皮带轮磨损情况，根据需要更换，调整皮带张力及皮带轮同心度；4. 检查及润滑风机及马达的轴承；5. 检测马达绝缘并记录；6. 电气控制装置检测及维护保养工作；检查箱体的气密性及水路的密闭性。3、 备品备件序号名称单位备注1酚醛复合风管m22风管保温材料m23防火调节阀个4空调风管导流装置个5双层百叶送风口(可调)个6柔性风管软接个八、 效果测试规范1、 测试标准通过改造前后的相同时间段空调用电量比较，得出节电率。2、 测试指标测试得出的全年节电率应在15%以上。3、 测试方法记录未改造前一年空调的耗电量；记录改造后一年空调的耗电量；节能率=（记录未改造前一年空调的耗电量-记录改造后一年空调的耗电量）/记录未改造前一年空调的耗电量*100%；4、 测试相关仪器和仪表电度表