機房專用空調送風方式選擇

1. 引言

近年來，各運營商核心機房，如：BOSS機房、軟交換機房和IDC機房均存在耗電量過大及機房溫度嚴重超標現象，出現了因空調制冷量不足、氣流組織部合理而導致機房溫度過高且持續高溫，機房局部溫度過高，嚴重威脅機房設備運行安全的問題。要想提高機房精密空調系統的利用效率，根據機房發熱的特點科學合理地配置氣流組織十分關鍵。

2. 機房上下送風方式空調系統分析比較

2.1上、下送風的基本原理：

通俗地說，下送風方式是對機柜小環境進行制冷，上送風就是對機房大環境制冷。從總的氣流組織來說，下送風方式是下送風、上回風，氣流組織比較順暢，制冷效率比較高；而上送風方式是上送風、側上回風，氣流組織比較混亂，制冷效率比較低，因此兩者在工作效率方面會有一定的差距，要實現同樣的環境溫度條件，上送風方式比下送風方式需要更多的冷量。

2.2上、下送風方式空調系統效能比較。

從工程建設的角度來看，上送風空調與下送風空調的主要差異在于空調設備、風管/架空地板和機柜三部分。通常，對于恒溫、恒濕精密空調而言（機房不適于安裝普通舒適型空調），制冷量與出風量基本上呈一定比例（冷風比普通在2～3kacl、m3）。所以一旦制冷量確定了，出風量也基本確定了。從各地調研的結果來看，不同的送風方式、機柜結構與擺放、風管風道等因素均會影響空調系統的制冷效率。為了保證機房溫度控制在合格水平，同樣一個機房如果采用不同送風方式，其空調設備投入量與運行量也是不同的。

2.3在機柜擺放方面。

如果采用上送風方式，機房由于存在環境散熱問題和安全管理問題，則需要適當加大列柜之間的間距，調研結果表明，上送風機房機柜平均擺放密度通常是下送風機房機柜平均擺放密度80%～90%。

2.4在空調氣流利用效率方面。

（1）由于上送風方式會造成大量冷氣沒有實現對數據設備的制冷作用，而是直接經由過道空間和機房頂上面的空間返回到空調里去了，因此呈現冷氣流“短路”現象。也就是說，若要將列間過道熱空氣冷卻到28攝氏度以下，還得進一步加大空調制冷量和出風量。可見，要使同樣發熱量的數據設備達到至合格環境溫度，上送風需要更多的制冷量。根據對多處機房調研比較結果來看，上送風利用效率約為下送風利用效率的80%左右。

（2）從上述兩點可以看出，如果需要擺放相同數量的機柜和安裝相同數量的設備，考慮到上送風機房機柜擺放密度僅為下送風機房機柜擺放密度的80%～90%和上送風機房空調系統能效比僅為下送風機房的80%，我們不難計算出下送風方式需要的制冷量只需上送風方式制冷量的65%～70%。考察目前機房空調設計的一般做法也可以發現，投入同等制冷量的空調設備，在機房各項指標（面積、設備量及用電量）類似的情況下，下送風方式的機房比上送風機式的機房環境溫度要低2%%～3%%，設備機柜內的溫度差異還會更大一些。

（3）在氣流循環方面，送風管道方式及活動地板方式可有效進行氣流組織，保證沿機柜架方向出風速度及溫度相對一致，而且，活動地板送風方式配合合理結構的機柜更可保證下部空間放置的機架有足夠的氣流通過，熱排風（密度小）自然上升形成空氣循環，符合氣體熱動力學原理。

2.5風管/地板風道方面。

上送風方式需要安裝大型送風管和靜壓箱，才能輸送高風速的冷氣到列柜過道末端；而下送風方式只需要架設阻燃靜電地板，利用地板下層空間輸送冷氣到機柜中。上送風機房的風管比下送風機房的架空地板（例如采用一般水泥預制件）造價要高很多。

2.6機柜結構方面。

上送風機房內的機柜采用開放式機架時對設備冷卻大有幫助，但需要在過道里安裝鐵絲網隔籠以保證客戶安全管理；而采用柜式機柜時必須采用通風面積比例高、網孔比較大的柜門，這樣才能減少柜門對過道冷氣的阻滯。下送風機房需要使用密封柜門的機柜，如果機柜發熱量大，則還需要在機柜頂上開啟風扇以加強散熱效果。

2.7恒溫恒濕空調系統運營電費方面。

由于上送風方式空調設備制冷量、風量和風壓都比下送風方式大，因此上送風機房空調系統的壓縮機和風機耗電都比下送風機房的大。

3. 恒溫恒濕機空調送風方式及安裝建議

解決機房溫度過高問題途徑有三種，一是加大空調系統的容量，二是提高空調系統的利用效率，三是設備的合理擺放。要想提高空調系統的得用效率，根據機房發熱的特點科學合理地配置氣流組織十分關鍵。

綜上所述，下送風上走線方式是最經濟合理的送風方式，但也要應地制宜。

3.1由于新建局房層高均在4500mm，綜合考慮機房利用率、建設投資、送風效果等多方面，在高功耗機房（如BOSS、軟交換、數據等機房）應用的條件下，采用下送風——上走線方式，功耗小的機房（如傳輸、動力機房）可采用上送風——上走線方式，對于電力室等濕度要求不高的機房，還可采用式普通柜式空調或吸項式空調。

3.2上走線——下送風方式（設置活動地板，機房上空設置信號線、電源結走線架，空調設備采用活地板下送的方式）：機房內設置活動地板報一般300～400mm高，僅為空調機送風用；信號線、電源線敷設在機房上空的雙層走線架上。空調設備安裝在通信機房或專用空調室內，配置地板下送風型專用空調機，在空調機底部設置型鋼支架并安裝導流板，將空調機送風方向從垂直向下改為水平向前，將經空調機處理后的冷空氣送至活動地板下，通過機架下部的通風口送入機架內部，對通信設備直接進行降溫，并利用機架列間的地板出風口對周圍的空氣進行降溫。地板下送風屬于有組織送風，通過活動地板形成的靜壓箱，在機架下部的通風口及需要的部位設置風口，可有效進行氣流分配，送風距離一般可達到15～20米。 3.3設備安裝要保證機柜內部各設備的散熱進風口、出風口方向一致下送風的方式需要機柜按面對面、背對背排列，形成冷熱走廊。由于是下送風，產生的負壓帶著熱走廊的熱空氣往上方走，熱空氣不會被吸入機架前方。房間上部布置回風管將熱風帶走，使氣流組織更加合理。

3.4按照機房設備的電功率密度大小，將各類專業機房分類，確定通信設備的列間距寬度，再依據其發熱量均勻分布，發熱量大的設備盡可能分散安裝。

A類機房：200～400W/m2 設備的列凈間距大于1.2m。

B類機房：400～600W/m2設備的列凈間距1.5～2m。

C類機房：600W/m2以上設備的列凈間距大于2m。

3.5大功率設備應靠近空調擺放，設備排放應與風管、氣流方向平行，不得阻礙氣流的循環。

3.6空調采用N+1方式配置，N≦5。

3.7機房空調配置應以“制冷量優先”原則。盡量選用70～80KW的機房專用空調，在滿足總需求制冷量的基礎上，按機房級別冗余配置，以節省空調安裝位置。

3.8雙系統總制冷量不宜小于50KW，每個系統的制冷量不小于整機總制冷量的60%：雙制冷系統應能互相獨立，一個制冷系統上的管件損壞不能影響另一個制冷系統的正常運行。

3.9架空地板上的空間專用于空調送風，嚴禁走管線（消防線纜除外），減少送風阻力和滿足有關規定要求。

3.10架空地板陸風率不得大于5%。架空地板應選擇優質產品，以免長期使用后變形漏風和影響設備運作。在安裝過程中，地板與墻面交界處，活動地板需精確切割，切割邊需封膠處理后安裝，避免風道漏風。

3.11可根據機房熱負荷情況，在不同位置設置可調節出風風量的地板。

3.12對機房內設備安裝、走線架、風管等進行一次性統一設計，各專業不得隨意更改。

4. 采用下送風——上走線的效果

4.1可有效地解決內冷熱不均勻局部溫度過高，空調冷負荷不足的難題。

4.2采用下送風方式可提高機房面積的使用率，節省土建投資。

4.3設備安裝全部采用面對背方式，冷熱通道分開，可有效地改善機房氣流組織，減少設備內部溫度過高告警，可延長設備的使用壽命。

4.4下送風方式需要的制冷量只需上送風制冷量的65%～70%。所以采用下送風方式制冷效率比上送風方式一、高，空調設備投入量與運行耗電量與上送風方式相比都大大降低。因空調數量減少了，設備投資相應地減少了，能耗也降下來了，一年可節約電費約15%左右。

4.5下送風方式的機房比上送風、方式的機房環境溫度要低2～3攝氏度，設備機柜內的溫度差異還會更大一些。