CN109661158A - 数据中心机房新型专用空调系统 - Google Patents

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赵矿美
林昌元
林琳
张沛然
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Guangzhou University
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Guangzhou University
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
    • H05K7/20718Forced ventilation of a gaseous coolant
    • H05K7/20745Forced ventilation of a gaseous coolant within rooms for removing heat from cabinets, e.g. by air conditioning device

Abstract

本发明为数据中心机房新型专用空调系统,包括空气处理装置、送风管道、孔板静压送风柜、地板回风口及地板回风静压箱;地板回风静压箱为机房地板架空层,空气处理装置设置在机房地板架空层内或靠近数据机房的空调机房内;孔板静压送风柜设置在冷通道内,地板回风口设置在热通道的地板上;空气经空气处理装置处理后,变成冷空气经送风管道从柜体底部的送风孔洞进入孔板静压送风柜内,再送入机柜内进行冷热交换;回风由回风口进入地板回风静压箱与室外新风在空气处理装置内混合。本发明将机房架空地板下部空间作为回风静压箱,减小传热损失;采用孔板静压送风柜与IT机柜面对面送风,改善空调送风气流的分布,保障了机房设备安全稳定运行。

Description

数据中心机房新型专用空调系统
技术领域
本发明涉及空调系统中空气输送技术领域,具体涉及数据中心机房新型专用空调系统。
背景技术
目前,数据中心机房空调系统主要采用的空调方式为地板下送风上部回风的空调方式。其传统的做法一般是:数据中心机房内的IT机柜以面对面、背对背的方式进行布置,机柜面对面之间的通道为冷通道,背对背之间的通道为热通道。机房地板架空,其架空层作为空调送风静压箱,冷通道地板上设置送风口,热通道上方设置回风口、回风管道等。经空气处理装置处理后的冷空气先送入地板送风静压箱,通过地板上的送风口送入冷通道内,再进入IT机柜内进行热交换,冷风冷却IT机柜后,从机柜后面出风,将热量排放到热通道中,通过热通道上方的回风口、回风管道等,进入空气处理装置。如此进行送、回风循环。
这种空调送风方式利用了架空地板下部的空间作为地板送风静压箱,地板送风静压箱可使送风稳压、均匀,但是却存在以下缺陷:
1、空调系统在运行过程中,地板架空层作为地板送风静压箱,由于其容积较大,冷风输送过程中冷量损失较大。
2、由于空调送风温度(约为15~17℃)较低,地板架空层作为地板送风静压箱,箱内温度与外界环境温度相差较大,传热温差较大,冷量损失较大,造成的能量浪费较大。
3、若地板下方同时作为电缆走线空间,这样还会导致地板下送风不畅,送风气流组织不合理,进而导致空调耗能增加。
4、通过冷通道地板上的送风口送冷风,冷风冷却IT机柜后,将热量排放到热通道中,再由热通道内的回风口、回风管道进行回风。这种气流组织方式,会造成IT机柜散热设备的送、回风风量及温度不均匀,常出现局部IT机柜需另外增加冷量的问题,无法确保数据中心机房IT机柜设备处于最佳的、均衡的冷却运行状态,甚至会导致IT机柜出现局部过热的问题,给数据中心机房设备的运行带来安全隐患。
发明内容
为解决现有技术所存在的问题,本发明提出数据中心机房新型专用空调系统,将机房架空地板的下部空间作为空调系统的回风静压箱,这样使得箱内温度与外界环境温度相差较小,传热温差较小,减小了传热损失,节省了大量的冷量,节能效果明显。
采用孔板静压送风柜与IT机柜面对面地送风,改善了空调送风气流的分布,保障了数据中心机房设备安全稳定的运行。同时,减少了空调冷量的浪费,起到了节能的作用。
本发明采用如下技术方案来实现:
数据中心机房新型专用空调系统,IT机柜以面对面、背对背的方式进行布置;机柜面对面之间的通道为冷通道,背对背之间的通道为热通道,冷、热通道分离,将冷通道封闭或者将热通道封闭;所述空调系统包括空气处理装置、送风管道、孔板静压送风柜、地板回风口及地板回风静压箱;地板回风静压箱为机房地板架空层,空气处理装置设置在机房地板架空层内或靠近数据中心机房的空调机房内;孔板静压送风柜设置在冷通道内,地板回风口设置在热通道的地板上。
优选地,孔板静压送风柜与地面之间采用膨胀螺栓固定连接,并进行密封。
优选地,孔板静压送风柜为单面或双面送风。孔板静压送风柜送风面上设有送风圆孔网。送风圆孔网的排列方式为:60°梅花排列、45°梅花排列或直排。
优选地,冷通道架空地板上预留送风孔洞,送风管道与预留送风孔洞采用角钢密封对接。
优选地,孔板静压送风柜的底部通过角钢与地板之间固定连接,并进行密封。
本发明与现有技术相比,具有如下优点和有益效果:
1、传统数据中心机房的空调方式是把机房架空地板的下部空间作为空调系统的送风静压箱,而本发明是把机房架空地板下部空间作为空调系统的回风静压箱。将地板作为送风静压箱时,空调送风温度一般为15~17℃,若室外环境温度按35℃计算,则箱内与外界环境传热温差为20~18℃;本发明将地板作为回风静压箱,空调回风温度一般为26~30℃,则箱内与外界环境传热温差为9~5℃,由此可见,本技术发明相对于传统技术的传热损失节约了大约2.2倍之多。因此,本发明中将机房架空地板下部空间作为回风静压箱的方式,可以节省大量的冷量,节能效果明显。
2、冷空气通过冷通道内的孔板静压送风柜均衡地、精准地与IT机柜面对面地进行送风,大大改善了空调送风气流的分布,使各个IT机柜的送风量及送风温度均匀,避免IT机柜出现局部过热,保障了数据中心机房设备安全稳定的运行。同时,冷空气直接吹向发热设备,减少了空调冷量的浪费,起到了节能的作用。
附图说明
图1是本发明数据中心机房空调送风系统的结构示意图;
图2是数据中心机房空调送风平面示意图;
图3是孔板静压送风柜与地板连接示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1、2所示,本发明数据中心机房空调系统包括空气处理装置1、送风管道2、孔板静压送风柜3、地板回风口4、地板回风静压箱5等。孔板静压送风柜根据送风需要,可设置成单面或双面送风,单面送风时为3-1。机房地板架空,地板架空层作为空调系统的地板回风静压箱5,地板回风静压箱具有消声、静压的作用。空气处理装置1设置在架空地板层内或靠近数据机房的空调机房内。孔板静压送风柜3设置在机房冷通道8内,孔板静压送风柜与地面之间采用膨胀螺栓固定连接,并进行密封,孔板静压送风柜具有均衡送风、静压、消音等作用。本发明中,数据中心机房内的IT机柜以面对面、背对背的方式进行布置;机柜面对面之间的通道为冷通道,背对背之间的通道为热通道,冷、热通道分离,将冷通道封闭或者将热通道封闭(图1、2所示为热通道封闭)。孔板静压送风柜为数据中心机房专用孔板静压送风柜,在其送风面上设有送风圆孔网,送风圆孔网的排列方式有几种选择,可以采用60°梅花排列,也可以采用45°梅花排列、直排或者其它排列方式。
地板回风口4设置在热通道7的地板上,地板回风口可设置过滤网。回风由回风口进入地板回风静压箱,与室外新风在空气处理装置内混合后,再进行过滤、除湿、降温等处理。
本发明数据中心机房空调系统的工作流程为:空气经空气处理装置1过滤、除湿、降温等处理后,变成冷空气经送风管道2从柜体底部的送风孔洞6进入位于冷通道8上的孔板静压送风柜3内,再通过孔板静压送风柜柜体上的送风圆孔网均衡地、精准地、面对面地送入IT机柜内进行冷热交换,以冷却发热设备;回风则从IT机柜背面进入热通道7内,再由地板回风口4进入地板回风静压箱5内,最后与室外新风混合,进入空气处理装置处理后再进行送风,如此不断运行循环。
施工安装时,热通道采用玻璃、塑料或金属结构进行密封,形成封闭层9,单面回风时与相邻墙体10进行密封,冷通道架空地板上预留送风孔洞,架空层内空调系统的送风管道与预留送风孔洞采用角钢11密封对接,架空地板上的孔板静压送风柜底部通过角钢与地板16之间连接,并采用螺母12、膨胀螺栓15固定,采用垫圈13、密封垫14进行密封,如图3所示。
孔板静压送风柜的尺寸应满足IT机柜送风量需求,并且柜体的宽(W)、高(H)与相对应的IT机柜的宽、高相匹配,柜体深(L)由计算确定。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.数据中心机房新型专用空调系统,机柜以面对面、背对背的方式进行布置;机柜面对面之间的通道为冷通道,背对背之间的通道为热通道,冷、热通道分离,冷通道封闭或者热通道封闭,其特征在于,所述空调系统包括空气处理装置、送风管道、孔板静压送风柜、地板回风口及地板回风静压箱;地板回风静压箱为机房地板架空层,空气处理装置设置在机房地板架空层内或靠近数据机房的空调机房内;孔板静压送风柜设置在冷通道内,地板回风口设置在热通道的地板上。
空气经空气处理装置处理后,变成冷空气经送风管道从柜体底部的送风孔洞进入孔板静压送风柜内,再送入IT机柜内进行冷热交换;回风由回风口进入地板回风静压箱,与室外新风在空气处理装置内进行混合。
2.根据权利要求1所述的数据中心机房新型专用空调系统,其特征在于,孔板静压送风柜与地面之间采用膨胀螺栓固定连接,并进行密封。
3.根据权利要求1所述的数据中心机房新型专用空调系统,其特征在于,孔板静压送风柜为单面或双面送风。
4.根据权利要求1所述的数据中心机房新型专用空调系统,其特征在于,孔板静压送风柜上设有送风圆孔网。
5.根据权利要求4所述的数据中心机房新型专用空调系统,其特征在于,送风圆孔网的排列方式为:60°梅花排列、45°梅花排列或直排。
6.根据权利要求1所述的数据中心机房新型专用空调系统,其特征在于,冷通道架空地板上预留送风孔洞,送风管道与预留送风孔洞采用角钢密封对接。
7.根据权利要求1所述的数据中心机房新型专用空调系统,其特征在于,孔板静压送风柜的底部通过角钢与地板之间固定连接,并进行密封。
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