电信机房空调送风方式的选择与设计

介绍基站空调送风方式的选择比较

卷第3 期 周 航：电信机房空调送风方式的选择与设计制冷与空调 第第2323卷第3期 V ol.23 No.3 ·69· 2009年6月 Refrigeration and Air Conditioning Jun. 2009.69～71 文章编号：1671-6612（2009）03-069-03

电信机房空调送风方式的选择与设计

周 航

（中国移动电信集团设计院有限公司 北京 100080）

【摘 要】 针对由专用空调送风方式造成的现有电信机房局部过热的情况，对空调送风方式进行合理的选择

并实施改造设计，列出详细设计过程供大家参考。

【关键词】 电信机房；工艺设备；冷通道封闭精确送风；架空地板送风 中图分类号 TU83 文献标识码 A

The selection and design of air supply for air conditioning used in telecommunication room

Zhou Hang

(China Mobile Group Design Institute Co.Ltd, Beijing, 100080 )

【Abstract】 The power dissipation of precision air conditioning is an important ingredient of the power dissipation of telecommunication room. Selecting appropriate air supply for precision air conditioning is one of the most important methods to reduce power dissipation. In order to deal with the local overheating situation in telecommunication room caused by air supply of precision air conditioning, different approaches of air supply were categorized and compared, and the advantages and disadvantages of various types of air supply were summarized in this paper. The paper also provided the advice for improving the performance of the current air supply methods. In this paper, two different air supply methods were selected for old and new telecommunicationroom,respectively; and the detailed design and calculation process were provided for reference. 【Keywords】 Telecommunication room；Process equipment；Cold channel closed precision air；Floor air supply

0 引言

在电信机房能耗组成中，电信设备能耗占53%，空调能耗占37%。可见在电信机房中空调系统的能耗不可忽视。随着电信设备集成度的日益提高及电信机房的逐渐增多，机房内设备的功率密度越来越高，机房专用空调的需求量也越来越大，现有机房内局部过热已成为一个比较突出的问题。同时，日常运行中有很多机房内的空调并未达到满负载状态，但机房内部却存在过热现象，这其中空调送风方式的不合理是造成局部过热的重要原因。如何设计一个完善的电信机房空调系统以便使空调的冷量按电信设备需求进行合理的分配，提高空调利用率并节省空调能耗，是目前电信机房配套设计所面临的主要问题。

作者简介：周航（1974-），男，学士学位，高级工程师。 收稿日期：2009-01-08

1 电信机房空调特点

电信设备的运行对环境要求较高，需要设置专用空调来保证。电信机房专用空调属于工艺性空调，它与舒适性空调的差异有以下几点：

（1）机房专用空调采用了高智能化的控制系统及内置过滤装置。一般说来，温度精度可控制在±1℃之内，湿度可控制在±2%RH，可将5µM粒径的尘埃去除95%以上。而一般舒适性空调则不具备这方面功能。

（2）电信机房内工艺设备散热量极大，机房中几乎无潜热源，这就需要及时的排除显热。机房专用空调具有大风量、小焓差的特点，它的主要能量被用来制冷排除显热，显热能量占总能量的

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90%。而一般舒适性空调的显热能量只占总能量的60%～70%。

（3）专用空调的送风方式可选择上送下侧回或下送顶回等不同方式，而舒适性空调不具备多种送风方式的选择。

2 电信机房专用空调选型

空调的选型和电信设备的类型及装机功耗有直接关系。为了能最大限度的利用机房内有限的空调布置区域，对应不同类型的机房，专用空调的单机制冷量也应不同。建议：单机柜装机平均功耗≤3kVA的机房，专用空调单机制冷量不宜超过60KW；单机柜装机平均功耗≤5kVA的机房，专用空调单机制冷量不宜超过80KW；单机柜装机平均功耗≤6kVA的机房，专用空调单机制冷量不宜超过100KW。

3 空调室内机布置

根据电信机房内的机架摆放位置，划分空调安装区域。空调安装区域应考虑防水，同时设置挡水台以防止空调加湿或冷凝水流入机架安装区域，挡水台高度高出面层50mm。

在对采用上送风方式的机房改造中。

架空地板送风方式是在机房布置架空地板，冷空气经由架空地板下部空间输送到冷通道上布置的地板送风口，然后对机架内部的电信设备进行冷却，机架排出的热空气经由机房上部空间回到机房空调的回风口。架空地板送风的有效送风距离在15米左右，若机架布置超过15米时，建议两侧布置空调。相比冷通道封闭上送风方式，采用架空地板送风上走线方式的机房整体布局要好，机房整洁不凌乱，经实践证明，这是一种有效的送风方式，不存在消防隐患，新建电信机房应优先选用。

值得注意的是，空调送风方式及效果与电信机柜的布置有直接关系。过去的电信机房内电信机柜都是按照同一朝向布置，没有形成冷热通道，致使冷、热气流混合严重，机架间冷热气流短路，空调冷风利用率低。为保证空调送风方式能最大限度的发挥空调的作用，对电信工艺专业提出要求是必须的。首先，同一机房内的电信机柜的吸排风方式应保持一致。其次，机架布置应严格遵守“冷热通道间隔布置”的原则。

5 不同送风方式的计算实例

5.1 对于原有电信机房的空调送风方式改造举例——采用冷通道封闭精确送风

条件：机房面积378平米，布置11列共159个机架，单机架尺寸为600mm（宽）х1000mm（深），设备工作电压220V，运行电流10A。

选型及计算过程：⑴系统组成：由送风器、圆形软风管、手动/电动控制阀及三个部分组成。⑵发热量：单机架发热量=10Ax220Vx0.85=1.87kW，机房总发热量为=1.87kWx159个=297kW。⑶计算风量：根据公式Q=CΔtG计算每kW工艺功耗所需风量，其中：Q为换热量（kW）；Δt为机架进、出风温差(℃)，一般取11℃；C为空气比热（1.01KJ/kg·℃）；G为风量kg/s。每kW所需风量=270m3/h，机房总风量为80190m3/h，每个机架需要的风量为505 m3/h，每列机架所需风量为7575 m3/h。⑷选型：机房内布置6台U240GAH型架空地板送风方式的机房专用空调，每台全热量为61.52kW，显热量为56.35kW，单台风量16920m3/h。每两台空调承担四列机架的风量及冷量。⑸分支布置：在机架顶部的主风管上对应每个设备机架开设

4 空调的送风方式分类

据统计，目前85%以上的机房采用的是上送风

的送风方式，上送风方式又可分为风帽上送风及风管上送风两种方式。风帽上送风初期投资成本较小，对机房层高的要求不高，但是送风距离过短且属于无组织送风，气流组织不合理，不应应用在新建的电信机房。建议在机房局部过热改造增设空调时可选择此类方式。风管上送风属于有组织送风，可使风量和风速在各处保持均匀，并可根据使用要求进行调节，送风距离一般不超过15米。缺点是风管与其它专业的管线争抢有限的空间，安装和维护相对复杂。

大面积选用上送风方式是由于原先的架空地板送风下走线方式存在消防隐患。但统计中也发现，由于不符合“先冷设备，后冷环境”的送风原则，上送风方式易出现局部过热现象。为了解决局部过热现象，上送风方式正逐步向着冷通道封闭精确上送风的方式改进。实践证明，这种改进提高了空调的利用效率，间接地起到了节能的效果，适宜应用

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直径200mm的圆形风口，风口上安装铝箔软风管并与机架送风器相连。安装送风器后，机柜前门可以照常开关，空调冷风通过软风管、送风器送到每个机架。每个圆形送风口安装调节风阀，可以根据机架的进出风温差来调节每个机柜的送风量，以实现精确分配精密空调的制冷量。单机架风量505m3/h，支风管风速为4.5m/s。

5.2 对于新建电信机房空调送风方式的设计举例——采用架空地板送风方式

条件：机房面积378平米，如下图，布置11列共159个机架，单机架尺寸为600mm（宽）×1000mm（深），设备工作电压220V，运行电流10A。

计算过程如下：⑴发热量、计算风量、选型同冷通道封闭精确上送风。⑵机架间距：机架按照冷、热通道间隔布置，根据风口所能提供的冷量和风量并考虑机架维护空间，机架间距定为1200mm。⑶风口布置（如图）：地板送风口尺寸为600×600mm，风口开孔率为50%，则风口有效面积为0.18m2。风口风速最大取2m/s，单个风口的出风量为1296m3/h，对应机架装机功耗为4.8kW。按照机房内机架间距均匀布置地板风口，共布置79个风口。⑷风口校核：机房空调提供风量84600m3/h，则每个风口风量为1071m3/h，可满足机架功耗4kW。风口风速为1.65m/s，小于2m/s的风速要求。⑸地板高度：地板高度的选取主要是依据静压箱计算理论，避免截面风速过高，建议机房架空地板高度应结合机房层高和工艺净高要求取最大值，但最小净空不应低于350mm。

图1 架空地板送风平面图

地板高度应结合机房的层高情况按最大值设计；2、地板送风口有效送风面积不宜小于地板面积的50%，地板风口风速不大于2m/s；3、计算风口所承担的最大发热量并结合地板尺寸及机房平面，合理布置机架列间距。

6 今后设计中值得探讨的问题

（1）在电信机房建筑方案设计阶段，暖通专业就需配合进入。建议电信机房外墙不设置外窗，这样既减少通过外窗进入的太阳辐射热量，又间接保持了机房内的洁净度。应预留足够的空调室外机安装平台并且平台不宜设置在西侧，室外机平台外立面不宜设置影响散热效果的装饰及构造物。室外机平台应靠近室内机安装位置，做到两者间距离最小化。

（2）现有机房都逐步实现了无人值守，设计人员普遍认为人员所需新风没有必要，造成现有电信机房很少设置新风系统。但实际情况是：由于机房没有新风，少量的机房维护人员的工作环境很差，而且室内达不到正压，机房内洁净度较低。因此，电信机房内设置新风系统是必要的。

（3）逐步推进电信工艺设计标准化及机房工艺设计阶段。另外，建议将机房空调设计阶段分为两部分。在原有的土建设计阶段，暖通专业只需根据工艺需求明确空调冷却方式、预留空调耗电量、预留加湿及冷凝水排放管、确定室内机安装区域及室外机平台安装位置等内容。在机房工艺设计阶段，需根据工艺机架布置、详细的机架装机功耗、机架形式等条件，确定空调送风方式，精细设计，最大限度的发挥空调效率满足工艺需求。

参考文献：

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在架空地板送风设计中应注意几个要点：1、