图3全年湿球温度时长分布表1室外设计计算参数[1]
2)室内设计参数(见表2)表2设计参数
注:主机房内空气含尘浓度,在静态或动态条件下测试,每升空气中粒径≥0.5μm的悬浮粒子数应少于17600粒。
注:G为流量,m3/h;H为扬程,m;N为输入功率,kW;T1为一次侧出水温度,T2为一次侧进水温度;T3为二次侧出水温度,T4为二次侧进水温度。2)空调冷源系统流程空调冷源系统流程如图4所示。
图4空调冷源系统流程图
3空调水系统3.1冷水系统
空调冷水侧采用模块化设计,离心式冷水机组、板式换热器、冷水泵组成一个制冷模块。水系统设计采用二级泵环网,一级泵、二级泵均为变频控制,为提高制冷模块之间的互用性,每个模块之间增设跨接管,在单个模块水泵故障时,只需启用备用模块水泵,无需切换整个制冷模块。末端管路为双路供水,同时在每个末端三通处设置阀门,保证单点故障或单点维护时不影响整个水系统的运行。为防止空调冷水、冷凝水、加湿水管漏水后进入机柜设备区,采用隔墙将空调区和机房区分开,并在空调区地面上均匀排布若干排水口,以保证漏水及时排出。空调末端系统流程图如图5所示。
图5空调末端系统流程图
3.2冷却水系统
空调冷却水系统采用环网设计,采用钢制低噪音开式横流塔,将经冷水机组升温至37℃的冷却水送至冷却塔进行冷却,水温降至32℃,经冷却水环网、冷却水泵加压后再返回冷水机组。冷却水侧同冷水侧一样增设跨接管,保证冷却侧每个制冷模块之间冷却水泵的互用。屋面冷却塔溢流、排污水设置管道单独排放。冷却水系统配置全自动加药处理装置保证冷却水水质。冷却水补水采用市政给水加应急补水源的方式保障,按补12h冷却水补水量配置应急补水池。
4空调风系统电池室和变配电室室内气流组织形式为风管或风帽上送风、机组侧下回风;通信机房气流组织形式为架空地板下送风,机组上部自然回风,并通过封闭冷通道将冷、热气流完全隔离;新风系统采用水环热泵新风机组,维持机房正压(5~10Pa)及保障人员新风要求。主机房气流组织形式见图6。
图6封闭冷通道气流组织示意图
备注:
1、单价为设备总价,总价包含机组整体价格(含初次充注的冷媒、润滑油)、运费及运输保险、开机调试费、一年的保用。
2、变频增加价格及高压启动增加价格基于与380V/50HZ常规机组的增加的价格。
5.3.2冷水机组变配电设备初投资比较10KV高压定频冷水机组需配置启动柜、电抗柜、无功补偿柜,380V低压变频机组需占用变压器容量,同时后期需要进行谐波治理,变配电设备初投资比较如表6、表7所示。表6冷水机组设备初投资比较表
表7低压变频机组谐波治理费用
5.3.3冷水机组运行费用比较本工程终期冷水机组运行模式为四台冷水机组均为主用,备用机组处于热备模式,每台机组的负载率为75%,提高空调系统的运行效率。冷水机组运行费用如表8所示。表8冷水机组运行费用比较表
5.3.4冷水机组投资及运行费用分析比较380V低压变频冷水机组与10kV高压定频冷水机组投资及运行费用分析比较如表9所示。表9冷水机组投资及运行费用比较表
通过上表分析可知:380V变频冷水机组初投资比高压定频冷水机组略高,但380V变频冷水机组年运行费用比高压定频冷水机组低。数据中心通信设备存在分期分批投入使用的情况,380V变频冷水机组相比高压定频机组更能适用于过渡季节空调系统在预冷状态下的使用需求,低压变频机组可满足低负荷运行需求,因此本项目低压变频冷水机组更为合适。
5.4机房单侧送风、封闭冷通道应用5.4.1实验方案标准IT机房基本参数见表10,标准IT机房CFD模型如图8所示。表10标准IT机房基本参数
注:标准IT机房共计配置9台Q=140kW的房间级机房专用空调,2台备用;模拟时开启80%的空调。
图8标准IT机房CFD模型5.4.2实验结果分析机房三维模型图如图9所示,模拟结果见图10,11。
图9机房三维模型图
图10Y=1.2m界面温度场
图11X=13m截面速度场根据机房仿真模拟示意图可知,采用封闭冷通道单侧送风,冷水型房间级机房专用空调机组送/回风温度为20℃/32℃时,可满足单列21个20A机柜的制冷需求。机房内的仿真模拟运行温度均满足设计要求,无局部热点。