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摘要：本文主要从目前的数据中心空调系统设计现状及特点入手，对空调数据设计的供冷模式进行分析，提出相应的优化方案。又从三个方面简述数据中心空调系统的节能模式，以便实现最大优化。对数据中心空调设计和数据中心建设提供了方向性指导，意在促进我国数据中心空调系统的发展。
关键词：数据中心；空调系统；设计优化
前言
随着信息社会的不断发展，数据中心的建设也被提到至关重要的位置。而数据中心这个数据大集中而形成的集成IT应用环境，不仅是数据业务的提供中心，也是数据处理、储存和交换的中心。在各种行业均发挥着越来越重要的作用。另外数据中心高速发展和高能耗的特点也受到了社会的高度关注，而对于用户的使用来说，对数据中心节能的改造或者建造高能效的数据中心工作是非常重要的。数据中心的耗能主要体现在信息设备、空调系统和电源系统方面。而在保证设备的安全稳定运行前提下，确定各部分能耗的最佳比例并确定服务器和网络储存的最大能效比才是衡量数据中心是否节能的关键。
1.数据中心空调系统设计特点
数据中心空调系统是设计工作重心所在，它主要包含空调设备和通风循环设备。空调设备被用来处理机房的机柜散发出的热风，把握其湿度及洁净度。通风循环利用风向将冷气送至机柜热源附近起到冷却目的。在空调系统中通风走向在工作运行发挥着重大作用。数据中心具有显热量大，空调风量大的特点，空调系统应具备可将设备散出的大量热量及时排除送走的作用，同时也具备低散湿量的特点，防止设备结露问题发生。当然正常的空调系统还具有全年供冷和空调设备管路备份特点。
2.数据中心空调设计供冷模式的优化
2.1空调数据中心基本供冷模式
数据中心机房供冷模式将直接影响到系统投资、运行能耗及安全性等诸多方面。因此数据中心供冷模式的优化是非常重要的。笔者将从目前经常使用的三种模式对数据中心的供冷模式现状进行阐述。对于经常使用的分体式机房专用空调机，制冷机制模式主要是通过风冷分体式直接蒸发制冷机组和乙二醇溶液冷凝分体式专用空调机。前者管理较方便，主要是根据室内温度进行调节。适用于规模不大的机房，但制冷机容量较小，能效也比较低。而后者通过乙二醇水溶液“经济盘管”辅助供冷，蒸发器和经济器对温度进行共同调节。可实现短时间的免费制冷。但造价极高，且适合冷负荷小，纬度高的地区。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而对于冷水型机房专用空调机以及添加制冷剂的冷水型机房空调机适用于改建机房或具备设置集中供冷机房的数据中心，且制冷机大型化，能效比比小型机高可减少相应维修量。也可实现免费制冷，从而成为新建数据中心的首选供冷模式。
2.2数据中心集中供冷模式
数据中心集中供冷模式主要包括集中供冷冷冻水系统和集中供冷冷却水系统。对于空调机组来说，正常情况下大型空调机组比小型机房专用机有更高能效比，并减少了众多分散的制冷压缩机，使维修工作量减少，降低了机房噪声，所以数据中心集中供冷系统为首选。同时单机电功率若控制在650kw 以下，可避免使用10kv高压电机，也可降低设备造价。当然若不具备设置集中空调机房的条件，也可使用供冷却水模式，不仅可以实现免费制冷还可降低全年能耗，可以作为很好的供冷模式。在供冷模式中，有很多人提出不少猜想假设。将冷水和冷却水支撑四管制系统，虽未实施但理论上应当可以，不仅可以实现免费制冷同时可也减少维修，冷却高效且节能。
3.空调系统节能设计优化
3.1空调系统设备的节能设计
对于设计员来说如何能更好的设计出节能高效的空调，其中对空调系统设计的把握是非常重要的。首先应重视的就是空调的设备节能问题。设备的高耗能问题势必会对空调的节能设计带来影响。因此对于这一问题可以从两方面进行入手，分别是空调温湿度的控制和空调的变频技术设计。在空调温湿度的控制中，空调不仅可以避免常规电脑中因温度原因造成的问题还可以有效提高空调系统的能源利用效率。从而保证空调的节能和高效同步实现。正常情况下数据中心的服务器耗能都会随着运行量的改变而变化。使用空调的变频技术可以依靠内外室温度不同对服务器进行调节，从而极大降低设备的消耗。当然在设备的耗能问题中与设备自身构造也有关系，不同的材质和构型在使用时也会有不同的效果，因此需要设计者在后期设计构造时，不断创新和试验挑选出合适的空调设备，既能保证空调工作的高效进行还能降低自身的耗能能力，进而也为空调系统的节能设计做准备。促进数据中心空调系统设计的优化。
3.2优化空调设计气流组织
除了解决设备基础问题还要考虑空调内部气流组织设计的优化。解决这一问题笔者认为可以从三方面入手。分别是送回风方式的选择、机柜的布置优化以及建筑结构的优化。对于送风方式我们知道它包括上送风和下送风两种。而上送风是将冷空气送至设备上部，带走热量进行冷却降温处理。同样下送风是将冷空气送至机组底部同样以带走热量的方式来进行冷却降温处理。经过目前的研究发现可以知道其中上送风的类型结构较为简单，对于下送风来说因距离较远使得风向均匀气流稳定，可抵制冷热气流掺混情况的出现，进而可以有效的提高冷空气的使用效率。同时也可使用与大机房使用。机柜布置问题对于空调气流组织有着极大的影响。通常情况下设计员在机柜布置中通常采用的布置方式是统一朝向。这样可以通过增加机柜的进风温度来提高空调的制冷效率。同时在冷热通道设计中通常采用将冷气流和热气流分开，这样可以有成效避免冷热风气混杂的问题，也从另一方面降低了机柜的进风温度从而提高冷却效率。建筑结构的优化在空调系统的设计中尤为重要，因此设计员们在后期设计中应当考虑结构给空调系统造成的影响因素，设计出适当的建筑结构模式。
3.3自然能源的多级利用
在空调系统节能中，设计员们除了主观优化还可以进行客观资源的利用。即利用一切可利用的自然能源。在空调工作中可利用室外环境的冷源将数据中心的热量带走，这样可很大程度上缩短空调系统的运行时间。进而可实现降低空调系统耗能的目的，并延长空调使用寿命。而自然资源的使用也分为两种，直接使用和间接使用。直接利用和间接利用的最终目的都是将室外冷空气引入室内中通过换热设备或直接在数据中心进行冷热量的交换，也可同时保证室内湿度和洁净度。无论哪种方法都可以对空调系统进行很好的节能作用，也是设计员们应当考虑的问题。
4.结语
本文主要从数据中心空调系统设计的制冷和节能模式进行讲诉，结合空调系统本身的特点，对空调系统设计进行优化探讨。意在对空调设计方面有所帮助，能为数据中心空调系统的综合节能建设与改造提供参考依据。而就目前国情，我国与发达国家处在不同的发展阶段，设计人员也需要掌握更多的专业知识，结合国情多做研究和创新。同时数据中心是社会重要的项目，对于用户的使用，优秀的空调必是安全、节能和运行管理方便的。因此需要设计人员综合考虑，做出高质量、高品质的设计。
参考文献：
[1]黄霞.黄虎.招商银行信用卡中心暖通空调设计[J]制冷空调与电力机械，2012
[2]何钟琪.李震.上海地区数据中心空调系统节能措施探讨[J].暖通空调，2013
论文作者:李艳霞
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/6
标签：数据中心论文; 空调系统论文; 空调论文; 节能论文; 模式论文; 机房论文; 设备论文; 《基层建设》2016年11期论文;