# 《数据中心制冷与空调设计标准》T/CECS 487-2017

🗓 实施时间: 2017-12-01

# 总 则

1 总 则

1.0.1 为使数据中心制冷与空调设计选用技术先进、经济合理、安全适用、节能环保的技术设施,让数据中心内安置的电子信息设备能够安全、稳定、可靠、节能地运行,制定本标准。

条文说明

1.0.1 随着电子信息技术的不断创新发展以及人民日益提高的物质文化需求,越来越多的企业逐渐意识到数据处理、存储和交换对企业的价值影响重大,数据已经逐渐成为企业最重要的资产,数据中心也已成为企业的核心部门,数据中心正处于快速发展的时期。

数据中心内安置了大量的电子信息设备,在运行过程中需要大量散热,散热不良易导致机柜或机房内温度迅速提高。过高的温度将使电子元器件性能劣化,往往会出现故障,或者降低使用寿命。因此,数据中心需要设置以全年制冷为主的空调系统,才能保证数据中心的正常运行。此外,空调系统的能耗较高,直接影响到PUE的数值和运行阶段的维护成本,采用合理可行的制冷与空调系统,对整个机房的节能效果也具有重要意义。

总之,制冷与空调系统在数据中心运行过程中持续消耗能源,如何通过合理选择系统优化设计使其在安全可靠的同时,能够降低能耗,对推动绿色数据中心的建设必将发挥巨大作用。

1.0.2 本标准适用于新建、改建或扩建数据中心制冷与空调系统的设计。

条文说明

1.0.2 某些场所虽然也布置了电子信息设备,但热密度很低或人员密集,与数据中心的以处理电子信息设备散热为主的制冷与空调系统是不同的,该类场所不在本标准覆盖的范围。

1.0.3 数据中心制冷与空调系统的设计,除执行本标准的规定外,尚应符合国家现行的有关标准的相关规定。

# 术 语

2 术 语

2.0.1 数据中心 data center

为集中放置的电子信息设备提供运行环境的建筑场所,可以是一栋或几栋建筑物,也可以是一栋建筑物的一部分,包括主机房、辅助区、支持区和行政管理区等。

条文说明

2.0.1 本标准定义的数据中心是以建筑空间为电子信息设备提供运行环境的场所,不包括室外以集装箱、车辆、船舶等装置为电子信息设备提供运行环境的场所。

2.0.2 主机房 computer room

主要用于数据处理设备安装和运行的建筑空间,包括服务器机房、网络机房、存储机房等功能区域。

条文说明

2.0.2 数据处理包括数据计算、存储、交换和传输等,数据中心就是一台大型计算机。主机房除可按服务器机房、网络机房、存储机房等划分外,对于面积较大的机房,还可按不同功能或不同用户的设备进行区域划分。如服务器设备区、网络设备区、存储设备区、甲用户设备区、乙用户设备区等。

2.0.3 支持区 support area

为主机房、辅助区提供动力支持和安全保障的区域,包括供配电室、柴油发电机房、不间断电源系统室、电池室、空调机房、动力站房、消防设施用房等。

2.0.4 辅助区 auxiliary area

用于电子信息设备和软件的安装、调试、维护、运行监控和管理的场所,包括进线间、总控中心、消防和安防控制室、拆包区、备件库、打印室、维修室等区域。

2.0.5 电能利用效率(PUE) power usage effectiveness

表征数据中心电能利用效率的参数,其数值为数据中心内所有用电设备消耗的总电能与所有电子信息设备消耗的总电能之比。

2.0.6 冗余 redundancy

重复配置系统的部分或全部部件,当系统发生故障时,冗余配置的部件介入并承担故障部件的工作,由此延长系统的平均故障间隔时间。

2.0.7 N-基本需求 base requirement

系统满足基本需求,没有冗余。

2.0.8 N+X冗余 N+X redundancy

系统满足基本需求外,增加了X个组件、X个单元、X个模块或X个路径。任何X个组件、单元、模块或路径的故障或维护不会导致系统运行中断(X=1~N)。

2.0.9 连续供冷 continuous cooling

为了保证发热量较高的主机房及不间断电源间等房间能维持稳定的温度,需为制冷与空调系统设置必要的措施,保证供冷连续,系统不因市电中断、冷机重启等事件发生冷却中断。

2.0.10 蓄冷罐 thermal energy tank

一种水蓄冷设施,利用水在不同温度时密度不同的特性,通过布水系统使不同温度的水保持分层,从而避免冷水和温水混合造成冷量损失,达到蓄冷目的,通常包含水罐本体、布水器、液位计、测温元件、保冷层、爬梯、栏杆和防雷装置等。

2.0.11 热/冷通道 cold/hot aisle

将机架面对面、背对背成列摆放,机架面与面之间的通道称为冷通道,机架背与背之间的通道称为热通道。机架内的电子信息设备自带风扇从冷通道取风,吸热后将热风排入热通道。

2.0.12 机械制冷 mechanical refrigeration

根据热力学第一、第二定理,利用专用的技术设备,在机械能、热能或其他外界能源驱动下,迫使热量从低温物体向高温物体转移的热力学过程称为机械制冷。

2.0.13 自然冷却 free cooling

在气象条件允许的情况下,利用室外空气的冷量、而不需机械制冷的冷却过程称为自然冷却。

2.0.14 部分自然冷却 partial free cooling

在气象条件允许的情况下,利用室外空气的冷量进行部分冷却、冷量不足部分由机械制冷补充的冷却过程称为部分自然冷却。

2.0.15 水侧自然冷却 water-side free cooling

在气象条件允许的情况下,利用室外空气对载冷流体(冷冻水或添加了乙二醇的冷冻水)进行冷却、而不需机械制冷的冷却过程称为水侧自然冷却。水侧自然冷却属于间接自然冷却,与室外低温空气仅进行热交换,不进行质交换,室外空气不会直接进入电子信息设备所在的区域。

2.0.16 空气侧(风侧)自然冷却 air-side free cooling

在气象条件允许的情况下,利用室外空气对载冷空气进行冷却而不需要机械制冷的冷却过程称为风侧自然冷却。空气侧(风侧)自然冷却分为直接风侧自然冷却和间接风侧自然冷却:①直接风侧自然冷却过程中,室外空气携带冷量直接进入电子信息设备所在的区域,吸取设备散热量后再次排风至室外,热交换和质交换会同时发生;②间接风侧自然冷却过程中,循环风与室外空气仅进行热交换,不进行质交换,室外空气不会直接进入电子信息设备所在的区域。

2.0.17 机房空调 computer room air conditioner

专为电子信息机房服务的空调机组称为机房空调,功能上可以支持主机房全年散热的要求,能够维持电子信息设备机房温度、湿度、空气洁净度以及维持空气循环等。机房空调包括风冷直膨机房空调、水冷直膨机房空调和冷冻水机房空调等。

2.0.18 风冷直膨机房空调 air-cooled direct expansion air conditioner

空调机组本身自带压缩机,其制冷系统中液态制冷剂在蒸发器盘管内直接蒸发(膨胀)实现对盘管外的空气(即空调室内侧空气)吸热而制冷,其制冷系统中气态制冷剂通过室外空气冷却为液态。

2.0.19 水冷直膨机房空调 water-cooled direct expansion air conditioner

空调机组本身自带压缩机,其制冷系统中液态制冷剂在其蒸发器盘管内直接蒸发(膨胀)实现对盘管外的空气(即空调室内侧空气)吸热而制冷,其制冷系统中气态制冷剂通过水(或水与乙二醇混合溶液)冷却为液态。

2.0.20 冷冻水机房空调 computer room air handler(chilled water)

机房空调机组本身不带压缩机,冷却盘管内载冷剂为冷冻水(也可为冷冻水与乙二醇混合溶液或其他介质)。

2.0.21 风冷式冷冻水系统 air-cooled chilled water system

风冷式冷冻水系统是冷冻水制备的一种方式,主要由风冷冷水机组及配套设施组成。风冷冷水机组制冷系统中的液态制冷剂在其蒸发器盘管内直接蒸发(膨胀)实现对盘管外的冷冻水吸热而制冷,其制冷系统中气态制冷剂通过风冷的方式冷却为液态。

2.0.22 水冷式冷冻水系统 water-cooled chilled water system

水冷式冷冻水系统是冷冻水制备的一种方式,主要由水冷冷水机组及配套设施组成。水冷冷水机组制冷系统中液态制冷剂在其蒸发器盘管内直接蒸发(膨胀)实现对盘管外的冷冻水吸热而制冷,其制冷系统中气态制冷剂通过水冷的方式冷却为液态。

2.0.23 蒸发冷却 evaporative cooling

液体在蒸发成气体过程中会吸热,从而降低周围温度起到冷却作用,这一热力过程就是蒸发冷却。条件适宜时,数据中心可采用水蒸发冷却的制冷方式,让水流接触干热空气,发生汽化,吸收热量,降低温度。

# 基本规定

3 基本规定

3.0.1 数据中心内舒适性或其他功能用的供暖、通风、制冷与空调系统应符合现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736和《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50019的相关规定。

条文说明

3.0.1 数据中心作为一个完整的工程项目,有时也会设置其他功能用的制冷与空调系统(如舒适性空调系统),也会存在非数据中心专用的供暖和通风系统(如走廊和楼梯间需要设置的防排烟系统、辅助间需要设置的供暖系统等),这些内容应符合现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736和《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50019的相关规定,本标准不再赘述。

而数据中心工艺需要的供暖、通风、制冷与空调等系统,需要满足电子信息设备及其配套设施的运行需求,其参数、功能、运维方式等要求与常规的工业或民用建筑并不完全相同,因此还需要执行本标准的相关要求。

3.0.2 数据中心制冷与空调系统应根据电子信息设备的通风和环境要求特性、所在地区的气象条件、能源状况和价格等条件、节能环保和安全要求等因素,并结合国家节能减排和环保政策的相关规定,对可行方案进行技术经济比较,综合论证确定。

条文说明

3.0.2 数据中心的用途、规模、设计参数、机架密度、房间形状、气流组织等要求不同,当地气象资源和能源条件不同,可以采用的制冷与空调方式也不同,初期投资成本和运行成本也会不同,对可行方案进行技术经济比较,综合论证确定,是为了在满足使用要求的前提下,做到初期投资节省、系统运行经济、资源使用充分、能源利用效率高。

数据中心的空调系统需要全年制冷,选择自然环境清洁,环境温度较低的区域更有利于节约能源。这与传统的制冷与空调系统有很多不同,运维管理难度也有很大差别,同时还需要兼顾电力、通信、交通等条件,才能选择出更节能、更经济或对管理更有利的技术方案。

3.0.3 数据中心制冷与空调系统应与数据中心的整体建设要求协调统一,应与近期建设规模和远期发展规划协调一致,应为施工安装、操作运行、维修检测以及安全保护、设备搬运等提供便利条件。

条文说明

3.0.3 数据中心往往会采用一次规划、分期投入的建设方式,项目的分期计划、性能要求、节能目标、建设弹性都应采用相同的原则,制冷与空调系统作为组成之一,其配置也应与之一致,避免出现各个子系统不匹配、分期不一致等现象,无法满足使用要求。

受分期和不同设备使用寿命不同的影响,数据中心的生命周期内通常会经历多次设备变更,包括电子信息设备变更、机电故障设备的拆除、新增设备就位等一般建设工程不多见的环节,除常规的设计考虑外,数据中心的设计还需要为制冷与空调设备预留出变更的可行条件,包括操作维护空间和运输通道等。

3.0.4 数据中心制冷与空调系统应满足数据中心的等级要求,符合现行国家标准《数据中心设计规范》GB 50174的相关规定。

条文说明

3.0.4 数据中心承载的电子信息业务的重要程度不同,数据中心拥有者的资金实力、抗风险能力不同,就会对数据中心的性能等级要求不同,其基础设施的架构、投资费用也会有较大差别。所以,选择合适的数据中心性能等级,对数据中心建设的决策者意义重大。等级要求过高,会造成投资和运行费用偏高。要求过低,又可能无法满足业务需求,造成较大损失。

现行国家标准《数据中心设计规范》GB 50174对数据中心涉及的各个子系统都有指导原则,是数据中心基础设施建设的强制性标准,数据中心的设计应予以遵守。该规范根据数据中心的使用性质和数据丢失或网络中断在经济或社会上造成的损失或影响程度,将数据中心划分为A、B、C三级,A级为“容错”系统,可靠性和可用性等级最高;B级为“冗余”系统,可靠性和可用性等级居中;C级为满足基本需要,可靠性和可用性等级最低,这种划分方式既参考了国际通用的数据中心等级划分原则,又兼顾了本国国情,在我国已经得到了广泛的认可。

其中,数据中心制冷与空调系统是保障电子信息设备运行的必要设施,数据中心安置的电子信息设备一旦失去冷却系统,机房温度就会攀升,引发服务器性能降低或发生故障,甚至引起宕机等重大事故。同样,不间断电源系统设备间、核心网络间等房间的空调故障,管路故障或冷源故障也会引起网络设备、不间断电源设备的故障停机,也有引发电子信息设备中断的风险,数据中心制冷与空调设施属于支持电子信息设备稳定运行的关键系统,需要满足相应的级别要求。

为主机房及辅助区服务的通风系统、新风系统、加湿系统、给排水系统、排风系统、冷冻水的补水系统、冷冻站的排风系统、水处理系统等设施的故障不会马上引起服务器的宕机或中断,此类设施的配置原则应以满足需要、安全节能为主,发生故障或维修时,不应降低制冷和空调系统的性能。

3.0.5 灾备数据中心制冷与空调系统不宜低于主数据中心的性能等级要求。

3.0.6 数据中心的不同区域可以采用不同的性能等级,各自承担不同的信息系统业务。对应的制冷与空调系统,不应低于该区域的性能等级的要求。

条文说明

3.0.6 数据中心的建设是为了满足该企业信息系统业务的需求。同一企业往往拥有多种信息系统业务形式,不同业务有不同的等级需求,可以设置在不同的区域内。数据中心应结合业务,采用多层级配置,避免不必要的浪费。

数据中心制冷与空调系统的配置对系统故障率、初投资和运维成本、维护的便利程度等多方面都有影响,建设者可以根据实际情况,对不同子系统配备不同的等级。但不得低于数据中心的等级要求。

通常,数据中心基础设施各组成部分宜按照相同等级的技术要求进行设计,当各组成部分按照不同等级进行设计时,数据中心的等级按照其中最低等级部分确定。因此,数据中心的空调系统,应该和数据中心的性能等级匹配,不能低于数据中心的性能等级的要求,才能保证数据中心业务的连续性要求。否则会对数据中心的可靠性和等级评判造成不利影响。

3.0.7 C级机房的制冷与空调系统应符合下列规定:

1 数据中心制冷与空调系统应满足最大散热需求。

2 制冷与空调系统及其供配电、输配管路等设施发生故障或需要维护时,可以中断电子信息设备的运行。

条文说明

3.0.7 C级机房属于运行可以中断的数据中心,不宜承载特别重要的业务。其制冷与空调系统配置应满足正常运行的需要,容易受到有计划和非计划活动的影响,存在许多单点故障。在每年履行的预防性维护和维修期间,基础设施应该全部关闭。紧急情况可能要求频繁的关闭。有计划的运行维护、操作错误和现场基础设施组件自发的故障将导致数据中心的中断。

采用风冷直膨机房空调的冷却系统,需要配置满足需求的空调设备。

设有集中冷源的空调系统,冷源、空调设备、输配路径都可不设冗余,满足需求即可。

采用冷冻水系统的C级机房,制冷与空调系统架构见图1,图2(仅为举例,并未穷举所有方式。满足C级机房性能要求的制冷与空调架构也可采用其他方式)。

图1 C级机房制冷与空调系统架构图(一二级泵系统)

3.0.8 B级机房的制冷与空调系统不得低于C级机房的配置,且应符合下列规定:

1 数据中心制冷与空调设施应设置冗余,在设备冗余能力范围内,设备故障不会影响电子信息设备的正常运行。

2 制冷与空调设施的供配电、输配管路等装置故障或需要维护时,可以中断电子信息设备的运行。

条文说明

3.0.8 现行国家标准《数据中心设计规范》GB 50174规定,电子信息系统运行中断将造成较大的经济损失或公共场所秩序混乱的数据中心等级为B级。

图2 C级机房制冷与空调系统架构图(一级泵系统)

B级机房的制冷与空调系统配置会受到有计划和非计划活动的影响,但在冗余设备范围内,可以减少中断的可能性。B级机房的空调系统通常只有一个单线的分配路径。维护输送路径和部分无冗余的组件时会引起数据中心的中断。

采用风冷直膨机房空调或风侧自然冷却机组时,每套空调都可以独立完成制冷功能,空调之间没有必须存在的联系。不会涉及供回水管路的问题。为满足B级机房的性能要求,需要配置冗余的空调设备。

设有集中冷源的空调系统,制冷与空调设备需要设置冗余,输配冷量的管段和阀门以及为其服务的供配电、自控等设施可不设冗余。

采用冷冻水系统的B级机房,制冷与空调系统架构见图3、图4(仅为举例,并未穷举所有方式。满足B级机房性能要求的制冷与空调架构也可采用其他方式)。

图3 B级机房制冷与空调系统架构图(一二级泵系统)

3.0.9 A级机房的制冷与空调系统不得低于B级机房的配置,且应符合下列规定:

1 数据中心制冷与空调设施应设置冗余,任一组件故障或维护时,不应影响电子信息设备的正常运行。

2 数据中心制冷与空调设施的供配电系统、输配管路应设置冗余,任一组件故障或维护时,不应影响电子信息设备的正常运行。

3 A级机房的空调系统宜设置连续供冷设施。

4 数据中心需要分期部署时,应有技术措施避免新增设备和管路影响已有电子信息设备的正常运行。

条文说明

3.0.9 A级机房的制冷与空调系统的配置,应符合下列规定:

1 现行国家标准《数据中心设计规范》GB 50174规定,电子信息系统运行中断将造成重大的经济损失或公共场所秩序严重混乱的数据中心等级为A级。

这类数据中心的空调系统不应有单点故障、单一事件,不应对电子信息设备的运行产生影响。支持电子信息设备运行的空调系统的任一组件(包括空调系统自身,以及为其服务的冷源、供配电等系统)都可以从服务中拆除或测试,这种维护不会造成供冷中断或供冷不足,不会对电子信息设备的运行产生影响。这一功能可

图4 B级机房制冷与空调系统架构图(一级泵系统)

通过设备和分配路径的冗余来实现。维护期间则可能会降低数据中心的性能。

采用风冷直膨机房空调或风侧自然冷却机组时,每套空调都可以独立完成制冷功能,空调之间没有必须存在的联系。不会涉及供回水管路的问题。

设有集中冷源或水冷直膨机房空调的水系统,输配冷水的管段和阀门需要设置冗余,确保任一组件维护,不会引起供冷中断或制冷不足,不会导致电子信息设备的运行中断。

采用冷冻水系统的A级机房,其制冷与空调系统架构可按图5、图6(仅为举例,并未穷举所有方式。满足A级机房性能要求的制冷与空调架构也可采用其他方式)。

图中所示管段和阀门的设置是为了满足数据中心性能等级的需要,维持制冷与空调系统正常操控的阀门并未全部显示。

某些特别重要的数据中心的冷源还会采用2N配置,实现数据中心的冷却功能,其系统架构见图7。

图5 A级机房制冷与空调系统架构图(一二级泵系统)

图6 A级机房制冷与空调系统架构图(一级泵系统)

图7 设有两套冷源的A级机房制冷与空调系统架构图

设有集中冷源的A级机房,其主机房空调设施,阀门、设备、管路也可以有多种方式组合,其配置方式见图8(仅为举例,并未穷举所有方式。满足A级机房性能要求的机房空调架构也可采用其他方式)。

图中所示管段和阀门的设置是为了满足数据中心性能等级的需要,维持制冷与空调系统正常操控的阀门并未全部显示。

某些特别重要的数据中心还可采用2N空调或N+1的双盘管空调配置,实现主机房的散热,其配置方式见图9(仅为举例,并未穷举所有方式。满足A级机房性能要求的机房空调架构也可采用其他方式)。

2 为满足A级机房的性能要求,为制冷与空调设施服务的输配管路、供配电系统也需要设有冗余设备和路径,确保任一组件维护,不会引起供冷中断或制冷不足,不会导致电子信息设备的运行中断。

3 供电中断时,通常需要启动柴油发电机,冷机也会重新启

图8 A级机房空调系统管路示意图

图9 A级机房双盘管空调系统和双套空调管路示意图

动,逐渐恢复正常供冷。在这个过程中,如果没有连续供冷设施,就会导致制冷中断或冷量不足(不同产品,不同系统架构会影响中断时间的长短)。设置连续供冷设施,就是为了保证供电中断或其他事故发生时,制冷不会中断。

采用冷冻水系统的数据中心,实现连续制冷的措施包括:冷源系统设置蓄冷装置(通常蓄冷时间不小于不间断电源设备的供电时间),控制系统、末端冷冻水循环泵、空调末端风机由不间断电源供电。

风冷直膨机房空调采用不间断电源供电时,也可实现连续供冷。

设有蓄冷罐的A级机房的冷源系统,其系统架构见图10(仅为举例,并未穷举所有方式。满足A级机房性能要求、设有蓄冷罐的冷源系统也可采用其他方式)。

图10 设有蓄冷罐的A级机房制冷与空调系统架构图

# 室内外设计计算参数

4 室内外设计计算参数

4.0.1 主机房的运行环境应满足电子信息设备的使用要求,设备不确定时,应满足表4.0.1的要求。

表4.0.1 主机房电子信息设备环境要求

条文说明

4.0.1 数据中心的主机房是集中放置的电子信息设备的建筑场所,其运行环境的设定,应该满足电子信息设备的要求,不宜受人员舒适性要求以及非电子信息设备要求影响,但需满足操作者的健康和安全等条件。

数据中心的环境参数是按照现行国家标准《数据中心设计规范》GB 50174的相关条款。

机房处于推荐的环境参数,可以满足电子信息设备对环境的要求,对电子信息设备在可靠性、能耗、使用性能、寿命等方面更有利,是主流数据中心能接受允许温湿度范围。

环境温湿度超出推荐值,就有可能出现服务器的性能下降、服务器寿命缩短、运行噪声过大等不良影响,当数据中心安置的电子信息设备不会发生或可以接受这些不良影响时,制冷与空调系统又能节约更多能耗时,环境温湿度可以放宽到允许值。

还有一些从业者具备改变服务器散热设计的能力,可以进一步扩大服务器的环境范围,某些定制服务器的送风温度甚至可以放宽到5℃~45℃,机房散热也因此拥有了更多的节能选择。全球范围内,几乎所有的超低能耗的数据中心都是改变了服务器的设计,放宽了服务器的运行环境要求才实现的超低PUE。此类机房的环境虽然超出了推荐和许可的温湿度范围,也应被认可,可以参照标准中满足电子信息设备要求为前提的相关内容。

同温度要求很类似,湿度范围和含尘量要求过于严格,会增加加湿、除湿、过滤的功耗,不利于节能,过于宽泛,又会引发静电、凝露、短路、气体腐蚀加剧等风险,也需要平衡决策,选择合理的控制范围。

当机柜或机架采用冷热通道分离方式布置时,主机房的环境温度和露点温度应以冷通道的测量参数为准;当电子信息设备未采用冷热通道分离方式布置时,主机房的环境温度和露点温度应以电子信息设备进风区域的测量参数为准。

电子信息设备停机时,主机房也应该保持一定的环境温度和相对湿度。“停机”是指设备已经拆除包装并安装,但未投入运行或停机维护阶段。

4.0.2 主机房的运行环境应满足电子信息设备使用要求,并宜提高电子信息设备的进风温度。

条文说明

4.0.2 过去,数据中心的环境要求往往更注重于电子信息设备的性能和效率。数据中心往往运行在较低的温度环境中。

随着科技进步和时代发展,数据量快速增长,数据中心的规模也越来越大,支持电子信息设备运行的电力、空调等系统的能耗在逐年上升,数据中心能耗成本日益凸显,已经引起广泛关注。

电子信息设备对运行环境的要求对节能的影响至关重要。较高的温度设定点,无疑可以增加很多节能手段的应用,特别是自然冷却使用的时间和方式,对降低能耗有利,应该推行。

当然,如果环境温度设定值过高,可能会对服务器的寿命、性能、噪声、污染物腐蚀程度等多方面造成不利影响,制冷系统发生故障时,电子信息设备从制冷中断到出现热点甚至宕机的时间也会缩短(具体与电子信息设备的功率密度、机柜部署等多因素相关),这些风险也是需要顾及的。

此外,对于某些电子信息设备,特别是旧设备,随着进风温度的升高,风扇功耗可能会出现显著的增加。此时还应验证电子信息设备增加的能耗,是否低于冷却系统节省的能耗。

4.0.3 电池间的环境应满足房间内所有设备的使用要求,设备不确定时,电池间的温度参数应为20℃~30℃,且不得结露。

条文说明

4.0.3 环境温度是影响电池容量及寿命的主要因素,按现行行业标准《通信用阀控式密封铅酸蓄电池》YD/T 799的要求,蓄电池宜在环境温度20℃~30℃的条件下使用。当采用其他类型的蓄电池时,环境温度可根据产品要求确定。

4.0.4 数据中心内无人值守的辅助房间如介质库、备品备件间、储存间等,应满足需要安置的设备和器材的要求,位于严寒或寒冷地区的数据中心,房间仅要求防冻时,室内防冻设计温度应为5℃。

4.0.5 数据中心内有人值守的辅助房间如值班室、监控室、应急指挥中心等,其室内设计参数除应满足需要安置设备和器材的使用要求,还应满足人员的舒适性要求。

条文说明

4.0.5 有人员的房间除了需要考虑电子信息设备的需要,还要满足人体对周围环境的温度、相对湿度、风速和辐射热等热环境条件的适应程度,并结合我国的经济情况,考虑人们的生活习惯和衣着情况等因素,本着保证工作人员的舒适性和提高工作效率的原则,按舒适性环境要求确定室内参数。

4.0.6 空调系统的新风量应取下列两项中的最大值:

1 按工作人员计算,每人40m3/h;

2 维持室内正压所需风量。

条文说明

4.0.6 数据中心的人员新风量参考了现行国家标准《数据中心设计规范》GB 50174。数据中心的新风量除满足人员的舒适性要求外,还应保证机房的正压要求。

4.0.7 数据中心用来支持电子信息设备稳定运行的空调及其配套设施,需要依照室外空气参数选型时,宜符合下列规定:

1 湿球温度宜采用有气象记录以来的极端湿球温度;

2 夏季干球温度宜采用极端最高干球温度,统计年份宜为30年,不足30年者,也可按实有年份采用,但不宜少于10年;

3 冬季干球温度宜采用极端最低干球温度,统计年份宜为30年,不足30年者,也可按实有年份采用,但不宜少于10年。

条文说明

4.0.7 一般建筑的空调设施需要考虑技术经济性,每年允许存在一定的不保证时间段,而数据中心的主机房不能存在不保证时间段。因为主机房的制冷中断或制冷不足,就有可能导致电子信息设备出现热点甚至故障或宕机。其冷却系统需要避免极端气象条件出现时,设备出现无法工作或无法提供足额冷量的不利于数据中心运行的场景。

选型需要参照室外气象条件的冷却设施主要包括风冷直膨机房空调、风冷冷水机组、干冷器、冷却塔等,此外还有些设备虽然没有与室外环境直接接触,但也会受到室外环境因素的影响,如水冷冷水机组,鉴于冷却水温度会受湿球温度影响,水冷冷水机组的冷却水温度设计值也会受到室外气象参数的影响。

自然冷却是数据中心常用的节能手段,实现自然冷却功能的相关设备,包括干冷器、冷却塔、风侧自然冷却机组等,需要在极端最低温度到自然冷却设置温度这一区间都能提供足额冷量,不会发生冻结或供冷不足等问题。

国家现行供暖通风与空调设计标准要求气象参数统计年份宜为30年,不足30年者,也可按实有年份采用,但不宜少于10年。该标准附录中也有我国主要城市的极端气象参数。

国外某些认证机构要求数据中心的干球温度统计年份不低于20年;湿球温度应为有气象纪录以来的极限值为基准。需要获取认证的数据中心应满足认证机构的要求。

# 空气调节与气流组织

# 5.1 一般规定

5.1 一般规定

5.1.1 数据中心需要排热的房间,采用通风达不到室内设备温度、湿度、洁净度要求或条件不允许、不经济时,应设置空调系统。

条文说明

5.1.1 理论上,只要室外温度低于室内设计允许最高温度,就可以采用通风冷却。但数据中心的负荷往往比较大,采用通风冷却所需的设计通风量会很大,进排风口和风管占据的空间也很大,当土建条件不能满足设计要求时,采用空调可节省投资,更经济,也容易满足室内温、湿度和洁净度的要求。

虽然主机房采用通风往往不足以达到要求,但某些情况下,辅助区或支持区的房间是可以采用通风实现降温的。

5.1.2 数据中心空调房间宜集中布置,使用功能、温湿度参数等相近的空调房间宜相邻布置。

条文说明

5.1.2 设计参数相近的空调房间集中布置是为了减少空调区的外墙、与非空调区相邻的内墙和楼板的保温隔热处理,以达到减少空调冷热负荷、降低系统造价、便于维护管理等目的。设有多间主机房的数据中心,主机房平面或垂直相邻。

5.1.3 对环境有不同要求的电子信息设备宜布置在不同的空调房间内。

条文说明

5.1.3 一个数据中心如果存在多个主机房,可以采用不同的温湿度设定值,如果要求不同的工艺设施混杂摆放,则需要满足最严苛设备的要求,不利于节能。把对环境温、湿度需求相似的设备放在同一房间,才能为不同房间采用不同温、湿度运行留有条件,达到节能的目的。

5.1.4 下列情况,宜对空调系统进行全年能耗模拟计算:

1 需要对空调系统设计方案进行对比分析和优化时;

2 需要对空调系统节能措施进行评估时;

3 需要对空调系统全年能耗做出预判并计算电能利用效率(PUE)时。

条文说明

5.1.4 空调系统全年能耗模拟计算是进行空调方案对比和经济分析的基础。特别是利用室外新风进行冷却,或采用冷却塔为冷源制备空调冷水的自然冷却系统,或采用新能源时,一般需要空调系统的全年能耗模拟计算结果为依据,以判定节能措施的合理性。对于分期部署的数据中心,还可以通过模拟计算,对部分负倚下的能耗合理性进行判断。

总之,数据中心的能源消耗对数据中心的全生命周期的成本影响重大,采用全年能耗模拟计算有利于选择合理的节能措施,并对PUE做出准确的预判。

# 5.2 负荷计算

5.2 负荷计算

5.2.1 数据中心需要全年制冷,应对需要供冷的各个房间进行冷负荷计算。

5.2.2 数据中心的夏季计算得热量,应根据下列各项确定:

1 电子信息设备的散热;

2 通过围护结构传入的热量;

3 通过围护结构透明部分进入的太阳辐射热量;

4 人体散热量;

5 照明散热量;

6 渗透空气带入的热量;

7 其他设备、器具、管道及其他内部热源的散热量。

8 伴随各种散湿过程产生的潜热。

条文说明

5.2.2 数据中心放置的电子信息设备,包括电子信息设备、不间断电源、变压器等设备,其散热量对空调负荷影响较大,应予以考虑。除电子信息设备外,还有安装在机房内或参与机房空气处理的其他设备,如风机等其他热源,其发热量也应计入机房得热量。机房的夏季冷负荷,应根据各项得热量的种类、性质以及机房的蓄热特性,分别进行计算。

5.2.3 空调系统的夏季冷负荷应按下列规定确定:

1 应根据各项得热量的种类、性质以及机房的蓄热特性,分别进行计算;

2 应按服务范围内的各空调区逐时冷负荷的综合最大值确定;

3 应计入需要空调系统承担的新风负荷;

4 应计入再热负荷及各项有关的附加冷负荷;

5 可根据电子信息设备的使用要求,采用同时使用系数修正。

条文说明

5.2.3 空调系统的夏季冷负荷应符合下列规定:

1 得热量与冷负荷是两个不同的概念。以空调房间为例,通过围护结构传入房间的,以及房间内部散出的各种热量,称为房间得热量。为保持所要求的室内温度必须由空调系统从房间带走的热量称为房间冷负荷。两者在数值上不一定相等,这取决于得热中是否含有时变的辐射成分。机房的各项得热量,可根据其种类、性质以及机房的蓄热特性,按非稳态、稳态方法计算其形成的夏季冷负荷。

下列各项得热量,应按非稳态方法计算其形成的夏季冷负荷:

(1)通过围护结构传入的非稳态传热量;

(2)通过透明围护结构进入的太阳辐射热量;

(3)人体散热量;

(4)非全天使用的设备、照明灯具散热量等。

下列各项得热量,可按稳态方法计算其形成的夏季冷负荷:

(1)通过非轻型外墙传入的传热量;

(2)机房与邻室的夏季温差大于3℃时,通过隔墙、楼板等内围护结构传入的传热量;

(3)全天使用的设备、照明灯具散热量等。

4 再热负荷是指空气处理过程中产生的冷热抵消所消耗的冷量,附加冷负荷是指与空调输配系统有关的附加冷负荷。

5 数据中心内电子信息设备的散热量对空调系统夏季冷负荷影响较大,当空调系统承担的空调区较多时,空调系统冷负荷宜按空调系统计算的逐时冷负荷的综合最大值乘以小于1的同时使用系数,避免冷源系统选择过大,引起浪费。

5.2.4 空调系统的附加冷负荷,宜按下列各项确定:

1 空气通过风机、风管温升引起的附加冷负荷;

2 冷水通过水泵、管道、水箱温升引起的附加冷负荷。

5.2.5 数据中心电子信息设备的发热宜根据设备的实际用电量进行计算。数据中心内的电力设备可按效率损失转换成热能计算。

条文说明

5.2.5 当机房内的电子信息设备的实际用电量无法确定时,也可参考不间断电源的最大可能输出进行计算。

电力设备的效率损失与电力设备的容量、效率、产品型号等相关。

5.2.6 空调区的夏季计算散湿量,应考虑散湿源的种类、同时使用系数及通风系数,并应根据下列各项确定:

1 人体散湿量;

2 新风及渗透空气带入的湿量;

3 围护结构散湿量;

4 其他散湿量。

# 5.3 气流组织

5.3 气流组织

5.3.1 主机房的空调系统形式和气流组织应满足房间内所有设备的散热要求,可通过气流组织模拟进行方案比选。

条文说明

5.3.1 为电子信息设备提供冷却的空调形式和气流组织有多种样式,包括房间级空调下送上回方式、弥漫送风吊顶回风方式,近端冷却的水平送风方式,顶置或底置空调方式等(某些高密度服务器还会采用液冷服务器,液冷服务器的空调系统不在本标准的使用范围内)。

空调和气流组织是否满足冷却的要求,需要仔细评判,复杂场景可以通过气流组织模拟,包括专业的CFD软件进行提前预判。决策前应对可行方案进行对比分析,综合评判,可以择出更节能、更经济或对管理更有利的技术方案。

5.3.2 主机房需要的操作层高度,除应满足机柜高度、管线安装、建筑条件等因素外,还应满足气流组织的需要。

条文说明

5.3.2 现行国家标准《数据中心设计规范》GB 50174中规定,新建数据中心时,主机房净高不宜小于3.0m。当利用已有建筑改建数据中心时,由于某些建筑层高较低,主机房净高可适量降低,但不应小于2.6m。

采用“下送上回”风的气流组织也需要一定高度,此时主机房的高度,除需要满足上述操作层要求外,还应与空调的气流组织相结合,确保技术经济合理。

5.3.3 主机房机架内、相邻机架内的电子信息设备气流方向宜保持一致,机架宜按冷热通道分离的方式布置,冷热通道宜采用封闭措施。

条文说明

5.3.3 机柜采用面对面、背对背的冷热通道分离的布置方式,是一种简单易行的节能手段,应该采用。如果冷或热通道能够封闭,可以有效提升送回风温差,将更有利于提高冷风的利用率,也要尽可能使用。对于未做冷热通道封闭的机房,也可以通过隔帘等方案进行加强冷热通道的隔离改造。

隔离冷热气流的措施有:

(1)热通道封闭;

(2)冷通道封闭;

(3)冷通道封闭于机柜内,房间回风;

(4)房间送风,热通道封闭于机柜内(如烟囱机柜);

(5)冷热通道都封闭,如仓储式微模块。

5.3.4 机架采用前进后出的气流方向时,机架门宜为可拆卸型,电子信息设备未安装时,机柜门宜采用实体门;电子信息设备开通运行后,应采用通风门。

条文说明

5.3.4 机柜采用面对面、背对背的冷热通道分离的布置方式,是一种简单易行的节能手段,应该采用。如果冷/热通道能够封闭,可以有效提升送回风温差,将更有利于提高冷风的利用率,也要尽可能使用。对于未做冷热通道封闭的机房,也可以通过隔帘等方案进行加强冷热通道的隔离改造。

隔离冷热气流的措施有:

(1)热通道封闭;

(2)冷通道封闭;

(3)冷通道封闭于机柜内,房间回风;

(4)房间送风,热通道封闭于机柜内(如烟囱机柜);

(5)冷热通道都封闭,如仓储式微模块。

5.3.5 机房设置冷热通道隔离时,机架排列宜保持连续不间断,无法连续时,可采用插满盲板的空机架或在机架间安装固定隔板等方式进行补位。

条文说明

5.3.5 在热通道和冷通道环境中,通道内的任何开口都会降低冷、热空气的隔离程度,机架不间断排列可以有效防止气流旁通;在无法做到机架排列连续不间断时,例如地板下送风时,柱子周边不宜布置机柜,此时可采用插满盲板的空机架补位或在机架间安装固定隔板等方式。

5.3.6 机房设置冷热通道隔离时,冷热通道之间应避免孔洞缝隙,确实需要管线穿越处应设置毛刷或其他封堵方式。

条文说明

5.3.6 减少冷热气流的混合,可以降低空调系统能耗。机架可能漏风的位置包括:未安装服务器的机架空位,机架底部的地板开孔,两侧的缝隙,机架顶部和底部设备之间或机架周边安装导轨之间等。封堵方式包括机架空位安装盲板、非使用机柜设置实体门、安装孔洞毛刷(漏风封堵器)或盖板等。

5.3.7 设置冷热通道隔离时,不应影响消防系统的灭火效果及人员的安全疏散。

条文说明

5.3.7 主机房封闭冷通道或热通道时,有可能会阻碍灭火剂进入封闭通道,必须采取有效措施确保消防措施的灭火效果。在保证灭火的同时,消防时采取的措施不应妨碍人员安全疏散。

5.3.8 主机房采用地板下送风时,应符合下列规定:

1 为电子信息设备提供空调送风的开孔地板应布置在冷通道,没有安装机架或暂时没有运行的机架前,地板应为无孔型,也可采用具有开启/关闭功能的开孔地板;

2 开孔地板和回风口宜采用有效通风面积大、风量可调节的地板或风口;

3 地板下的通风空间不宜存在气流障碍物。确实需要安装管线或其他障碍物时,宜通过气流模拟,确保不会影响机架的散热。

条文说明

5.3.8 主机房采用地板下送风时应符合下列规定:

2 主机房利用高架地板上的开孔地板送风,利用吊顶天花板上的回风百叶将热空气从设备排走的做法是比较常见的,适当加大开孔地板或者吊顶回风百叶的有效通风面积,可以减少气流循环的阻力,降低风机能耗。提高开孔地板的有效通风面积还需要考虑对地板强度的影响。对于没有安装或安装较少电子信息设备的机架,为其服务的开孔地板或回风百叶应可关闭或调节风量,防止气流短路。

3 活动地板下的障碍物会阻碍气流,产生湍流,增加阻力和增加送风能耗。应尽量避免或减少送风路径上的布线、电缆桥架和其他结构等障碍物的,或者采用电缆上走线的方式以降低地板下障碍物对气流的影响。

5.3.9 技术经济合理且满足电子信息设备对运行环境的要求时,空调系统宜加大送回风温差,主机房宜设置送风或回风静压箱。

条文说明

5.3.9 在满足电子信息设备运行的情况下,提高送回风温差,可以减少循环风量,降低风机能耗,有利于节能。现行国家标准《数据中心设计规范》GB 50174中推荐的送回风温差为8℃~15℃,选择冷却系统时,应尽可能取其上限。但需要电子信息设备的支持,此外还需要采取更有利的冷热空气隔离的措施,才能保证大温差的实现。

设置送风或旧风静压箱,可减少冷热气流的混合,降低风阻,提高供冷效率,降低能耗。

# 5.4 空调系统

5.4 空调系统

5.4.1 数据中心空调系统应满足电子信息设备对运行环境的要求,同时兼顾运维管理的需要。

5.4.2 数据中心空调系统可采用多种空调形式相结合的方案。同一类空调宜采用规格型号相同的机型。

条文说明

5.4.2 数据中心的空调系统需要满足电子信息设备的散热要求,保证可靠性,同时还要兼顾节能。有时需要多种方案结合使用,如冷冻水和水冷直膨机房空调结合的双冷源方式,风侧自然冷却和风冷直膨机房空调联合使用等。

数据中心采用的空调设备数量较多,设计选型时宜减少规格型号,方便以后的维修和备件管理。

5.4.3 满足电子信息设备对运行环境的要求且技术经济合理时,数据中心空调系统宜采用自然冷却技术。

条文说明

5.4.3 采用自然冷却技术,可以降低空调系统的机械制冷能耗,具体采用何种自然冷却装置,该如何将自然冷却装置与制冷设备搭配使用,需要根据数据中心建设地点的气象参数、空气质量、资源情况、初投资及运行费等因素综合分析,技术经济合理时,应充分利用。

自然冷却技术包括风侧自然冷却和水侧自然冷却,还可以采用冷媒侧的自然冷却。

风侧自然冷却包括直接风侧自然冷却和间接风侧自然冷却。

(1)直接风侧自然冷却就是利用室外空气作为介质,冷却主机房内的电子信息设备。在气象条件允许时,可以回收利用部分回风,并与新风混合,控制送风的温度和湿度。为保证直接风侧自然冷却装置能够有效地工作,电子信息设备很可能会暴露在一个大的湿度范围区间内。湿度上限的设定值直接决定了自然冷却运行时间的长短,也就直接影响到了节能的效果。

(2)间接风侧自然冷却是把室内循环风与室外新风,通过风/风热交换器进行热交换,将回风的热量释放到大气中。这一变化也可以通过一个热转轮来实现,此时,该系统为准间接风侧自然冷却系统。

与直接风侧自然冷却相比,采用间接风侧自然冷却,并未引入室外新风,因此室外空气品质的要求会降低。此外,采用间接风侧自然冷却,电子信息设备运行的湿度控制更易实现。

水侧自然冷却技术主要体现在冷水的制备上。具体内容可见冷源相关章节。

冷媒自然冷却技术主要是利用室外冷空气,通过冷媒泵等设施实现供冷,以替代或减少压缩机的功耗。

5.4.4 采用风侧自然冷却系统的主机房和供配电房间,应符合下列规定:

1 采用风侧自然冷却的空调系统,宜对送风的温度、湿度、含尘量进行自动控制。室外空气质量不满足电子信息设备要求时,宜采用间接风侧自然冷却的空调形式。

2 极端气象或某些特定条件下,采用风侧自然冷却设施不经济、不合理或无法满足使用要求时,应设置机械制冷设施进行补充。

3 风侧自然冷却装置宜根据当地气象条件、水资源情况、数据中心建筑条件等,与蒸发冷却技术结合使用。

4 冬季需要运行的设备及有冻结风险的水管和阀门应有防冻设施。

5 应避免空调送风、排风之间发生气流短路。

条文说明

5.4.4 采用风侧自然冷却系统的主机房和供配电房间应符合下列规定:

1 采用直接风侧自然冷却的空调系统,应监控室外空气的湿度、颗粒度等参数,以免主机房的环境无法满足使用要求。湿度和颗粒度应为自动化控制,避免人工干预不及时、不准确。

采用直接风侧自然冷却的系统还应特别注意对室外空气质量的监测和过滤。某些电子信息设备在硫等污染气体含量较高的环境下运行,电路板和部分元器件会因气体腐蚀而失效,使硬件故障率上升,影响电子信息设备的使用寿命。沿海地区的数据中心,空气中的盐雾也会对某些电子信息设备产生腐蚀。因此,应该加强对数据中心气体污染物的了解、监测和相应处理。

对于新建的数据中心,应依据实际情况决定是否需要采取降低数据中心空气中污染物浓度的措施,如设计安装气相过滤器等。此外,数据中心新风进口的位置以及人员出入等因素也会影响数据中心的空气质量,可在设计中统筹考虑。此外,室外空气还有可能出现暂时的污染浓度较高,如外部火灾,在此期间,也不应继续使用直接风侧自然冷却装置。

3 风侧自然冷却与蒸发冷却结合使用,通常可延长自然冷却时间,提高冷却效率,有利于空调系统节能。但蒸发冷却需要消耗水,方能达到对空气降温的目的,对水资源不充足、供水可靠性差的地区,则应通过技术经济比较确定。水资源严重匮乏的地区则不适合使用蒸发冷却技术。

5.4.5 数据中心采用冷冻水型机房空调时,宜采用送风温度控制,机房空调应运行在露点温度之上。

条文说明

5.4.5 送风温度控制,并始终运行在露点温度之上,是为了避免空调出现非工艺需求的除湿过程,保证机房空调的节能运行。

电子信息设备进风区域的环境参数有时并不等同于空调的送风温度,当采用列间空调、水冷背板等近端冷却设备时电子信息设备进风区域的环境参数和空调送风基本一致。当采用房间级空调时,电子信息设备进风区域的温度往往会比空调的送风温高2℃~3℃(取决于活动地板或风管的漏风率、送风方式、送风管路的阻力等),设计上应该有所区别。

5.4.6 数据中心采用风冷直膨机房空调时,在满足电子信息设备的散热要求的前提下,宜提高蒸发温度,宜采用变容量机组。

条文说明

5.4.6 直接膨胀式空调系统各台机组相对独立,操作维护都比较简单,如果能够采取有效措施,也能达到节能的目的。例如电子膨胀阀(EEVs)往往比热力膨胀阀(TEVs)的可控性更好,并允许更高的蒸发器温度。还有变频压缩机对低负荷的节能运行也很有效。

5.4.7 数据中心采用风冷直膨机房空调时,室内、外机的安装空间、室内机与室外机之间的最大管长和最大高差,均应符合产品的技术标准,同时兼顾能效比。

条文说明

5.4.7 室内外机之间以及室内机组之间的最大管长与最大高差是精密空调系统最重要的性能参数,应完全满足产品要求。另外,室内机与室外机的距离过远时,会增加冷媒传输距离和阻力,增加了压缩机负荷,不利于节能。尽管某些产品的技术参数可以承受更宽泛的工作范围,但站在节能角度,还是提倡设计者在有条件时采用更节能的空调方式。

5.4.8 数据中心采用风冷直膨机房空调时,空调室外机设置应符合下列规定:

1 应确保进风、排风通畅,在排出空气与吸入空气之间不发生明显的气流短路,避免发生热岛效应;

2 应避免污浊气流的影响;

3 噪声和排热应满足周围环境需求;

4 室外机的维护和更换应便利。

条文说明

5.4.8 风冷直膨机房空调的能耗与空调室外机的散热条件有关,机组布置时应保证室外机进、排风的通畅,防止进、排风短路,保证充分散热。

室外机数量较多时,可对室外机的部署条件进行气流组织模拟,避免热岛效应。

室外机还应避免含有热量、油污微粒等排放气体的影响,如厨房油烟排风、其他空调室外机等。

5.4.9 数据中心空调设施宜靠近发热设备,技术经济合理时,宜采用近端制冷的冷却设施。近端制冷设施设置应满足电子信息设备的运行维护要求。

条文说明

5.4.9 近端制冷的空调设施包括行级空调,顶置或底置空调、背板空调等,由于靠近热源,缩短了送风距离,与房间级空调相比更加有利于节能。但近端制冷设备安装、维护时需进入电子信息设备区操作,维护管理对此有要求的机房需慎用。

5.4.10 空调设备的风机宜设置有效控制,确保输送的冷风量宜略大于电子信息设备的需求,避免风量过大。机房空调宜采用变风量风机,低负荷时可通过调节风量,降低能耗。

条文说明

5.4.10 空调风量过大,会导致气流短路,提高送风能耗,降低空调效率,不利于节能,通常空调机组的送风量应略大于电子信息设备的空气需求量(不超过10%)。在气流遏制系统中,应确保冷气流相对于热气流有一个微正压(通常为5Pa~10Pa),可以避免热气流回流。

许多旧式机房空调机组采用的是定速风机,定速风机耗电量大,并难以实现对机房温度的控制。当供冷系统具有较高的冗余水平、设备利用率较低或电子信息设备电力负荷变化率较高时,采用变风量风机更为高效。

5.4.11 设有空调的供配电房间,空调设施的冗余应于电气系统的可靠性要求保持一致。

条文说明

5.4.11 支持电子信息设备运行的供配电系统设有冗余时,空调设施也应设有冗余。

5.4.12 主机房内空调系统用循环机组宜设置初效过滤器或中效过滤器。新风系统或全空气系统应设置初效过滤器或中效过滤器,也可设置亚高效空气过滤器和化学过滤装置。

条文说明

5.4.12 本条将空调系统的空气过滤要求分成两部分,主机房内空调系统的循环机组(或机房空调的室内机)宜设初效过滤器,有条件时可以增加中效过滤器,而新风系统应设初、中效过滤器,环境条件不好时,可以增加亚高效过滤器和化学过滤装置。

水冷背板或顶置盘管等空调设备,无法配置空气过滤器时,需要其他设施对室内空气进行过滤处理。

5.4.13 数据中心的湿度宜采用专用设备控制,并宜采用温湿度独立控制的策略。

条文说明

5.4.13 温、湿度独立控制更有利于节约能耗;机房空调通常只需要处理显热,不需要处理潜热;湿度控制由加湿器、除湿机或带有除湿或加湿功能的新风机组负责。

5.4.14 主机房新风系统应符合下列规定:

1 集中新风系统应根据建筑形式、分期计划、负荷变化等条件进行划分。

2 新风系统宜承担空调区的全部除湿负荷,其处理方式应根据室外计算温度和送风状态点要求,技术经济比较后确定;新风机组选型条件可按极端气象参数;

3 承担除湿功能的新风系统,每个新风区宜设置不少于两套新风机组,单台机组维护时,其余机组承担70%以上的负荷;

4 室外空气质量不满足电子信息设备要求时,新风系统应增加相应的处理措施。

5 新风系统的风机宜采用变风量的调节方式;

6 集中处理的新风应采取有效措施,确保房间送风口表面不会结露,送风口宜位于机房空调回风区。

条文说明

5.4.14 本条对主机房新风系统做出了规定:

1 数据中心机房往往随业务增长,分期启用,不同期启用的机房不宜划入一个新风系统。

2 数据中心湿度控制由新风系统承担,有利于机房空调采用更高的送风温度,节约更多的能耗。机房湿度控制可在新风机内设置除湿功能段并在室内另设加湿设备;

3 数据中心的新风中断不会导致电子信息设备马上发生故障,没有冗余也不会降低数据中心的性能要求。但长期处于湿度失控的机房,对电子信息设备的故障率、性能、寿命等会造成不利影响。因此规定承担除湿功能的新风系统,不宜只设一套,单台机组需要维护时,新风供应也以不中断为佳。

5.4.15 新风进风口的设置应符合下列规定:

1 进风口位置应设在空气较清洁的地点,进风口面积应满足最大新风量需求;

2 应避免进风、排风短路;

3 寒冷和严寒地区,进风口处应设置防冻保温措施。

条文说明

5.4.15 本条对新风进风的设置做出了规定:

1 新风口设置在清洁处,可以减少过滤器的负担,此外还能避免空气污染物对电子信息设备的影响。

3 为了防止冬季冷空气侵入,引发冻结风险,寒冷和严寒地区要求设置防冻保温措施,例如装设能严密关闭的保温阀门等。

# 5.5 管道敷设

5.5 管道敷设

5.5.1 数据中心的空调水管不应穿越与之无关的主机房或供配电房间,检修口不应设在主机房或供配电房间内。

5.5.2 采用双套管路的空调系统,除使用房间外,管道宜布置在不同的物理空间内。

条文说明

5.5.2 采用双套管路的空调系统,往往对可靠性要求较高。布置在不同的物理空间内,可以防止单一故障同时影响两套系统,从而增加可靠性。

5.5.3 主机房和供配电房间内的空调水管宜采用无缝钢管焊接连接。阀门宜采用法兰或支耳连接。

条文说明

5.5.3 机房内空调水管一旦泄漏,或液滴随空调送风进入机房,就有可能会对正在运行的电子信息设备造成不利影响,甚至宕机。为了降低机房内发生水患的概率,建议从管材、阀门、防结露措施等多方面予以防范。

5.5.4 制冷与空调管线、阀门、仪表、附件等设施宜预留检修空间。

# 冷 源

# 6.1 冷源选择

6.1 冷源选择

6.1.1 数据中心冷冻水系统设置应符合下列规定:

1 建设地周边存在连续稳定、可以利用的废热和工业余热的区域,且技术经济合理时,可采用吸收式冷水机组。

2 数据中心的建设地点存在能够利用可再生冷源,且技术经济合理时,应优先采用可再生冷源。当采用可再生冷源受到气候等原因的限制无法保证时,应设置辅助冷源。

3 气象条件允许时,可利用室外低温空气,通过自然冷却方式作为空调系统冷源。

4 城市或区域的供电充足有保证时,空调系统的冷源宜采用电动压缩式机组。

5 天然气供应充足的地区,数据中心冷电联合的能源综合利用率较高,技术经济合理时,可采用分布式燃气冷电联供系统。如果周边还存在其他用热用户,也可采用分布式燃气冷热电三联供系统。

6 公共建筑群具备区域供冷条件,满足数据中心的性能要求,且技术经济合理时,数据中心的冷源也可由区域供冷站提供。

7 实施峰谷电价的地区,技术经济合理时,数据中心的冷源可采用水蓄冷或其他蓄冷方式。

条文说明

6.1.1 本条对数据中心冷冻水系统设置做出了规定:

2 可再生冷源应易获取、可利用、性价比优(需做技术经济比较),包括来自河流、湖泊、海水或市政污水等的其他冷源形式。

3 数据中心的空调要求为全年制冷,绝大多数地区都可以在部分时段利用自然冷却实现空调的散热要求。自然冷却设施的选择与数据中心建设地点的气象条件紧密相关;数据中心的选址应在满足电子信息业务部署的前提下,尽量选择有利于自然冷却实施的建设地点。

冷冻水的供应可以采用的自然冷却方式有:开(闭)式冷却塔直供、开式冷却塔+板换、干冷器、干冷器辅以蒸发冷却等。

自然冷却是数据中心节能运行的重要技术措施,具有多种可行方案,决策前应根据当地的气象条件,对多种可行方案进行对比分析,技术经济论证,选择更节能更经济或对管理更有利的技术方案。

4 采用电动压缩式机组是数据中心最常见的冷源供应方式,具体应包括:

(1)当数据中心规模较大且建设地的水资源供应有保证时,数据中心冷源系统宜采用水冷式冷冻水系统。水冷式冷冻水空调系统的特点为:采用螺杆式或离心式压缩机;散热依靠冷却水蒸发,逼近湿球温度,冷凝温度低,冷机效率高;冷冻水温度可控,可以大幅提高冷冻水温度,节省制冷压缩机能耗;可以加设水侧自然冷却系统,实现节能运行;容易与蓄冷技术结合,实现连续供冷;但运行维护较复杂,蒸发器和冷凝器需要定期清洗;阀门和管道需要维护,需要专业运行维护人员;自动控制也会较复杂;需要大量的补水,一旦停水会对系统运行造成威胁。

(2)当数据中心建设地的水资源短缺时,数据中心冷源系统宜采用风冷式冷冻水系统。风冷式冷冻水系统的特点为:无冷却塔,靠室外机向空气散热,逼近干球温度,效率比水冷式冷水机组低;无冷却水系统(冷却塔、冷却水泵、冷却水管道和阀门等),比水冷式冷水机组维护简单;冷冻水温度可控,可大幅提高冷冻水供水温度,提高制冷效率;随着室外温度降低,可降低冷凝温度,提高制冷效率;可以加设自然冷却系统,实现节能运行;易蓄冷,易实现连续供冷;蒸发器和冷凝器需要定期清洗,阀门和管道需要维护,并需要专业运维人员;不需要大量补水.一旦市政停水不会对系统运行造成威胁。

5 冷电联供系统的特点为:系统使用燃气轮机或燃气内燃机发电,生成的烟气利用吸收式冷水机组制冷;

6 数据中心采用区域冷站供冷时,应考察其可靠性是否与电子信息系统的要求一致,如果不能满足数据中心的性能要求,则应另外设置满足性能要求的冷源。

7 实施峰谷电价的地区,采用蓄冷技术,是空调常用的技术手段,冷机利用谷电蓄冷,峰电放冷,就能满足传统空调间歇用冷的需求,达到降低运行费用的目的。但在数据中心项目里,不存在间歇用冷,利用蓄冷往往不够合理。只有一些特定场景,比如运行初期,负荷很低,按满载配置且已安装的蓄冷设施的能力有可能会超过使用需求(为满足连续制冷的要求,数据中心往往需要配有蓄冷设施),此时,在实行峰谷电价的地区,就可以增加控制要求,充分利用电价差异,用蓄冷和放冷调整冷机运行的时间,达到降低运行费用的目的。

6.1.2 利用江河湖水作为自然冷源的系统,在不影响生态环境的条件下,还应符合下列规定:

1 利用江河湖水作为冷源,应对地表水体资源和水体环境进行评价,并取得相关部门的批准同意。当江河湖为航运通道时,取水口和排水口的设置位置还应取得航运主管部门的批准。

2 利用江河湖水作为冷源,应考虑丰水、枯水季节的水位差,并应有措施防止洪水对数据中心造成影响。

3 利用江河湖水作冷源的空调水系统,宜采用中间换热器将地表水和空调循环水进行隔离,地表水不宜直接进入主机房。换热器应具备拆卸、清洗的条件。

4 地表水进入换热器前,并应设置过滤、清洗、灭藻等水处理措施,并不得造成环境污染。

5 开式地表水换热系统的取水口,应设在水位较深、水质较好的位置,并应位于排水口的上游,且远离排水口;

6 冬季有冻结可能的地区,制冷系统应有防范措施。

条文说明

6.1.2 数据中心的供冷可以接受较高的水温(12℃或以上),有时可以直接利用低温江河湖水作为冷源,本条根据现行国家标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736的相关内容,对采用地表水作冷源的设计做了基本规定:

1 采用江河湖水作冷源的方式往往可以大幅降低能耗,但使用前需要考察当地的地表水资源是否能够满足需要,同时也要分析采用该方案对当地生态环境的影响。采用地表水作冷源时,应有相关部门对环境影响评估的批复,确认水体变化不会对生态平衡造成影响。除此以外,地表水是属于一种资源,水资源的合理利用,也必须获得各关部门的批准,如水务部门和航运主管部门等。

2 由于江河的丰水、枯水季节的水位变化会很大,过大的水位差除了造成取水困难外,输送动力的变化与增加也是不可小视,所以要进行综合经济比较后确定采用与否。

数据中心应避开水灾隐患区域,按照现行国家标准《数据中心设计规范》GB 50174相关规定,A级机房的防洪标准应按100年重现期设防,B级机房的防洪标准应按50年重现期设防。

3 江河湖水的水质往往会随着时间发生变化,清洗频率和污秽程度也往往会高于常规的空调水,设置换热器可以更好地保护机房内设备不会受到江河湖水水质的影响,不会因为换热器的清洗和拆卸给电子信息设备的运行带来不便。

4 为了保证换热效率,地表水进入换热机组前,应采取相应的水处理措施。为防止对地表水的污染,水处理措施应采用非化学的方式,满足环保的要求。

5 至于取水口与排水口的距离要求,不同情况不好一概而论,一般来说,当采用具有较好流动性的江、河水时,取水口应位于排水口的上游;如果采用平时流动性较差甚至不流动的水库、湖水时,取水口与排水口的距离应较大。

6 冬季可能发生冻结的场所,主要是指沉于水下的闭式系统,此时需要采取防冻措施,如工质添加乙二醇等。

6.1.3 利用海水作为自然冷源的系统,应符合下列规定:

1 海水换热系统应根据海水水文状况、温度变化规律等进行设计,并应有措施避免涨潮、海啸等事件对数据中心造成危害。

2 海水设计温度宜根据近30年取水点区域的海水温度确定。

3 开式系统的取水口深度应根据海水水深温度特性进行优化后确定,距离海底高度宜大于2.5m。取水口应能抵抗大风和海水的潮汐引起的水流应力。取水口处应设置过滤器、杀菌除藻和防微生物附着的装置,排水口与取水口应保持一定距离。

4 与海水接触的设备及管道,应具有耐海水腐蚀性能,并应采取防止微生物附着的措施。

5 冬季有冻结可能的地区,制冷系统应有防范措施。

6 海水冷却的系统应设置中间换热器,海水不应直接进入主机房。换热器应具备拆卸、清洗的条件。

条文说明

6.1.3 采用海水源作为数据中心的冷源,本质上属于地表水的范畴,因此对其的设计要求可以参考对江河湖水的相关内容。但因为海水的特殊性,本标准为此专门提出了要求:

(1)利用海水应该避免影响海洋生态环境。

(2)海水有一定的腐蚀性,需要考虑设备与管道的耐腐蚀性。

(3)海水由于潮汐的影响,会对系统产生一定的水流应力。

(4)接触海水的管道和设备容易附着海洋生物,对海水的输送和利用有一定影响。

(5)为了防止由于水处理造成对海水的污染,对海水进行过滤、杀菌等水处理措施时,应采用物理方法。

6.1.4 利用污水作为自然冷源的系统应符合下列规定:

1 应考虑污水水温、水质及流量的变化规律和对后续污水处理工艺的影响等因素。

2 采用开式原生污水源系统时,原生污水取水口处设置的过滤装置应具有连续反冲洗的功能,取水口处污水量应稳定,排水口应位于取水口下游并与取水口保持一定的距离。

3 采用开式污水源作为自然冷源的冷却系统,应设置中间换热器,污水不应直接进入主机房。换热器应具备拆卸、清洗的条件。

4 采用再生污水源作为自然冷源的冷却系统,宜设置中间换热器,污水不宜直接进入主机房。换热器应具备拆卸、清洗的条件。

条文说明

6.1.4 采用污水源作为数据中心的冷源,和采用地表水的制冷系统类似,其设计要求及条文说明可以参考,但要注意由于污水的性质和水质处理要求的不同,会导致设计上存在一定的区别。

6.1.5 数据中心采用电动压缩式冷水机组,且气象条件许可时,冷源宜采用与水侧自然冷却相结合的方式。

条文说明

6.1.5 数据中心冷冻水系统,电动压缩式冷水机组与水侧自然冷却相结合的方式主要有:

(1)采用电动压缩式水冷冷水机组时,可利用系统的冷却塔在部分时段实现水侧自然冷却。存在冷却塔的供冷系统,可以利用开式冷却塔串联或并联板式换热器实现自然冷却,也可利用闭式冷却塔直接供冷实现自然冷却。开式冷却塔不宜直接供冷的主要原因是水质不易保证。

(2)采用电动压缩式风冷冷水机组时,可在系统内增加干冷器与风冷冷水机组串联或并联实现自然冷却,也可以直接采用带自然冷却功能的风冷冷水机组。干冷器还可辅以蒸发冷却可以强化散热,提高冷却效率。在水质良好、干冷器设有防腐措施的情况下,可采用向干冷器上喷水雾的方法,此外还有其他蒸发冷却强化散热的方式也可评估后使用。

(3)自然冷却和机械制冷在某些时间段可结合使用,即采用部分自然冷却的方式实现数据中心的供冷。部分自然冷却时,应采取有效措施保证冷机的正常运行。

6.1.6 数据中心冷冻水系统采用多种制冷模式结合时,应根据季节、时段调整供冷模式,各模式之间的切换应有技术措施确保其平稳,安全。

条文说明

6.1.6 数据中心的用冷需求是连续的,其冷源系统也应该保证连续供冷,特别是自然冷却技术和电制冷技术衔接时,不应通过停机或其他中断制冷系统的方式方法,需要避免存在无法供冷的时段。比如采用冷水机组、冷却塔和板换进行自然冷却时,随着天气转凉,冷却水温度会不断下降,直至可以实现自然冷却。但在实现自然冷却前必须采取必要措施,保证过度季节的制冷和自然冷却或电制冷可以平滑切换,具体措施包括通过冷凝器变流量扩大冷机的运行范围、采用部分自然冷却技术等。

# 6.2 系统配置

6.2 系统配置

6.2.1 数据中心冷冻水系统应能满足满负荷和部分负荷的运行要求,并宜采取有效措施,提升部分负荷的运行效率。

条文说明

6.2.1 数据中心的冷源系统达到满载,需要气象条件达到极端最热,同时负载也达到最高,这种工况在数据中心的整个生命周期里,虽然占比不高,也需要满足。

在数据中心的全生命周期内,往往会有相当长的时段处于部分负荷状态。保证部分负荷运行时的安全可靠,提高数据中心在部分负荷时的运行效率,是数据中心制冷与空调系统必须要满足的。

通常,可以采用模块化部署,分期投入来实现,也可以另外设置低负荷运行策略如采用大小冷机联合部署、前期运行利用蓄冷罐的多余能力等。

6.2.2 数据中心冷冻水系统的冷水机组台数及单机制冷量的设置,宜与数据中心的建设分期匹配。

条文说明

6.2.2 数据中心建设往往采用分期建设的模式,冷水机组等重大设备也应采分期投入的方式,分期匹配可以提高数据中心的经济性,同时规避经济效能比较低的不节能行为。

6.2.3 数据中心的冷冻水系统采用机械制冷与自然冷源结合的方式时,自然冷源设施不应降低数据中心冷源系统的性能等级。

条文说明

6.2.3 数据中心的自然冷却设施往往需要和其他制冷设施联合运用,采用自然冷却技术,可以降低能源消耗,但由于增加设备、增加管路、增加运行模式后可能会令制冷与空调系统及相应的自控系统变得更复杂,某些情况甚至有可能会影响到制冷与空调系统的可靠性,需要在设计时予以防范。

6.2.4 数据中心冷冻水系统与舒适性空调或其他功能用房的冷冻水系统宜分别设置。

条文说明

6.2.4 数据中心与其他功能用房共建于同一建筑或园区内时,数据中心的冷源不宜和其他功能房间的冷源(如舒适性空调)混用,主要原因如下:

(1)数据中心与其他功能用房对冷源系统的可靠性要求不同。

(2)数据中心与其他功能用房的参数要求不同。

(3)空调运行时间不同。

(4)避免建筑物内非数据中心工艺房间发生事故(如空调漏水)时影响数据中心的散热。

6.2.5 数据中心内,承载显热负荷的冷冻水系统,在满足电子信息设备的散热要求的前提下,应提高冷冻水系统的供水温度,加大供回水温差。

条文说明

6.2.5 数据中心以显热负荷为主,由较高温度的独立冷源承担,可以提高冷冻水的供水温度,从而降低系统能耗。

提高冷冻水供水温度可改善冷水机组的能效(冷冻水供水温度每提高1℃,冷机能效提升约1%~3%),也可延长自然冷却的运行时间,进一步减少压缩机电耗,实现节能运行。这是数据中心节能的重要手段之一。采用中温冷冻水系统时,冷机也应采用中温型冷水机组。供水温度,通常大于10℃。但是,提高冷冻水温度和空调送风温度,就意味着制冷从中断到宕机的延时也会缩短,需要相应的技术手段和管理能力来应对这种风险,如配置连续供冷设施。

供回水温差不宜太小,是为了减少水泵的能耗和管道的尺寸。供回水温差不宜小于5℃。

数据中心需要处理的潜热负荷通常不大,可以采取其他措施另行处理。

6.2.6 数据中心采用双套冷冻水系统,2N架构时,两套冷冻水系统宜布置在不同的物理空间内。

条文说明

6.2.6 某些高可靠要求的数据中心,会设置双套冷冻水系统,两套系统布置在不同的物理空间可以防止单一故障同时影响两套系统,从而增加可靠性。例如,当某一个房间发生火灾事故时,另外一套制冷系统还可以承担电子信息设备的散热。

6.2.7 数据中心的冷冻水系统宜采用模块化设计。

条文说明

6.2.7 供冷装置模块化设计,尽可能采用重复的单元进行部署。这样可以一个单元一个单元的投入和退出,既可以为今后发展预留扩展单元,保证设施的分期投入,还可以在部分负荷时关闭不使用的单元,提高部分负荷的效率。此外,模块化部署对运维管理、故障定位、故障排查等工作也有很多好处。冷机、水泵、冷却塔一对一配置是实现制冷系统模块化的一种方式。

# 6.3 设备要求

6.3 设备要求

6.3.1 冷水机组宜采用高效节能型产品。

条文说明

6.3.1 数据中心制冷系统的能耗较高,冷水机组选择时,在满足国家现行相关的制造和能效标准的同时,应当采用效率更高的设备,以降低能源消耗。具体可根据数据中心的特点、机组的运行时间、负荷、当地能源价格等参数,计算其运行费用和初投资,对冷水机组的能效进行多维度评判,选择技术经济合理的设备。具体评判内容包括:

(1)性能系数(COP),包括整个工作范围内的性能系数(COP)。

数据中心需要全年制冷,冷水机组的运行时间往往较长,既要关注其在最不利条件下的能效,也要考察其整个工作范围内的能效。

(2)水侧压降,包括冷冻水侧和冷却水侧。

水侧压降会影响循环泵的能耗,采用更低水压降的冷水机组将更有利于节约能耗。

(3)机组低负荷运行能力,包括长期低负荷运行的故障率和运行效率。

电子信息设备投入运行的进度、气象条件、运行模式等多种因素都会导致为数据中心服务的冷水机组存在长期低负荷运行的场景,可以选择变频机组或通过其他技术设施改善低负荷场景下的运行效率。

(4)可以接受的冷却水温度,包括最高允许温度、最低运行温度和高效温度段。

数据中心全年制冷,冷却水温度也会随气象条件产生较大变化,不同冷却水温度条件,冷机的能耗也不同。

6.3.2 置于室外或与室外环境直接接触的冷源设施需要冬季运行时,应配备有效的防冻措施。设防温度应参照当地极端最低温度。

条文说明

6.3.2 数据中心需要全年制冷,即使冬季,空调设备也需要运行在制冷工况。此时,置于室外或与室外环境直接接触的部分空调设施包括新风处理机、空调室外机,风侧自然冷却装置、冷却塔等设备及连接的管路和阀门都需要配置有效措施,防止设备冻结,或冷风直接进入主机房导致结露等其他不利于电子信息设备运行的场景发生。

以冷却塔为例,防冻结措施包括提高冷却水运行温度、保持循环水流量、设置电加热装置等,此外,还可以在设环境不会冻结的区域(如设有供暖系统的室内)设置水池或集水箱,停止运行时,冷却塔的水流可汇集在水池内,集水盘的冷却水存放在室内,不但防止冻结,同时减少电加热量,降低能耗。

6.3.3 布置在室外的风冷冷水机组、干冷器和冷却塔等设备,应满足下列规定:

1 进风和排风应通畅,在排出空气和吸入空气之间不发生明显的气流短路。

2 应避免进风受到污浊气流的影响。

3 噪声和排热应满足周围环境需求。

4 布置在室外的设备宜设有清扫维护措施。

6.3.4 数据中心的制冷系统宜采用开式冷却塔,需要对水质进行防污染保护的场合,也可采用闭式冷却塔。冷却塔设备材料的燃烧性能等级不得低于B1级。

条文说明

6.3.4 开式冷却塔设备的经济性更佳,宜优先选用。冷却塔设备往往会在屋面或室外空地上集中布置,一旦发生火灾,就可能蔓延到周边其他的冷却塔,有可能受影响多套制冷系统。鉴于此,本条标准对冷却塔设备的防火性能提出了要求。通常,镀锌钢或不锈钢材质的冷却塔防火性能更优。

6.3.5 冷却塔循环水系统应配置水处理措施,宜采用物理、化学相结合的处理方式。

条文说明

6.3.5 数据中心全年制冷,大型站房往往冷却水补水消耗量很大。为了节约水资源,减少排污量,需要对循环水进行处理。为了减少对环境的影响,宜采用物理、化学药剂相结合的处理方式,特别是物理方法(全滤、旁滤),运用得当时,有利于减少化学药剂的添加。

6.3.6 冷却塔循环水系统设有集水箱时,集水箱宜设在室内,补水宜设在集水箱处。

6.3.7 冷却塔循环水系统应采取有效措施确保系统最小水量要求。

6.3.8 数据中心采用开式冷却塔加板式换热器的方式实现水侧自然冷却时,板式换热器阻力不宜超过6kPa,板片应留有不低于20%的扩充空间。

条文说明

6.3.8 板式换热器的阻力与循环水泵的能耗密切相关,采用低阻力产品,有利于节约能耗。

换热效率与水质密切相关,开式冷却塔的水质往往无法保证,这就要求换热器有足够的抗腐蚀能力。即使换热能力随运行时间衰减,未来也可通过扩充板片予以弥补。

6.3.9 数据中心有连续供冷需求,且采用蓄冷罐的冷冻水系统,满负荷放冷的能力应满足连续供冷需要支持的时间。

条文说明

6.3.9 数据中心的蓄冷罐可以采用开式罐体或闭式罐体,开式水蓄冷罐更有利于自然分层和布水系统的设置,可以减小斜温层的厚度,提高蓄冷有效容积,通常会更加经济。

蓄冷罐放冷时,需要在短时内,支持数据中心的全部负荷,属于快速放冷的场景,蓄冷罐应有措施确保可以实现该功能。

体量不大,或开式蓄冷罐布置困难时,也可采用闭式蓄冷罐。其满负荷放冷的能力也需要满足连续供冷需要支持的时间。

6.3.10 蓄冷罐应设置有效的保温措施,寒冷或严寒地区布置在室外的蓄冷罐,还应有防冻结措施。

条文说明

6.3.10 蓄冷罐需要设置有效的保温措施,确保其热损失在可控范围内,此外还应有技术手段,防止冬季冻结。

6.3.11 蓄冷罐的供回水管宜设有自动切断阀,当蓄冷罐发生故障,可自动关闭,使得蓄冷罐与空调水系统分离。

6.3.12 水泵和风扇采用变频设备时,应满足长期低负荷的运行工况。

条文说明

6.3.12 数据中心的负荷具有分期加载的特点,某些变频设施需要在低转速条件下长期运行,需要采取必要的技术措施。比如为了确保水泵风扇等设备在低转速条件下的有效散热,可以配备强冷风扇等。

# 监测与控制

7 监测与控制

7.0.1 数据中心制冷与空调设施的监控应满足电子信息设备稳定运行的环境要求,并应兼顾节能与运维要求。

条文说明

7.0.1 数据中心制冷与空调设施监控系统的首要任务就是维持电子信息设备的运行环境,此外,还应顾及节能运行与方便运维的要求。

数据中心制冷与空调设施全年7×24×365不间断运行,随着全年气象条件的变化、末端负荷的变化,制冷与空调系统的运行模式和运行台数也需要相应调整。监控设施应该有能力完成制冷与空调系统的控制逻辑,确保制冷与空调系统不会中断。

设有冗余设备的制冷与空调系统,其组件故障需要及时替代并告警,这些功能也应由监控系统完成,才能保证制冷与空调系统不会中断,电子信息设备的运行环境要求得以满足。

此外,为节能设置的自然冷却装置的投入和退出,变频设备的频率调整等功能也需要监控系统根据室外气象参数及制冷系统设备、管路的状况平稳地切换,这些功能离开监控系统也是不现实的。

制冷与空调设施的维护,监控系统自身的维护都是数据中心运维的重要组成,监控系统的运维应尽量便利。

7.0.2 数据中心制冷与空调设施的监控系统与其他设施的监控系统宜分别设置;当不能分别设置时,应有措施保证数据中心制冷与空调设施的性能要求。

条文说明

7.0.2 数据中心制冷与空调设施的监控系统与数据中心的性能等级相关,而其他设施(如电梯、舒适性空调、正压新风系统等)的监控系统与数据中心的可靠性等级无关。

当数据中心规模庞大、设施众多、工况复杂时,数据中心制冷与空调设施的监控系统与其他设施的监控系统宜分别设置;当数据中心规模不大、冷却关键设施不多、工况简单时,数据中心制冷与空调设施与其他设施的监控系统可统一设置,但是其他设施的监控系统的操作与维护不应影响电子信息设备的正常运行,不应降低数据中心制冷与空调系统的性能等级。

7.0.3 A级机房制冷与空调设施的监控系统宜符合下列规定:

1 监控系统宜设有冗余组件,任一组件发生故障或需要维护时,不会造成供冷的中断或供冷量不足。

2 监控系统组件之间的通信路径宜设置冗余,任一通信路径发生故障或需要维护时,不应造成供冷系统的中断或供冷量不足。

3 数据中心需要分期部署时,新增供冷设施的监控系统不应造成已运行的电子信息设备供冷中断或供冷量不足。

条文说明

7.0.3 对于A级数据中心,数据中心制冷与空调设施的监控系统(组件与通信路径)宜与制冷与空调系统的性能要求一致,监控系统的任一组成部分故障、维护时,不宜导致供冷的中断。数据中心制冷与空调监控系统的组件(控制器硬件、软件、监测仪表、控制阀门等)出现故障、需要维护时,不应影响供冷系统的运行;数据中心制冷与空调设施的控制器部署宜采用分布式架构,其软件程序宜内置于控制器,让监控系统的风险分散化、局部化,降低风险影响范围。

制冷与空调监控系统的通信路径与供冷管路的冗余度类似,需要设置冗余,实现在线维护功能。

对于可靠性要求更高的数据中心,数据中心制冷与空调设施的监控系统还可自动检测并隔离系统的单次故障。

总之,监控系统对制冷与空调设施的稳定运行、可靠性、可用性、节能目标等都影响重大,必须引起足够的重视。

7.0.4 数据中心制冷与空调设施的监控系统,其功能设置应符合下列规定:

1 监控系统宜接入制冷与空调设施的运行参数,当参数异常时,监控系统告警。

2 冷通道温、湿度宜纳入监控系统。

3 宜为主机房敷设在地板下的空调水管设置漏水监测装置。

4 制冷与空调宜设置群控功能,同一组群的空调设备,还应有措施避免机组之间出现运行状态相反的情况。

5 监控系统应能完成制冷与空调系统加减载的顺序操作。

6 制冷与空调系统设有冗余时,监控系统应能自动投入备用设施,替换故障组件或故障子系统。

7 制冷与空调系统设有多种运行模式时,监控系统应能根据室外气象条件选择并平滑切换运行模式。

8 设有应急冷源的制冷与空调系统,其监控系统应能实现应急冷源的自动充冷、放冷和再次充冷,并应避免不满足温度要求的冷却介质进入末端空调。

9 制冷与空调的监控系统应满足设备的启、停间隔要求。

10 冬季运行的新风机组、空调机组、冷却塔、干冷器等,设置了防冻设施时,应对防冻效果进行监控。

11 制冷与空调的监控系统宜具备存储历史数据的功能,并可利用软件进行数据分析,以优化系统运行。

12 监控系统宜具备区分访问等级与操控权限的功能。

条文说明

7.0.4 数据中心制冷与空调设施的监控系统其功能设置应符合下列规定:

1 制冷与空调设施的参数宜接入监控系统,以确保设施异常或故障时,能即时告警并通知运维人员,避免故障进一步扩大致影响系统运行,制冷与空调设施包含冷水机组、冷却塔、干冷器、板换、冷冻水循环泵、冷却水循环泵、蓄冷罐、末端空调、加湿装置、新风处理机、定压补水装置、软化水装置、加药装置、旁滤装置、水箱(池)、电动阀(风阀、水阀)、各类传感器及自控仪表等。

2 冷通道的环境参数维持在设计范围内,方能保证电子信息设备安全可靠地运行,因此实时监测冷通道的温度、相对湿度是保证主机房环境的重要手段,温度与相对湿度仪表的监测位置参考如下:

(1)选择气流组织最不利点进行监测,当采用活动地板下送风时,应在冷通道的上部布置监测点,当采用侧送风时应在送风距离最远端的冷通道上部设置监测点;

(2)对热密度较高或特别重要的机柜进行重点监测,在这些机柜的上方或上、下方设置监测点;

(3)运维方需要监测的位置。

3 当主机房的空调水管敷设在架空地板下时,宜设置漏水实时监测,以及早发现空调水管的漏水状况并进行检修,避免漏水对其他电力设备及电子信息设备造成影响。

4 制冷与空调系统应设置必要的群控,根据负荷情况在制冷与空调系统中选取必需的设施运行,及时投入设施,才能保障电子信息设备的安全运行;关闭不必要的制冷与空调设施,才能实现节能运行。

数据中心的空调系统,往往是多台机组共同承担散热功能,在某些空调系统中,特别是采用风冷直膨的空调系统,由于各套空调自成系统,各自独立控制,某些时刻会出现同一组群的不同设备处于加热或冷却、加湿或除湿的相反工作状态,对节能不利,应该予以消除。对于安装在同一区域的其他形式的空调机组,也有可能存在类似状态,可采用集中群控的技术措施,统一管理和控制,但应注意避免任何潜在的新的故障模式或可能引发的单点故障,降低系统的可靠性。

5 数据中心采用水冷式冷冻水系统时,冷水机组应与冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵、相关电动阀门等设施按照预设的顺序完成加载、减载;数据中心采用风冷式冷冻水系统时,风冷机应与冷冻水泵、相关电动阀门等设施按照预设的顺序完成加载、减载;数据中心的负荷发生变化时,末端空调与冷源等设施根据负荷变化完成加载、减载。

6 当冷水机组故障时,监控系统应能自动启用备用冷机;当空调故障时,监控系统应能自动启用备用空调;当控制器故障时,监控系统应能自动切换至备用控制器(如有);当监控系统灾难性故障时,应能维持住监控系统的最后一个命令、维持住制冷与空调系统的当前运行状态,同时声光告警。

7 自然冷却是数据中心制冷与空调系统常用的节能措施,即当室外气象条件满足时,充分利用室外空气自然冷量满足制冷需求,无须开启机械制冷。运用自然冷却往往需要在制冷与空调系统中增设自然冷却装置,分为水侧自然冷却装置和风侧自然冷却装置。无论制冷与空调系统采用何种自然冷却装置,都需要监控系统根据室外气象参数及制冷与空调系统状况准确地切换运行模式,最大限度地节能,并在切换的过程中保障系统平稳、可靠地运行。

8 为了保障制冷连续,数据中心的制冷系统常常配置应急冷源,如水蓄冷罐、冰蓄冷槽等,以确保市电断电、冷机重新启动的时间段内,冷量可持续稳定地供给。监控系统应准确监测市电开关状态、冷机运行状况,并在冷机掉电或其他紧急状况时,平稳切换至应急冷源供冷,保障电子信息设备的冷量可持续供应;在应急蓄冷设施放冷结束时,监控系统应自动切换至快速再次充冷的运行状态。

9 数据中心的供电中断后又恢复或转至柴油发电机供电时,制冷与空调设施需要重新启动,如果所有设施同时启动,会造成瞬时电流过大,影响供电设施的安全,因此制冷与空调设施的再启动需要按照一定的间隔,逐步加载;制冷与空调设施的减载也需要按照一定的时间间隔,逐步减载。

10 寒冷地区冬季运行的制冷与空调设施往往需要防冻控制,例如冷却塔风机反转,冷却水集水盘电加热、监测新风机组设置防冻措施(温度过低时通过停风机、关闭新风阀、启动加热装置等)。

11 制冷与空调系统的实际运行工况往往与设计工况不完全一致,且动态变化,其监控系统中某些阀值需要调整,才能让制冷与空调系统运行得更高效;数据分析可帮助运维人员快速找到更优的阀值。

12 为了确保数据中心的安全运行,防止误操作引起的故障,监控系统宜设置密码等级,不同权限的运维和管理人员拥有不同的访问等级和操控权限;监控系统至少可提供10个访问等级,每位操作员输入唯一用户名和密码组合,验证后方可访问系统。

7.0.5 制冷与空调监控系统应明确制冷与空调系统的运行逻辑、监控点位、自控仪表的技术要求、控制阀门的类型等内容。

条文说明

7.0.5 数据中心全年制冷,正常情况下,不允许中断。这一功能需要由监控系统完成,这与普通公建的空调系统可以依赖人工操作的要求是不同的。数据中心制冷与空调系统采用不同制冷架构时,其控制逻辑和控制要求也不尽相同,因此需要在设计上明确制冷与空调系统的运行逻辑、监控点位、自控仪表和控制阀门的技术要求,才能采用正确的产品、系统和软件,才能起到指导施工的作用。

例如设置了水侧节能器或者风侧节能器的制冷与空调系统,往往有全自然冷却、部分自然冷却、全机械制冷等多种运行模式,监控系统需要随着全年气象条件的变化平滑可靠地切换运行模式,切换的边界条件及切换的过程和自控逻辑就需要在设计中详细说明,相应的自控仪表、阀门的类型、精度、运行环境、技术规格也需要做出规定,特别是有特殊要求的产品特性,如阀门是否需要快速打开/关闭等功能也需要做出说明,才能实现设计要求的控制功能和节能效果。

7.0.6 数据中心应对制冷与空调的监控系统进行现场调试,并宜进行工厂测试与验证。

条文说明

7.0.6 对将要安装在现场的控制器和程序软件进行工厂测试与验证,可以提前对程序软件的漏洞进行处理,可以提前验证控制逻辑的合理性,从而减少现场的工作量,缩短现场调试需要的时间。

工厂测试与验证的方法可采用硬件演示操作流程,与温度、流量相关的虚拟点可采用软件模拟测试,所有数字状态输入、输出点可借助开关、继电器和其他硬接线设备进行模拟测试;电脑的图形界面应在测试之前完成,用于显示系统测试的数值。

# 配套设施

# 8.1 供配电

8.1 供配电

8.1.1 电子信息设备设置后备电源系统时,数据中心制冷及空调系统也应设置后备电源系统。

条文说明

8.1.1 制冷与空调系统的停电会导致电子信息设备的过热宕机,仅为电子信息设备设置后备电源,不为制冷与空调设施配备后备电源的后备电源系统是不合理的。

后备电源系统应能同时满足电子信息设备负载、制冷与空调设备负载及其他相关设备负载的容量需求。

8.1.2 A级机房制冷与空调设施的供配电系统应与数据中心的性能等级保持一致。

条文说明

8.1.2 为制冷与空调提供电力支持的供配电系统是制冷与空调设施的重要组成,制冷与空调设施的供配电系统如果不能满足制冷与空调系统的等级要求,就意味着数据中心基础设施的整体性能会下降。

例如,A级机房要求空调系统在任何一个单一组件维护时,其余设施仍能保证制冷的需要,为这些空调系统的配电也应达到这一性能要求。如果多台空调只设置一个配电柜,配电柜的故障或维护就会导致多台空调必须同时停机,就会影响空调系统的性能级别要求。

因此,本条规定要求为制冷与空调设施提供电力供应的配电设备不能降低空调系统的性能。

8.1.3 A级机房监控系统的控制器电源、控制阀门电源应采用不间断电源供电。

条文说明

8.1.3 采用不间断电源供电,可以保证数据中心制冷与空调系操控具有连续性,避免电力中断引起的数据丢失、状态混乱或恢复时间过长,以确保电子信息设备的安全运行。

A级机房应具备此项功能。因为供电中断又重新恢复后,控制器往往需要分析所有受控设备的状态,与断电前正常运行时的状态相比较,并按照分析结果开关设备才能恢复正常运行。不间断电源供电可以保证控制器的记录和分析过程处于预设范围。当控制阀门电力故障时,开关型控制阀的状态可以设置为开,也可以设置为关;调节型控制阀的状态可以维持在原位,可以设置为关,也可以设置为开,状态设置错误易导致冷却设施运行失常,不满足冷却要求,进而导致电子信息设备运行故障,因此应根据冷却设施的功能要求明确规定控制阀电力故障时的状态,避免阀门状态设置错误导致冷却中断。控制阀门电源采用不间断电源可减少或避免此类故障。

8.1.4 连续供冷的数据中心,采用冷冻水系统且设有蓄冷罐时,冷源的控制系统、冷冻水末端循环泵、末端空调风机应采用不间断电源供电。电池后备时间不应低于连续供冷的时间要求。

条文说明

8.1.4 需要设置连续供冷装置的数据中心,冷冻水末端循环泵、主机房的末端空调风机、散热量较高的不间断电源间的末端空调风机等设备应采用双路电源供电,末端切换,至少一路电源应由不间断电源供电。当数据中心制冷系统的放冷泵与末端冷冻水循环泵不共用时,放冷泵也应设置不间断电源。

8.1.5 连续供冷的数据中心,采用风冷或水冷直膨型机房空调时,空调室内室外机组均应采用不间断电源供电。

条文说明

8.1.5 实现连续供冷的方法有很多,风冷直膨机房空调特别是变频空调采用不间断电源供电也是其中之一。

# 8.2 给排水

8.2 给排水

8.2.1 数据中心的机房空调集中安装区应设置地面排水设施,采用集中冷源时应设置事故应急排水系统。排水管路宜设置在空调区内,且不应布置在电子信息设备或供配电设备的正上方。

条文说明

8.2.1 机房空调安装区设置地面排水设施的目的是排除空调水管和给排水管道(包括冷凝水、加湿器给水和排水)的跑冒滴漏。事故应急排水系统是为了排除管道破裂和二次消防产生的废水。

为保证电子信息设备安全运行制定的。主机房在建筑布局上无法避免上述环境时,建筑设计应采取相应的保护措施。

8.2.2 数据中心的冷冻站内应设置给水与排水设施,满足水系统冲洗、排水、排污要求,此外还应采取必要措施防止水淹。

条文说明

8.2.2 冷冻站是集中空调系统的核心部位,一旦发生水淹事故,会对空调设备的正常运行产生影响,冷冻站应设置可以快速排除积水的设施,确保冷冻站的安全运行。

8.2.3 冷冻水、冷却水、补水等系统应设置相应的水质控制装置,水质应符合现行国家标准《供暖空调系统水质》GB/T 29044相关规定。直接蒸发冷却系统的蒸发冷却水质还应满足卫生要求。

条文说明

8.2.3 为了节约使用水资源,冷却水系统不应直接排放,而是采用收集处理循环使用的方式。控制冷却水质的目的是为了避免冷却水系统,尤其是开式系统中的水垢、污垢、微生物等,使冷却塔和冷凝器的传热效率降低,水流阻力增加,腐蚀设备、管道。水质控制措施宜采用物理、化学药剂相结合的处理方式,物理方法(全滤、旁滤)运用得当时,有利于减少化学药剂的添加。

经直接蒸发冷却处理后的空气会直接进入机房,影响机房内空气质量,因此冷却水质应满足卫生要求,不能使用再生水。

8.2.4 制冷与空调系统的冷却水补水装置,应符合下列规定:

1 冷却水补水系统应满足数据中心制冷与空调系统性能等级的要求,其流量和压力应满足使用设备的要求;

2 冷却水补水中断,会导致制冷系统中断时,应设置补水储存装置,储存时间不应低于当地应急水车抵达现场的时间,无法确定时,不宜低于12h。补水储存装置上宜预留补水接入口。

3 冷却水补水宜采用市政自来水,也可采用水质满足要求的再生水、井水、湖水、河水等。

4 冷却水补水的储存应采取措施,防止水质变坏。

条文说明

8.2.4 本条对制冷与空调系统的冷却水补水装置做出了规定。

1 数据中心采用冷却塔或其他带有蒸发冷却功能的空调设施时,冷却水的补水系统的设置就可能会影响到制冷与空调系统的性能要求。因此要求冷却水补水装置的配置应与冷源系统的性能保持一致,避免冷却水补水装置的维护或故障影响冷源系统的性能。对可靠性要求比较高的数据中心,自来水水源也宜采用多条路径供应。

2 数据中心采用冷却塔或其他带有蒸发冷却功能的空调设施时,补水中断,就可能会导致制冷系统中断。此时,冷却水补水需要设置储存装置。

8.2.5 主机房的加湿水质应满足加湿设备对水质的要求且应满足卫生要求。

8.2.6 敷设在主机房和供配电房间的给排水管道应采取防渗漏和防结露措施。

# 8.3 建筑和装修

8.3 建筑和装修

8.3.1 数据中心的建筑空间布置应满足制冷与空调设备的运行、维护、扩充、更换等要求,且便于易损件、维护工具等设施的运输和使用。

条文说明

8.3.1 由于数据中心的建筑是一次性建成,而电子信息设备是分期投入的,建筑平面应具有灵活性,为后期基础设施的施工和安装留出条件。数据中心各组成设备的更换周期也不尽相同,需要考虑已有设备的拆除和更换,这些改扩建工程往往需要在线进行,不能影响已经运行的电子信息设备。

因此,土建需要满足大型设备与管道的安装、运行、搬迁、承重等要求。为制冷与空调设施的检修、维护、扩充、更换预留必需的起吊、安装用孔洞与运输通道,并为吊装设备的布置留出足够空间,必要时还要设置登高爬梯或检修平台方便人员检修,特别是体积大、荷载重、维护工作量多的制冷与空调设备,如屋顶布置的冷却塔、风冷冷水机组,冷冻站内的冷机、水泵、主机房内的空调及阀门和附件等。

8.3.2 数据中心人流、物流路线排布,应保障设备运输和运维线路短直。

条文说明

8.3.2 数据中心的人员出入口和货物出入口,往往需要单独设置,避免人流、物流的交叉,特别是当数据中心与其他功能区处于同一建筑物内时,更应采取措施,避免无关人员和货物进入数据中心。这是提高数据中心的安全性的常用措施。数据中心制冷与空调系统也应遵循。

8.3.3 数据中心内通道的宽度及门的尺寸无法满足制冷与空调系统设备、材料、工具的运输要求时,应设置设备搬运口。

8.3.4 数据中心的主机房不宜设置外窗。设有外窗时,应有措施避免阳光直射。

条文说明

8.3.4 数据中心的外窗会增加数据中心的辐射热负荷,从而增加空调的热负荷,增加建筑空调能耗。从保证数据中心安全、节能、洁净的角度出发,服务器机房、网络机房、存储机房等日常无人工作区域不宜设置外窗。总控中心、测试间等有人工作区域可以设置外窗,但应保证外窗有安全措施,有良好的气密性,防止空气渗漏和结露,满足热工要求。

减少窗的辐射传热是建筑节能中降低辐射得热的主要途径。必须设置窗口的机房也应采取适当遮阳措施,防止直射阳光的不利影响。

8.3.5 数据中心的外围护结构应有利于散热,材料选型应满足保温、隔热、防火、防潮、防尘等要求,应有措施防止内表面发生结露。

条文说明

8.3.5 数据中心内的外围护结构设备发热量较大,全年均需进行降温处理,建筑外围护结构应有利于散热。建筑外围护结构包括:外墙、屋面、外门窗、地面及接触室外空气的架空楼板等。除外墙外,其余部位热工设计应符合现行国家标准《公共建筑节能设计标准》GB 50189的规定。外墙传热系数应进行全年耗冷、耗热量计算,以确定传热系数,同时满足围护结构内墙不出现结露。

8.3.6 采用地板下送风的主机房,地面设计应满足使用功能要求,活动地板的高度应根据电缆布线和空调送风要求确定,并应符合下列规定:

1 活动地板的高度不宜小于500mm。

2 活动地板下的地面和四壁装饰应采用不易起尘、不易积灰、易于清洁的材料。

3 活动地板下的楼板或地面应采取保温、防潮措施。

防静电活动地板的铺设高度,应根据实际需要确定。在有条件的情况下,应尽量提高活动地板的铺设高度,既作为电缆布线,又作为空调静压箱时,可根据风量计算其高度,并应考虑布线所占空间,不宜小于500mm。当机房面积较大、线缆较多时,应适当提高活动地板的高度。

8.3.7 数据中心的水冷冷水机组等冷源设备宜布置在数据中心建筑的首层,并应位于空调负荷的中心。

条文说明

8.3.7 数据中心位于首层,方便大型设备的搬运;靠近负荷中心,可以减少输送距离,有利于节能。

8.3.8 数据中心的冷冻站等辅助和支持房间应采取合理的降噪和减振措施,设备运行时产生的振动及噪声应满足国家现行标准和环保要求。

条文说明

8.3.8 数据中心的巡检、操作、维护的工作量较多,需要考虑运维人员的工作条件。

8.3.9 采用冷冻水空调的主机房、不间断电源室等房间的空调和管道区域应设置防水地面以及挡水围堰。

# 供暖与通风

9 供暖与通风

9.0.1 供暖系统设计,应对需要供暖的各个房间行热负荷计算。

条文说明

9.0.1 处于寒冷或严寒地区的数据中心内的主机房,往往同时存在电子信息设备的发热、围护结构的耗热、渗入室内的冷空气耗热、通风耗热及其他途径耗热,必须综合考虑,根据每个房间的实际情况计算,方能确定。

以电池间为例,电池设备散发热量的同时,还有围护结构、门窗缝隙的耗热,还需要持续排风和补充新风,对于某些场合,电池间无须设置供热系统,当冬季新风温度较低且外墙面积较大,电池设备散发的热量不足以抵消耗热量时,电池间就需要供暖才能维持其环境要求。

9.0.2 技术经济合理时,数据中心需要供暖的区域宜利用主机房的余热。

条文说明

9.0.2 除直接利用主机房的排热外,数据中心需要供暖的区域还可使用水/地源(环)热泵、空气源热泵、利用燃气/煤/燃油等装置提供集中热水等方式;优先利用余热有利于提高能源利用率。

9.0.3 数据中心内存在冻结风险的房间室内温度应保持在0℃以上,当利用房间蓄热量不能满足要求时,应按5℃设置值班供暖,工艺有特殊要求时,也可按工艺要求确定供暖温度。

条文说明

9.0.3 除设置固定式供暖设施外,数据中心某些房间有时还需设置临时供暖设施。这是因为:有的数据中心已启用的主机房及某些配电间的设备发热量远大于建筑围护负荷,即使冬季,也需使用制冷才能满足室内环境要求,无须设置供暖设施。但是,某些采用分期部署建设的数据中心,部分主机房、支持区房间在建设初期没有安装电子信息设备,但室内空调水管或给排水管道已经敷设,存在冻结危险,此时也需要设置临时供暖设施。其供暖设施建议为可拆卸型或移动型,电子信息设备开通运行时,即可移除。

9.0.4 技术经济合理时,柴油发电机房的供暖温度可按10℃设置。

条文说明

9.0.4 柴油发电机房属于无人值守的主机房,通常按5℃设置值班供暖。数据中心的柴油发电机是市电中断期间的供电保障,市电中断时,需要快速启用。技术经济合理时,提高柴油发电机房的温度至10℃~15℃,可以让绝大多数的柴油发电机组缩短启动时间。

9.0.5 数据中心人员集中的辅助区、行政办公区,其供暖设施应满足人员的舒适性要求。

9.0.6 数据中心供配电房间内,采用热水型风机盘管等方式供暖时,空调设备宜设置在房间外部,通过设置送/回风管路系统实现热量输送。

条文说明

9.0.6 数据中心供配电房间通常不需要供暖,即使需要,供暖量也往往不大,可以通过空调系统维持必要温度。空调设备布置在房间外部(比如走廊),是为了避免热水管路进入供配电房间。

9.0.7 数据中心供配电房间采用热水型散热器供暖时,应符合下列规定:

1 散热器的安装位置应远离供配电设备。

2 供暖水管宜短直,应减少接头、附件,阀门宜设置在供配电房间外。

条文说明

9.0.7 供配电房间应尽量避免使用热水型散热器,必须使用时,应采取措施,防止漏水引发事故。

9.0.8 设有空调系统的主机房不宜设置日常通风系统。

9.0.9 数据中心的电池间宜设置独立的通风系统,当通风无法保证电池间设备的环境要求时,宜设置空调系统。

9.0.10 设有空调系统的电池间,应设置排风装置,换气次数不宜小于0.5次/h。

9.0.11 数据中心柴油发电机房的通风系统应符合下列规定:

1 柴油发电机房的采风口应设在室外空气较清洁处,进风量应为排风量与发电机组燃烧空气量之和。

2 柴油发电机房宜利用自然通风排除房间余热,当自然通风不能满足发电机组运行的温度要求时,应设机械通风装置。

3 柴油发电机房的进、排风系统宜与柴油发电机设备一一对应。

4 柴油发电机房的进、排风系统应设有自动启停装置,设有风阀时,风阀的开启速度不应影响柴油发电机的正常启动和运行;风阀的电动执行机构应由不间断电源供电。

5 寒冷和严寒地区的柴油发电机房的进风口处宜装设能严密关闭的保温风阀,冬季运行时应有措施避免因冷风侵入导致的机房内设施冻结。

6 进、排风口宜设置消声装置,满足环保和劳动保护要求。

7 柴油发电机房的排风系统应满足最大排风量的需要,其室外出口应避免与进风发生短路,应避开人员密集区。

条文说明

9.0.11 本条对数据中心柴油发电机房的通风系统做出了规定。

1 进风口设置在清洁处,可以减少过滤器的负担。

3 数据中心的柴油发电机台数较多时,一一对应可以让通风冷却系统与柴油发电机设备的冗余程度保持一致。柴油发电机设有冗余时,通风冷却系统也设有冗余,柴油机无须全部开启时,通风冷却系统也无须全部开启,从而避免风量过大或过小引发的其他问题。

4 市电一旦失去,需要数据中心的柴油发电机快速启动并实现供电。通风装置如果无法快速开启,会影响柴发的启动、运行和并机投入。通常可以设置自动开启的快速风阀,开启完成时间不宜大于30s。

5 寒冷和严寒地区要求装设能严密关闭的保温阀门是为了防止冬季冷空气侵入,引发冻结风险。柴油发电机组运行时,需要引入大量新风,寒冷和严寒地区冬季运行时,室外温度较低,会导致机房内的设施发生冻结,需要采取应对措施,如对进风量进行控制(风机台数控制或转数控制)或利用部分排风进行混风。

9.0.12 无外窗或设置固定窗的房间设有气体自动灭火系统时,宜设置灾后排风系统,灾后排风系统应符合下列规定:

1 多个房间可以共用一套灾后排风系统,但应满足最不利房间的使用要求,每个房间的通风支管上均应设置防火阀。

2 灾后排风系统的换气次数不宜小于5次/h,其通风设备的开关应设在机房的外面。

3 灾后排风系统的吸风口应位于房间下部,设有活动地板的房间,当活动地板高度超过800mm时,地板上、下宜同时设置吸风口,不使用期间,应避免地板上、下的气流出现混合。

4 灾后排风系统应与消防系统联动,消防气体喷洒过程中,灾后排风系统严禁开启。

5 设有灾后排风系统的区域,宜设置补风措施。补风措施可利用新风或其他通风系统。

条文说明

9.0.12 数据中心采用气体消防的防护空间往往存在多个,灾后排风系统可以根据平面或竖向布置,组合成多个通风系统,灾后排风系统使用时,不应影响非事故房间;条件适合时,灾后排风系统还可与其他排烟、排风系统共用,此时各系统的功能和控制逻辑不应冲突。

# 本标准用词说明

本标准用词说明

1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:

1)表示很严格,非这样做不可的:

正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;

2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:

正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;

3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:

正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;

4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。

2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。

# 引用标准名录

引用标准名录

《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50019

《数据中心设计规范》GB 50174

《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736

《供暖空调系统水质》GB/T 29044

最后更新: 8/16/2021, 4:37:25 PM