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1、工程设计特点
数据中心主机房作为综合布线和信息网络设备的核心，直接关系到中心各项重要数据和主要业务的正常运行。 为了保证机房承担的各项任务不间断地正常运行，数据中心的空调系统必须在保证安全的同时，为高性能计算机系统提供稳定可靠的工作环境。 同时，空调制冷系统的能耗约占数据中心总能耗的三分之一。 如何降低能耗也是数据中心空调设计中的重要问题。 因此，本项目空调系统设计以“高可靠、高安全、节能”为原则，采取多项措施，为数据中心可靠、高效运行提供必要的环境。
(1) TIER IV标准，冗余2N设计保证可靠性要求
由于数据中心内部负载密度非常高，一旦冷却系统出现故障并关闭，机房内的温度就会迅速上升，一分钟内可能达到15~20℃左右。 本项目数据中心安全可靠的设计标准为TIA/EIA-942电信数据中心基础设施标准TIER IV级和《电子信息系统机房设计规范》GB 50174-2008 A级设计。 地下一层有两间大小相同的制冷机房。 两个制冷机房平时都处于运行状态，各承担生产区和能源动力区50%的负荷。 当其中一个机房出现故障需要停机维修时，另一个机房将100%保证生产区和动力区空调系统提供的制冷。
空调系统旨在适应所有数据中心模块的并行维护。 适用于（但不限于）设备、管道和控制系统的容错。 设备、管道和控制系统的单点故障不会影响整个空调系统的正常运行。 同时，各制冷机房空调冷冻水系统平衡管道上安装一个储水量为600m3的冷储罐。 冷库内上下设有布水器。 正常工作状态为蓄冷过程，冷冻水供给通过水箱下部分配。 冷库进入冷库，通过罐体上部的布水器返回冷冻水回水系统。 与末端空调机组的回水混合后，进入冷水机组，确保水箱内储存11.5℃的冷冻水。
为了防止高温水倒流到冷库中，在回水管上安装了温度探头。 一旦高温水流入，主泵和冷水机立即开启。 当市电停电时，柴油发电机组启动前，空调二次冷冻水泵系统和机房精密空调由UPS供电并继续运行。 储水箱处于冷却状态，冷冻水回水通过箱内上部布水器进入。 储水箱通过下配水器送至二次冷冻水管道系统，为机房精密空调提供制冷。 储水量可满足满负荷设计10分钟的制冷量。
(2)数据中心冷冻水系统冬季配备自然冷却系统
为了最大限度地利用自然冷却系统，每个制冷机组的一次冷冻水系统和冷却水系统串联一组板式换热器。 过渡季节可利用免费冷源和冷水机联合制冷。 冬季利用免费冷源对冷却塔进行自然冷却，最大限度降低运行能耗。
本项目生产区冷冻水供回水温度为11.5℃/17.5℃。 冷却塔的温度大约选择为5℃。 板式换热器的换热温差为1.5℃。 那么室外湿球温度=11.5-5-1.5=5℃，此时冷水机停止并切换到全自然冷却模式。 过渡季节冷却塔的蒸发量增加。 若考虑近似度为4℃左右，板式换热器的传热温差为1.5℃，则室外湿球温度≤12℃时即可实现部分自然冷却。 因此，本项目冷却塔自然冷却的运行条件为：
当室外湿球温度≤5℃时——全自然冷却方式；
当室外湿球温度5℃~12℃时——部分自然冷却模式；
当室外湿球温度≥12°C时——冰箱制冷模式。
从图1可以看出，全自然冷却模式全年可使用时间约1525小时，占全年的17.4%； 部分自然冷却模式可使用时间约2259小时，占全年的25.8%。
(3)采用高温冷冻水系统，提高冷源效率：
当数据中心空调冷冻水供回水温度提高到11.5/17.5℃、冷却水供回水温度32/38℃时，制冷效率COP值>6.18，综合部分负载性能系数达到8.05。 数据中心冷冻水和冷却水采用6℃大温差，可以减小输水管径，减少常规输送功率。
(4)末端精密空调干盘管运行：
机房空调机组按冷水供回水温度11.5℃/17.5℃选择。 它在干燥条件下运行，仅承受机房的显热负荷。 精密空调机组不再配备电加湿和电加热，避免同时除湿和再湿造成的巨大能耗。 数据室的房间湿度由新风机组控制。 新风空调采用带冷热水盘管的热泵式新风空调机组。 它还拥有自己的冷热源，用于过渡季节的新鲜空气处理。 新风机组集中配置电加热器和湿膜加湿器。 夏季在室内相同露点温度下向室内送新鲜空气，保证机房湿度控制； 冬季新风经热泵新风机组加热至6℃送入空调机房，不结露。 与精密空调机组的回风混合后，进行处理后送至机房。
2、设计参数及空调冷热负荷
(1)室外计算参数(表1)
（2）室内设计参数（表2）
（3）空调冷热负荷（表3）
3、空调冷热源及设备选择
(1)冷源：
该项目是一个数据生产中心。 生产区和能源电力保障区空调系统的冷负荷为。 装机容量考虑20%的膨胀余量，故总制冷量为； 根据业主要求，本项目数据中心的安全可靠设计标准为TIA/EIA-942电信数据中心基础设施标准TIER IV级和《电子信息系统机房设计规范》GB 50174-A级。 2008年。 地下一层规划有两个相同规模的冷藏室，每个冷藏室采用5台高压离心式水冷冷水机组。 一期每个制冷机房仅配备3台冷水机及配套设备。 正常情况下，两个冷藏室均处于运行状态，各承担生产区和能源动力区50%的负荷。
当其中一个机房出现故障需要停机维修时，另一个机房将100%保证生产区和动力区空调系统提供的制冷。 空调系统旨在适应所有数据中心模块的并行维护。 适用于（但不限于）设备、管道和控制系统的容错。 设备、管道和控制系统的单点故障不会影响整个空调系统的正常运行。 高压冷水机组采用10kV电源供电，提供空调冷冻水，供回水温度11.5℃/17.5℃。
冷凝器的热量由冷却塔释放到室外。 冷却塔进出水温度为38℃/32℃。 两个系统共配备10座1000T/h冷却塔，其中5座安装在每个能源发电区的屋顶。 考虑到数据中心空调系统运行的安全性和可靠性，给排水专业人员在水泵房设置了空调补水应急水箱。 水箱的容积根据空调系统而定。 在仅保证生产、动力区正常运行所需冷量的情况下，空调水系统使用一天。 总补水量设置。 应急水箱的储水容量为。
同时，在各冷冻机房的空调冷冻水系统平衡管道上安装一个储水量为600m3的冷储罐，保证罐内储存11.5℃的冷冻水。 为了防止高温水倒流到冷库中，在回水管上安装了温度探头。 一旦高温水流入，主泵和冷水机立即开启。 当市电发生故障时，柴油发电机组启动前，二次冷冻水泵系统和机房精密空调由UPS供电并继续运行。 储水箱处于制冷状态，为机房精密空调提供制冷。 蓄水量可满足10分钟满负荷设计制冷量。 冷库安装在机房北侧地下。 为了最大限度地利用自然冷却，每台制冷机组的一次冷冻水系统和冷却水系统串联一组板式换热器。 过渡季节可采用免费冷源与冷水机联合制冷，冬季可采用免费冷源制冷。
管理工作区、专家值班宿舍、生产运维工作区空调总负荷约为。 选用两台离心式水冷式冷水机和一台螺杆式水冷式冷水机，均采用380V电源供电，提供空调冷冻水，供回水温度为6.5℃/12.5℃。 冷凝器的热量由冷却塔释放到室外。 冷却塔进出水温度为37℃/32℃。 冷却塔位于东部能源电力区屋顶。 该系统配备2座750T/h冷却塔和1座350T/h冷却塔。
(2)热源
本项目冬季总供暖负荷约为。 其中，运维管理工作区约834kW，管理工作区约834kW，专家及值班宿舍约834kW，锅炉房还提供生活热水热负荷。 考虑同时使用生活热水，现采用3台1.90MW燃油燃气两用热水锅炉提供全部热负荷。 锅炉压力为0.6MPa。 总燃气量/h，总燃料量520kg/h。 锅炉供回水温度90℃/70℃。 锅炉提供的热水通过各自的板式换热器转换成供回水温度60℃/48℃的热水，供冬季空调使用。
锅炉房位于地下一层，平时使用天然气。 当天然气停电时，可以使用柴油作为备用。 锅炉房用的储油罐与柴油发电机用的储油罐共用。 锅炉房设有日常油罐房、油泵房。 日用油箱容积为1m3。 锅炉烟囱与生产大楼柴油发电机房屋顶相连，用于排放。
4、空调系统形式
(1)空调水系统
1）数据机房空调系统采用闭式非循环循环系统和二次泵系统，其中一次泵定流量运行，二次泵变流量运行； 机房空调系统采用冷冻水盘管式精密空调机组，常年运行。 冷却。 每个单元配备单个线圈，以 2N 冗余方式配置，满足 Tier4 要求。 两套精密空调机组的冷源由两个制冷间（制冷间1、制冷间2）的两套供回水管道提供。 保证当某个冷源或局部主干线发生故障时，精密空调机组能够正常工作，保证机房制冷的可靠性，消除单点故障。
2）办公区空调水系统采用四管闭式非均质循环系统。 冷源由非生产区域专用制冷机房提供。 空调冷冻水采用二次泵系统。 初级泵采用恒流量运行，次级泵采用变流量运行； 热源由锅炉房板式换热器提供。 板式换热器一次侧水泵采用恒流量运行，二次侧水泵采用变流量运行。 专家、值班宿舍区宿舍内部及卫生间采用低温热水管地板辐射采暖系统作为辅助采暖。 地暖热水由专家、值班宿舍区供应的60℃/48℃热水提供。 经智能板式换热装置转换成供回水温度50/45℃的热水。
3）穿过地下室主通道的空调水管。 为了避免供电系统中存在大量电缆等设备，空调水管大多安装在主通道地下管沟内。 同时，管沟内还需考虑额外的排水措施。
(2)空气处理系统
1）机房空调机组在干燥条件下运行，没有再热盘管和加湿器。 机房空调机组按冷冻水供回水温度11.5度/17.5度选择，承担全部显热负荷。 新风空调采用带冷热水盘管的热泵式新风空调机组。 在过渡季节，它利用自己的冷热源进行新风处理。 其余时间，办公室空调系统使用冷热源。 新风机组集中配置电加热器和湿膜加湿器。 夏季在室内相同露点温度下向室内送新鲜空气，保证机房湿度控制； 冬季，新风经热泵新风机组加热至6℃送入空调机房，不结露。 与精密空调机组的回风混合后，进行处理后送至机房。
2）办公区及数据中心运维管理区采用AHU+VAV变风量全程空调系统。 空调箱按内外区域设置，末端采用单风道式变风量空调箱。 控制采用以总风量为前馈的可变静压控制。 新风由安装在屋顶的热回收装置的新风机组提供。 夏季和冬季，废气经热回收装置回收利用后排放。
3）人均使用面积小于3平方米/人的高密度房间安装CO2浓度监测仪控制新风量。 同时设置变频排风机，根据室内压力调节排风量。 在过渡季节，额外安装排气扇，以增加房间内的新鲜空气量。
5、通风、防烟排风及空调自动控制设计
(1)通风系统
1）每个空调区域均设有机械排风，保证新鲜空气的引入。 房间人口密集的房间均配备备用排风机，增加新风量和排风量，为过渡季节做好准备。
2）地下车库设有机械排风系统，送风方式为自然进风或机械进风。 地下车库还配备了CO浓度传感系统，通过CO传感来控制风机的启停。
3）散热量小的地下机房集中设置机械送排风系统。
4）配电室、电梯机房、发电机房根据机组散热情况设置送排风系统和空调机组。 电梯机房、发电机房的通风、空调由设备制造商设计安装。
5）每间客房的浴室、卫生间均安装换气扇，并与排气立管相连。 废气立管到达顶部屋顶并排出室外。 公共卫生间设有独立的机械排风系统。
6）吸烟室、复印室应设有独立排风系统，并保持一定的负压。
7）中庭顶部可开启自动天窗，过渡季节可开启自然通风。
8) 气缸之间装有机械排气系统。
9）电池室设有机械排风系统。 每个电池室设有上、下两个排气口。 电池室安装两台排风扇，N+1配置。 一台风机连续运转，排风量为0.7m3/h·m2。 如果主风扇发生故障，第二个风扇将启动。
10）厨房设有排油烟机，油烟经静电处理后从屋顶排出。
11）地下层燃气锅炉房设有机械通风。 锅炉运行时，应满足锅炉燃烧和消除机房余热所需的空气量。 锅炉房的送风量经过计算，保证锅炉房运行过程中不出现负压； 锅炉房、日用油箱、调压室设有事故通风，通风机宜采用防爆风机。 锅炉房还应设有防爆门，防爆门的面积不应小于锅炉房面积的10%。
12）管理工作区和宿舍区设置中央吸尘系统。 中央吸尘系统由专业厂家深度设计。
(2)消防系统
根据上海市《建筑防烟排烟技术规定》、《高层民用建筑消防设计规范》、《车库、维修车库、停车场消防设计规范》，必要的防烟、排烟相关场所均设立措施，保证发生火灾时人员疏散的要求。
1）地下车库设有多道防烟隔断，并用民用防烟立墙隔开。 各防烟区的排烟量按每小时换气6次计算。 设有直接通向室外的汽车疏散口的防火分区采用自然送风； 没有直接通向室外的汽车疏散口的消防保护区采用机械送风。 机械排烟、机械送风系统与普通车库机械送风、排风系统相结合。
2）防烟楼梯间地上部分采用直灌式或管道式机械正压送风系统。 无自然通风条件或直接出口的地下室疏散楼梯间采用机械正压送风系统。 消防电梯前室或共用前室采用机械增压送风系统。 保持楼梯间40~50Pa的正压。 前室（共用前室）保持25~30Pa的正压。
3）面积100m2以上、人员经常停留或有大量可燃物的无窗房间或地面有固定窗的房间宜采用机械排烟。 面积大于500m2的房间，应设置自然送风或机械送风系统，送风量不应小于排烟量的50%。
4）设有气体灭火系统的房间，应设置灭火后排风系统。 气体释放时，应关闭室外所有通风口。 排风口位于防护区域下部，直通室外。 气体灭火后通风次数为5次/小时。
5）在风道穿过机房、防火墙、地板或垂直风道的分支风道上设置防火阀。
6）消防控制中心对所有涉及消防的设备进行监控。
7）包括工程的通风、防排烟、空调自动控制设计。
(3)自动控制系统
根据建筑规模和功能特点，设置楼宇自控系统（BAS）和DDC系统。 各控制系统由中央计算机、终端设备和分站组成。 楼宇控制中心和中央制冷机房控制室均配备计算机。 、液晶屏和打印机必须能够显示、控制和自动记录各种通风设备、空调机组、冷热源设备、水处理设备、水泵等的运行状态、故障报警和启停控制。所有设备必须能够自动或手动操作以及本地开关。
1）冷热源系统监测与控制：计算供水总管和回水总管上的温度和流量信号，进行负荷分析确定运行制冷机组和锅炉台数，优化启停控制和启停联锁控制； 水阀、冷却水泵、冷却塔风机、冷冻水阀、冷冻水泵、制冷机组依次连锁控制； 除变频系统外，为了保证锅炉一次侧热水系统的供回水压差恒定，在供回水处安装了电动差压旁通调节阀。控制主管； 冷却水塔控制配水，并根据水温控制风机数量和运转速度； 为防止冷水机组冷却水入口温度过低，在冷却水进、出口主管处安装电动压差旁路调节阀。 电动温控旁路调节阀根据进水温度调节旁路流量。
2）空调系统末端控制：风机盘管机组通过回气管上的动态平衡电动二位二通阀受室温控制，并配有手动三速风机调速房间里的开关； 空调机组由回风管上的回风温度控制动平衡电动二通控制阀； 新风机组通过送风温度控制回气管上的动平衡电动二通控制阀； 变风量空调机组通过变频根据回风温度调节送风量，根据送风温度调节动压差平衡电动二通调节阀。 风量调节优先于送风温度调节； 空调机组过滤器设有压差信号报警器。 当压差超过设定值时，自动报警或显示；
空调机组新风入口的防冻由与机组开关联动的电动（可调开度）二位风阀控制。
六、思考与认识
（1）本项目运行初期，冷负荷仅为设计负荷的10%左右。 为了避免冷水机频繁启动，只能通过系统的蓄冷箱进行调节。 通过四个冷水储罐的温度监测来控制冷水机的启动。
（2）目前机房负载已增至30%。 通常，两个通道各开启一台冷水机，负载约为70%~80%。 运行比较稳定，不再需要反复改变系统运行条件。
(3)由于业主非常重视使用安全，且整体负荷率较低，系统运行刚刚开始进入稳定启动阶段，因此自然冷源仅采用并联运行工况，且过渡季节联合作业条件不使用。 过渡季节免费冷源的使用已减少。 因此，免费冷源利用时间相对较短。
(4)由于业主在订购时没有安装制冷机房群控系统和冷水机组明细耗电表的通讯接口，导致数据无法传输，无法获取制冷机房的参数。无法获得。 它只能记录总电量。 估计目前机房的PUE值在2.0左右，还是比较高的。 这与低负荷率和保守的运营管理有关。 目前业主也准备启动节能改造，补充能耗计量系统和监控系统。
