IDC机房对空调系统的要求

IDC机房对空调系统的要求空气调节是对空气进行一定的处理，便环境达到一定的标准。空气调节的对象为人或设备。IDC机房的空调对象主要为设备(计算机、服务器、磁盘阵列等)，同时需要兼顾人员进出机房进行操作，因此IDC对机房内的参数指标有严格的要求。在2005年12月颁布的《中国电信数据中心机房电源、空调环境设计规范(暂行)》对机房环境作了如下规定。·以通信行业标准规定的通信设备(交换设备、传输设备、数据网络设备)的正常使用环境要求为基础，确定数据中心机房的环境要求。·机房环境温湿度要求：AA级、A级机房温度为21-25˚C，相对湿度40%-70%；B级、C级机房温度为18-28˚C，相对湿度40%-70%，温度变化率小于5˚C/h，且不结露。·机房洁净度要求。机房内灰尘粒子应为非导电、非导磁及无腐蚀的粒子。灰尘粒子浓度应满足：(1)直径大于等于0.5μm的灰尘粒子浓度≤18000粒/升。(2)直径大于等于5μm的灰尘粒子浓度≤300粒/升。《电子计算机机房设计规范》国家标准对电子计算机机房的温湿度要求如下：·保持温度恒定[温度波动控制在24士(1~2˚C之内]。·保持湿度恒定[相对湿度波动控制在(50%士5%)RH之内]。·空气洁净度为：在每升空气中，大于等于0·5μm的颗粒应小于18000个。·换气次数30次/小时。即给定的机房内，空调的风量和机房容积的比值大于30。·机房与室外正压9.8Pa：对无外窗的机房，相对相邻房间保持正压4.9Pa。·空调设备具备远程监控及来电自启动功能。其他各公司所颁布的维护规程等文件所规范的标准也基本与上述相似，这里不逐一列举。从上述的规范中可以看出，IDC机房对空调的要求还是相当严格的，主要是从服务器等设备的工作环境需求出发来确定的，具体分类解释探讨如下。一、温度要求温度是确保计算机正常运行的基础条件，温度对计算机设备的电子元器件、绝缘材料以及记录介质都有较大的影响。如对半导体元器件而言，室温在规定范围内每增加10˚C，其可靠性就会降低约25%；对于电容器，温度每增加10˚C，其使用寿命将下降50%；绝缘材料对温度同样敏感，温度过高，印刷电路板的结构强度会变弱，温度过低，绝缘材料会变脆，同样会使结构强度变弱;对记录介质而言，温度过高或过低都会导致数据的丢失或存取故障。在正常工作的服务器中，一般CPU的温度最高，有的可达95˚C，当电子芯片的温度过高时，非常容易出现电子漂移现象，服务器就可能出现君机甚至烧毁。因此机房环境温度与设备运行的可靠性之间有必然的联系，表1为国外某公司对计算机的可靠性与温度之间的关系的实验结果。表1机房温度与计算机可靠性对照机房温度10˚C15˚C25˚C35˚C40˚C可靠性变化1.00˚C1.22˚C1.17˚C0.87˚C0.85˚C空调的冷风并非直接冷却计算机内部，而需要几次间接冷却接力，因此，保持适当的环境温度对于设备的正常运行十分必要。IDC机房中，综合考虑设备可靠性、节能等因素，夏季设置温度应在规定范围内偏上限为佳，例如设置温度为24˚C士l˚C；冬季设置温度应在规定范围内偏下限为佳，例如设置温度为22˚C士1˚C。这样一方面考虑到设备运行环境的保障，另一方面可以节约电能。二、相对湿度要求相对湿度对计算机设备的影响也同样明显。当相对湿度较高时，水蒸气在电子元器件或电介质材料表面形成水膜，容易引起电子元器件之间形成通路;当相对湿度过低时，容易产生较高的静电电压。试验表明：在计算机机房中，如果相对湿度为30%，静电电压可达5000V；相对湿度为20%，静电电压可达10000V；相对湿度为5%时，静电电压可达20000V。高达上万伏的静电电压对计算机设备的影响是显而易见的。因此，在IDC机房中，普遍要求的相对湿度范围是40%~70%，这个区间是全国各地的总范围。对于沿海湿润地区，建议设定值在(55%士5%)RH，这样可以避免过多的除湿工作造成潜热的浪费;对于西部地区，建议设定值在(45%士5%)RH，这样可以避免过多的加湿工作造成潜热的浪费，同时可以减少加湿器的清洗工作。三、机房洁净度和正压要求在洁净度要求中，有两个方面的问题：一是灰尘粒子不能导电、导磁且不能有腐蚀性，只要有这些粒子进入机房，对计算机中的线路板的破坏作用非常明显；另一个问题是粒子的浓度，0.5μm级灰尘粒子的危害小些，5μm级的危害较大，这是因为越大的粒子越容易在线路板上堆积，浸水分后形成电桥，产生短路。因此机房空调多采用亚高效的过滤器，能够对灰尘进行过滤。当然，尽量减少机房内灰尘的产生，从而减少过滤网的过滤量是最好的。在机房中，内装演材料粉尘的脱落、纸张短纤维、衣物纤维、人员进出携带的灰尘等，都是机房内灰尘粒子的来源。因此必须建立严格的机房管理制度，在机房内穿着防尘服和鞋套，减少机房内纸张的使用。另外严把内装演的质量关也非常重要，尤其是新建成的机房，一定要将灰尘清理干净。机房灰尘的来源主要是来自室外空气，因此为防止室外空气携带来灰尘等颗粒，机房需要保持正压，以抵制外界空气从门缝等处无序进入。与其他房间、走廊间的压差不应小于4.9Pa，与室外静压差不应小于9.8Pa。当然正压也不宜过大，否则可能导致门窗无法开关。四、机房温度变化率与不结露要求机房温度变化率应小于5˚C/h，如果变化率太大，一方面会失去对温度控制精度的要求：由于机房空调已经设置了标准温度和偏差可控范围，空调正常运行期间应该在此范围以内，偏离说明温度已经失控，如果是向上偏离，即温度逐步升高，这将导致机房温度完全不符合设备对环境的需求，迅速的升温趋势将是机房重大故障的前兆。另一方面，由于部分机架或设备的热惰性大，还处于较低的温度，遇到热空气可能会结露，后果非常严重。如果温度是向下偏离，机架或设备将被过度冷却，一旦环境温度迅速回归标准值也将在机架或设备上产生凝露。因此控制机房内温度波动速率，尽量便其保持恒温，使温度变化率在允许范围内，对于机房保持稳定的环境温度和控制结露是非常有效的。五、机房内温度梯度控制要求温度梯度即温度场在机房内的分布情况。机房专用空调的温度是取机房回风温度作为标准，忽略了温度在机房分布不均的实际情况。虽然专用空调用低焓差、大风量来保证温度场在机房内各点的均匀分布，但由于机房内结构、布局、发热量不均等因素的影响，肯定存在死角，会出现局部温度低或高的情况。温度梯度是无法完全消除的，建议将机房内的温度梯度控制在3C以内，即温度最高点与最低点相差3˚C以下。为了送到这一指标，需要对气流作相应调整，进行合理组织，便每个机架的送风量与实际发热量相适应并基本匹配。六、机房专用空调送风压力与送风距离的要求空调出风压力对于送风有决定性作用。IDC主机房的规模都较大，面积小的在200~300m²，面积大的可以达到800~1000m²，且多呈长方形，无论空调是双侧布置在短边还是单侧布置在长边，送风距离都在10~l5m。对于上送侧回的送风方式，由于是风帽射流，即使出口风压达到100Pa以上，都很难保证末端送风量；对于下送上回的送风方式，机房空调送风压力要保证在75Pa以上，而且防静电地板的高度要在40cm以上，确保无线缆遮挡的情况下，可以保证13~15m处的送风。专用空调机组具备风压可调是很实用的功能，可以根据实际情况进行压力调整，保证远端的送风。风机调压主要通过调整转速来进行。风压增加的数值是转速增加数值的平方，同时流量也增加，增加值与转速的增加同比。七、机房高发热量和高送风量的探讨当机房发热量与空调送风所携带的制冷量平衡时，机房就可以维持当前温度。机房的冷热平衡有两种算法，下面举例说明。第一种算法，例如单机架220V、l0A，发热量为2.2kW，Lliebert-37A空调制显冷量为33kW，扣除该区域照明、工作人员人体散热、围护结构传热等因素，如为3kW发热量，那么l台Lliebert-37A空调可以维持13个机架的温度平衡。第二种算法，该空调在标称冷量下的风量为9600m³/h，相当于2.67m³/s，分配到每个机架为0.17m³/s，这些风量在经过机架后带走了相应的热量，携带的热量以空气进出机架的焓差乘以风量来计算，这是比较直观和真实的一种算法。但机架的风量一定取决于机架底部的开口大小和量以及距离空调的远近，所以这种方法只是用于估算，并不代表实际进入每个机架的风量。