五、精密空调系统的设计规范与验收

1.1. 空气调节系统（精密空调）

1、系统设计标准

1.GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》

2.09DX009国家标准设计图集《电子信息系统机房项目设计与安装》

3.GB50462-2008《电子信息系统机房施工及验收规范》

4.GB/T2887《电子计算机场地通用规范》

5.GB9361《计算机场地安全要求》

6.GB50019《采暖通风与空气调节设计规范》

7.GB50016《建筑设计防火规范》

8.GB50243《通风与空调项目施工质量验收规范》

9.GB50300《建筑项目施工质量验收统一标准》

10.GB/T50328《建设项目文件归档整理规范》

2、系统设计要求

2.1、一般规定

1.主机房和辅助区的空气调节系统根据GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》要求标准配置。

2.与其它功能用房共建于同一建筑内的机房，宜设置独立的空调系统。

3.主机房与其它房间的空调参数不同时，宜分别设置空调系统。

4.电子信息系统机房的空调设计，除应符合GB50174-2008《电子信息系统机房设计规范》规定外，尚应符合现行国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019和《建筑设计防火规范》GB50016的规定。

2.2、负荷计算

1.电子信息设备和其它设备的散热量应按照产品的技术数据进行计算。

2.空调系统夏季冷负荷包括下列内容：

a)机房内设备的散热；

b)建筑围护结构得热；

c)通过外窗进入的太阳辐射热；

d)人体散热；

e)照明装置散热；

f)新风负荷；

g)伴随各种散湿过程产生的潜热。

3.空调系统湿负荷包括下列内容：

a)人体散湿；

b)新风负荷。

2.3、气流组织

1.主机房空调系统的气流组织，应根据电子信息设备本身的冷却方式、设备布置方式、布置密度、设备散热量、室内风速、防尘、噪声等要求，结合建筑条件综合确定。当电子信息设备对气流组织形式未提出要求时，主机房气流组织形式、风口及送回风温差可按下表选用。

主机房气流组织、风口及送回风温差

气流组织	下送上回	上送上回 （或侧回）	侧送侧回
送风口	1． 带可调多叶阀的格栅风口条形风口（带有条形风口的活动地板） 2． 孔板	1． 散流器 2． 带扩散板风口 3． 孔板 4． 百叶风口 5． 格栅风口	6． 百叶风口 7． 格栅风口
回风口	1． 格栅风口 2． 百叶风口 3． 网板风口 4． 其它风口
送回风温差	4～6℃  送风温度应高于室内空气露点温度	4～6℃	6～8℃

2.对机柜或机架高度大于1.8m、设备热密度大、设备发热量大或热负荷大的主机房，宜采用活动地板下送风、上回风的方式。或者采用水平送风的方式

3.在有人操作的机房内，送风气流不宜直对工作人员。

4.对于高密度机房，宜采用冷通道封闭和行间空调。

3、系统方案设计

3.1、热负荷估算

空调系统是计算机稳定工作的保证，是为工作人员提供良好的工作环境。根据功能使用不同，划分为机房专用空调区和工业空调区，新数据中心主机房选用机房专用空调，UPS及配电区域和主机房相通共用精密空调。

机房专用空调不仅能保证机房内的温度满足要求，还可保证机房内的洁净度满足要求。空调系统主要解决的是机房的环境指标问题。

本次在精密空调的选型上除了根据规范要求并计算外，还结合未来规划和发展的实际情况合理选择和配置：

计算原则：

热源	发热量
1KW  IT设备	1KW  显热负荷
照明	1m²地板面积产生40W显热负荷
新风	1m²地板面积产生30W显热负荷
	1m²地板面积产生20W潜热负荷
人体	1名工作人员产生70W显热负荷
	1名工作人员产生60W潜热负荷

3.2、设计目标

空调制冷气流采列间空调送风，以配合机柜的冷通道结构。列间送风能做到冷热气流尽量隔离，气流流通顺畅，制冷效率高，不结露。

为防止空调室内机发生漏水在精密空调区外围修建了一条堵水坝，并配备漏水检测系统。

空调室外机组安装根据踏勘实际情况进行了科学设计。

在机房精密空调室外机附近需设计给水管和电源，以满足室外机日常维护冲洗用水需求，配置一台体积小、操作方便的空调冲洗机，并根据实地情况新建一个维修平台，便于后期室外机的维护和清洗。

机房精密空调系统应具有高可靠性，能实现模块式系统间的切换，可以轮换工作，互为备份。具备高性能稳定可靠的加湿功能。能直接使用未经二次软化的自来水源，能对水垢或污物进行方便的清洗，可重复使用或长期使用。

控制系统应具有先进的微处理控制器；具有中文显示器，能显示温、湿度，具有显示机组内各组件的运行状态的功能；应具有故障报警记录储存的功能；机组应具有过压 、欠压等报警及故障诊断，告警记录功能，自动保护，自动恢复，自动重启动，控制和切换机组的运行等功能。

配备智能通讯卡，接入环境监控系统后，能进行远程监控。

机房环境对机房内设备的正常运行起着至关重要的作用，保持机房内温度、湿度、洁净度合格是保证机房设备运营正常的必要条件。

夏季温度	23±2℃	冬季温度	20±2℃
夏季湿度	55±10%	冬季湿度	55±10%
洁净度	粒度≥0.5μm	个数≤18000粒/分米3
温度变化率	≤5℃/时

辅助区温度满足16—28℃

3.3、机房制冷系统设计所面临的问题

（1）对环境的调节控制能力

根据GB50174­2017《数据中心设计规范》要求IT设备运行环境：

级别 项目	A/B类
	开机时	停机时
室内温度	23±1°C	5～35°C
相对湿度	40%～55%	20%～80%
温度变化率	<5°C/h并不得结露

高温低温与湿度的变化都会造成设备运行不正常，设备停止宕机，甚至烧毁。湿度过大，电子设备会产生凝露，；湿度过小，设备电气元件易产生静电空调对温湿度的调节控制是机房空调的最主要功能，如何准确、快速、稳定安全的使机房环境达到用户设定的温湿度便是机房精密空调所必须具备的重要能力。

（2）送风方式

目前的精密空调的送风方式主要有前送风、上送风、下送风、风道送风四种。需要根据机房的具体现场情况来选择空调送风方式，提高制冷效率，避免机柜内部出现局部热点，尽量减小过度制冷的情况发生。

（3）制冷方式

精密空调的主流制冷方式有风冷、水冷、冷冻水、乙二醇制冷等多种制冷方式，这几种制冷方式都各有优缺点和适用范围，不能一概而论，需要根据机房现场的实际情况及客户的需求来选择合理的制冷方式。

（4）能耗问题

据统计表明，机房数据中心平均能耗的25%～45%用于机房环境制冷系统：

数据中心由众多类型的IT设备组成，产生大量的显热。

冷却系统占机房总能耗的25%以上，合理建设制冷系统能够有效降低机房PUE值。

冷却系统的能耗在数据中心占相当大的比重，其节能性就需要被重点关注，确保选择正确的制冷解决方案。

因此，从长远利益考虑，选择高制冷量效率、高节能特性的空调解决方案能为用户节省相当大一部分资金，节能是当今空调行业发展的趋势所在。

（5）安全性

精密空调在日常运行中，其安全性相当重要，如电网环境的不稳定对空调造成的冲击等都会对空调机组造成严重损害，一旦空调出现故障停机，机房温度降急剧升高，严重威胁IT设备的安全。因此，空调本身必须具备较强的自我保护能力，比如宽范围的输入电压和频率，缺相、反相保护功能，抗震、漏水检测、故障告警等。

4、系统主材安装工艺

4.1、精密空调安装规范

1.安全守则

1)所有安装工作必须是在机组处于关闭且断开电源的状态下进行；

2)负责执行的安装施工人员必须有相应的专业技能（电工，焊工等）资质认证；

3)负责执行的安装施工人员必须采取人身安全和设备安全保护措施，佩戴必要的防护器具；

4)负责执行的安装施工人员需在施工现场取电，动火时，必须取得用户现场负责人的许可，如用户有要求，则事先要办妥相关的施工审批手续后才可动工；

5)负责执行的安装施工人员应在正式动工前准备好必要的防火，防水措施和器具。

2.现场机组搬运，就位工作

1)开箱：安装人员接到设备后，应根据公司交给的安装通知书检查随机有无备件，设备外观运输标志有无缺损，机箱外部注明的运输地点、单位、机型是否同通知书相同，否则应通知空调厂家进行核对。

2)专用空调机组的搬运就位等工序，如现场具备条件，应采用整机搬运的方式来进行。如现场的通道条件较差，需把空调机组拆开搬运时，应先把控制连线做上标记，然后小心把机组拆开搬运，重新组合机组时必须按原样把机组重组，校正水平，按标号重新把控制线路恢复。

3)机组就位后应把包装物料拆除，并详细检查机组内外是否完整，如发现有损坏，应立即通知本公司作适当处理。

4)必须按原样把机组重组，校正水平，按标号重新把控制线路恢复。

3.现场搬运机组时的保护

1)当搬运机组时，必须采用柔软物料对机组提供适当的保护，以免机组搬运时因碰撞而受损坏。

2)搬运中遇到楼房门道过低，需把空调机组放倒时，可以将机组轻微侧卧进行搬运，则可以不拆压缩机；完全侧卧搬运时必须先拆卸压缩机后搬运，同时注意保护好侧门板油漆，对拆卸下来的压缩机管道口必须进行暂时密封处理。

4.场地基本要求

1)避免把机组安装在受阳光直接照射的地方。

2)机组的正面，两侧应保留至少1m距离的维修空间，如房间有多余的空间，机组后面也最好留0.5-1m的距离。

3)下送风，上回风的机组，要求用以送风的高架地板的净高度(龙骨除外)必须不少于0.25m，机组顶部与天花板之间的高度要求不少于0.5m。以达到最佳的气流循环效果。

4)上送风，前回风的机组，在机组前面1m以内不得有大面积阻挡物，送风口必须安装送风风帽或送风管道。

5)为方便维修，应于空调机组的右侧3m范围内设置电源开关，空调机组的电源可从此电源开关连接。

6)空调机组的供电为三相加零及接地线，电源线必须采用四芯多股软线（或五芯），避免使用单芯硬铜线，另加独立接地线连接于机组的外壳，由安装单位负责安装。

7)室内机组及室外冷凝器的电源线应由安装单位负责引至机组的接线端旁以便调试人员于现场接线。

5.底座的定制

1)机组的底座建议采用50 x 50 x 5  mm的角钢，按照机组的实际尺寸制造。用膨胀螺栓固定于地面，并刷上防锈漆。

2)如机房的送风距离较长时，应于机座加装导流板，导流板应有足够的厚度，并做适当的固定处理，以避免吹风时该板发出噪声，导流板面必须铺贴保温、吸音、防火材料。

3)底座必须水平安放于平整的地面，以免机组因底座水平不对发生倾斜，致使机组的门板关不严。机组与底座间需放置10mm厚橡胶防震垫，减少机组在运行时产生震动及声响。

6.制冷管道的安装

1)制冷管道的安装的好坏，直接影响空调机组的功率、运行故障率、压缩机的寿命等。因此制冷设备、制冷管道等的安装工作必须符合制冷技术的要求，并需丰富经验的熟练专业人员负责执行。室外冷凝器设置低于室内机组时，冷凝器与室内机组的管道落差必须控制在3m内。所有制冷管道必须采用标准制冷专用直紫铜管连接。注意：严禁使用软盘铜管。

2)制冷管道的安装应按空调机组的冷量，室内、室外机组之间的距离等设计合适的管道尺寸。按厂家提供的铜管尺寸及机型选择材料，如超过15m管道长度应加大一级铜管尺寸。

3)设计空调机组与室外冷凝器之间的管道走向时，应选择距离最短，弯道最少的路线。

4)由于三通、弯头等管道连接件产生压力降，影响机组的效率，应尽量避免采用。如无法避免时，应尽量采用45度角的弯道连接件。并从附图3中把相应的压降换算成实际的管道长度。

5)根据室内、室外机组之间的距离，管道连接件的相应实际长度计算出管道的实际总长度。按实际总长度从附表中选出管道的尺寸。

6)热气管与回液管的总长度应维持在100m范围内，热气管道垂直向上应每隔2.5-3m安装存油弯，高度超过25m时，应于热气管的垂直管的低处安装油分离器，并适当补充与压缩机内型号相同的冷冻机油，同时也需安装存油弯。

7)为避免发生再冷凝的情况，应在机组的热气管出口处及存油弯的排液管上安装单向阀。(该法主要防止液击,以及让润滑油充分循环)

8)水平走向的热气管道应向冷凝器方向倾斜，以减少油液与已冷凝的制冷剂于压缩机停止运行时回流至压缩机。

9)管道应使用管道夹固定于墙面或地面，管道夹之间的距离应维持于1.5-2m之间。为避免管道因震动，产生磨擦导致管道受损发生泄漏，管道夹采用橡胶作减震处理。

10)如管道需穿越墙体，管道表面需加上绝缘、保护层，以防管道受腐蚀及损害。

7.管道焊接

1)紫铜管于焊接前必须检查管道的内、外是否清洁、完整，如发现紫铜管内藏污垢时，应用干净的绸布或氮气把污垢清洁干净方可使用。

2)铜管必须使用切割刀切割。注意，严禁使用钢锯来切割铜管，因为使用钢锯切割铜管会产生铜、铁屑。当这些铜、铁屑迸入铜管后将无法完全清洗，并随氟利昂的运行进入压缩机内，对压缩机造成严重的损害。

3)在焊接管道时应采用吹氮气的方式清除焊接时产生的氧化层。如现场缺乏氮气的供应，可采用浸水的方式去除氧化层，但必须把水分烘干后方可把管道对接。

4)铜管的焊接应采用专用铜磷焊条或银焊条，铜管表面必须保持光洁，应尽量避免采用助焊剂。

5)焊接后的铜管表面应保持平整美观，无缺口、裂缝、沙眼及泄漏等现象。铜管之间的连接应采用相同材质，尺寸的连接件，切勿采用管道对接方式来连接。

6)管道在连接机组前应用氮气往管道加压，向管道外吹，把管道内的氧化层，杂质清除后方可对接。

7)如焊口旁边有易于高温损毁的元件（如:针阀，阀门密封橡胶等）时，应进行降温处理。例如把针阀取下，或用湿毛巾把元件包好，边焊边加水降温，待元件表面温度回复常温后方可复位。

8)管道焊接完成后应检查焊接口是否完整，如发现裂缝，沙眼或泄漏等情况应立即修补。焊接完成后用保温材料把管道封好。

8.管道压力测漏

1)管道打压：应以0.5MPa (5Kg)开始，稳压10分钟后无泄漏压力可进行2.0MPa恒压保压试验，保压时间24-48小时。如室内室外温差较大，应以下列公式计算应有压力。从计算所得，当温度变化在3-6度范围内压力的变化约为1%。24小时内压力的变化不得超过0.2Kg/cm2。（273 +T1）/（273 + T2*20）kg

2)管道的恒压测试必须采用氮气，绝对不可采用氧气或其他气体。由于氟利昂R22的压力会随气温的变化而改变，因此以氟利昂R22作保压测试不能反映系统是否密封，因此不可使用。

3)系统抽真空：当系统保压正常后应立即对系统抽真空。抽真空的时间视管道长短，湿度大小而定。15m以内抽1小时，30m以内抽2小时。如真空泵真空度达不到50mBar，则应向管道内注入R22气体至平压以上后再次抽真空。管道抽真空后，不得真空状态长时间放置，应立即向管道内注入R22至平压以上，待项目师调测。

9.加湿，冷凝水管道安装

1)加湿系统的上水管应采用6分镀锌管/热熔管/铝塑管连接至现场的供水口。为方便进行检修，加湿器系统的进水接口应设置球阀。球阀应安装于靠近室内机组右方1m范围内不受遮挡处。随机附带的减压橡胶垫必须按厂方指示安装妥当。

2)空调系统的排水管应采用至少1吋的PVC管连接至现场的下水口，出水口的位置应于现场与客户商定。

3)上，下水管道的连接应小心进行，并确定无任何泄漏及固定于地面或墙面。随机附带的排水水封弯头等配件必须按厂家指示安装妥当。

4)如同一现场机组过多并共用一根排水管时，必须加大排水管管径。

5)排水管必须向排水方向倾斜1%坡度，以保证排水顺畅，避免阻塞。

10.进线电缆

1)线电缆均要求为三相五线，零、地线需分别接入，进线线径按随机说明书要求提供。

11.室外冷凝器安装

1)室外冷凝器可按现场需要以采用卧式或侧立式安装，当把冷凝器作侧立式安装时，机组的热气管必须在上面，液管在下。室外冷凝器之间的最小距离规定不能少于0.5m。

2)室外冷凝器的安装位置垂直管道的最高限制为25m，最低不能低于3m如向上的高度超过前述高度，应于热气管的低位加装油分离器及每相隔2-3m处安装存油弯。低于3m原则上不允许。但如果必须超过3m时，在冷凝器液管出口处垂直方向上加单向阀，但最大极限不能超过5m。

3)室外冷凝器不可安装在四面有障碍物的环境内。室外冷凝器的风扇网罩以上3.5m处不得加盖有碍空气流通的上盖，棚子等，以免影响机组的散热效果。

4)如需在室外冷凝器四周加上围档，围档与室外冷凝之间的距离。须在1.5m以上。而且围档上必须有通风孔便于空气流通。由于冷凝器的设计为适合全天候使用，正常情况下不必要加装任何保护围档、遮雨棚等。

5)室外冷凝器的电源供应导线应用金属线管或PVC管(如用PVC管，室外部分接头应开胶粘接)加以保护及固定,应采用实际线径为1.5-2.5mm2的三芯软线。

5、系统施工与验收

5.1、一般规定

1.机房的空气调节系统应包括分体式空气调节系统设备与设施的安装、风管与部件制作及安装、系统调试及施工验收。

2.机房其他空气调节系统的施工及验收，应按现行国家标准《通风与空调项目施工质量验收规范》GB50243的有关规定执行。

5.2、空调设备安装

1.分体式空调机组基座或基础的制作应符合设计要求，并应在空调机组安装前完成。

2.室内机组安装时，在室内机组与基座之间应垫牢靠固定的隔震材料。

3.室外机组的安装位置应符合设计要求，并应满足设备技术档案对空气循环空间的要求。

4.室外空调冷风机组安装在地面时，应设置安全防护网。

5.连接室内机组与室外机组的气管和液管，应按设备技术档案要求进行安装。气管与液管为硬紫铜管时，应按设计位置安装存油弯和防震管。

6.空气设备管道安装完成后，应进行检漏和压力测试，并应做记录;合格后应进行清洗。

7.管道应按设计要求进行保温。当设计对保温材料无规定时，可采用耐热聚乙烯、保温泡沫塑料或玻璃纤维等材料。

8.空调机组安装验收标准

外观验收：

1)室内机组、室外冷凝器必须安装整齐，稳固，制冷管道平直，支撑牢固，机组运行时不会发生震动、噪声。

2)电源接线稳定无松动，排列整齐。

3)上下水管安装整齐。

4)机组表面没有划伤，碰伤。清洁，美观。

质量验收：

1)检查制冷管道压力保压合格。

2)所用管道，连线，支架等材料规格正确，质量良好。

3)上下水管线使用正常，管道通畅，无堵塞，倒流等现象。

5.3、空气调节系统调试

1.空气调节系统进行调试时，宜有建设单位代表在场。

2.空调设备安装完毕后，应首先对系统进行检漏及保压试验，其技术指标应符合设计要求。设计无明确要求时，应按设备技术档案执行。

3.空调设备、新风设备应在保压试验合格后进行开机试运行。

4.空调系统的调试应在空调设备、新风设备试运行稳定后进行。空调系统调试应做记录。空调系统验收前，应按《空调系统测试记录表》的内容对系统进行测试。

5.4、施工验收

1.空气调节系统施工验收内容及方法应按现行国家标准《通风与空调项目施工质量验收规范》GB50243的有关规定执行。

2.施工交接验收时，施工单位提供的文件除应符合相关规定外，尚应提交《空调系统测试记录表》。