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【IBE】数据中心新风的重要性及设计

智能建筑电气技术杂志  · 公众号  ·  · 2017-05-18 14:42

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虽然新风机是最常用的新风提供设备,但新风小室也不失为一种有效的新风提供手段。新风小室是净化车间常用的一种方法,适用于外界比较脏、空气质量严重不达标、风量大、室内质量要求较严格的场所。在外界空气比较干净的中小机房内宜使用新风机,其他采用新风小室则会更加实用。


在实践中,有些机房在设置了新风系统的情况下仍然无法保证洁净度的案例不在少数,原因有很多,如机房封堵不严,造成大量新风泄漏,机房内形不成正压;运维不力,致使新风机过滤器被粉尘堵塞,新风量不足等。


笔者在中央国家机关进行的数据中心机房空调节能调查中发现,有许多数据中心为了节能不使用新风机,而是采用一般建筑中常用的节能换气机,这是错误的。在数据中心内输送新风的关键是为了保持机房内部正压,而换气机却是只能给室内提供新鲜空气。对于在数据中心机房中采用热回收新风换气机的情况,看似节能又能给室内提供新鲜空气,是一举两得的好设计,但新风主要的功能——维持室内正压没有实现,本末倒置。所以在数据中心机房里只能用新风机,不能用新风换气机。


此外,有些数据中心在秋、冬、春季时会出现室外温度低于机房室内温度的情况,用室外新风作天然冷源,对机房进行降温(即全新风自然冷却系统),其节能效果明显。但鉴于目前国内空气质量恶劣和技术水平有限的情况,机房环境会受到损害,数据中心机房的安全性会受到威胁,所以笔者不建议此做法,除非室外总体环境能满足全新风自然冷却的要求。虽然我国的确有极少地区(比如贵阳地区)可以采用这种方法,但这种模式至少目前还没有可能在全国推广。


1.3 新风的作用


过去认为新风的作用只有2个:为数据中心工作人员提供新鲜空气;使数据中心机房保持正压以便数据中心内的含尘浓度得以控制在规定范围内。但现在新风还有一个新的作用:通过不断补充新风,冲淡机房内有害气体的浓度,从而提高机房的安全性。


现在我们所处的空气环境比较恶劣,雾霾天气较多,给人带来不适感的同时,也给数据中心的服务器带来很大压力。近期已经有多起由有害气体造成数据中心设备损坏的报道,证明了有害气体可危害数据中心。所以许多数据中心已经开始考虑增加具有防护有害气体功能的化学过滤系统。


有害气体的来源主要有外界空气和数据中心机房内部两个。对于外界空气中的有害气体,可以使采用在新风系统中增加化学过滤系统的方法,使进入数据中心机房内的新风洁净无害;对于数据中心机房内部产生的有害气体(如电池产生的含硫气体等),应该隔离污染源,将有可能产生有害气体的设备和物品单独放置,与主机房隔离开,如果无法隔离,可使用洁净无害的新风稀释数据中心内有害气体的浓度,减少对电子信息设备的危害。所以现在的新风又具有了一个新的功能——稀释有害气体。图1是数据中心配电柜受到机房内有害气体腐蚀的前后对比照片样例。

a 未腐蚀的铜排                   b被腐蚀的铜排

图1 数据中心配电柜受到机房内有害气体腐蚀前后的对比照片

1.4 新风小室的应用


鉴于目前国内空气污染的情况,新风机的过滤器是非常容易堵塞的。如果过滤器清洗或更换不及时,不但会造成新风机效率降低、能耗增加,还会增加新风机过热着火的危险。而且新风机的过滤器容尘面积相对较小、风速过快、温/湿度预处理和化学处理效果都不佳。如果条件允许,采用新风小室是较好的方法。


下面就新风小室在某数据中心的应用展开介绍。


该数据中心位于城郊,周围环境差,空气中含尘浓度高。专家针对该数据中心所处的环境,提出了采用新风小室的设计方案,因为其容尘量大、新风量大,非常适合环境恶劣的场所。


典型的新风小室如图2所示。新鲜空气从进风口进入新风小室的前室,然后经过过滤墙,被过滤墙处理为洁净空气进入后室。新鲜空气在后室被舒适性空调预处理后,将新鲜空气的温/湿度处理到与机房温/湿度要求相近时再吹入机房,以达到为机房提供新风的目的。新风小室具有以下优点。


1)维护周期长:因新风小室内外室的隔断墙几乎都是过滤器(一般都留有一个检修门),所以过滤墙使过滤网的面积扩大了几倍、十几倍甚至几十倍,延长了更换或清洗过滤网的维护周期,一般达到了同等风量新风机的几倍到十几倍。


2)预处理能力强:新鲜空气在后室停留时间长,可以被舒适性空调多次处理,温/湿度更接近机房内的空气,预处理能力比新风机要强很多。如果把化学过滤添加在过滤器中,因为过滤器面积很大,风阻可以忽略不计;但若加在一般的新风机上,则需要加大新风机的风机功率,否则风量将会下降。由于流经新风机过滤器的空气流速快且为一次性,所以相对新风小室来说,新风机温/湿度的预处理能力和化学过滤能力都十分有限。







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