信息化社会的不断发展使通信行业空前炽热。通信机房的建设作为通信行业的基础被提到了至关重要的位置。这十年来服务器成长了6倍,存储成长了69倍，从2001年到目前,服务器的平均能耗翻了四倍，数据中心的能耗每五年就翻一番，66-73%的企业在未来的12-24个月中将扩充他们的数据中心，降低成本是每个企业最重要的事之一。在通信系统的建设和运行中，空调系统能耗占据总能耗30%~45%，并且比例在逐渐增大，不断增大的数据机房内通信设备的功耗密度对其的要求亦越来越高。因此，如何降低数据机房的能耗引起了业主，设计人员以及研究人员的关注和重视。本文以重庆某云计算中心为对象，对大型计算机机房的空调系统设计开展了研究，其中第二至四章为主体章节。第一章对计算机房的现状，发展以及国内外研究情况进行了介绍，提出本文的研究内容，目的和意义。第二章以重庆某云计算中心为研究对象，利用DEST模拟软件对云计算中心全年8760个小时进行逐时动态模拟，得到机房最大冷负荷，逐时负荷特性、月平均负荷、各月平均负荷率，负荷构成特性等，对全年动态负荷特性进行分析与讨论。根据重庆室外气象参数，分析了重庆全年温度与湿度的特点，讨论利用室外自然冷源为机房降温的可能性。第三章是本文的重点章节，首先介绍了机房空调设计特点，并且提出了常用的几种机房空调系统，对每一种空调系统形式进行介绍和描述，然后根据本文研究项目的实际情况，引出蒸发式冷却技术，提出一种新的空调设计方案，通过焓湿图，对此方案进行详细的计算，说明和分析。并对全新风模式下室内温湿度动态响应特性进行分析，发现全年大部分时刻的室内温湿度均可以达到本项目机房温湿度要求，因此设计的冷新风+热回风运行模式可以改为全新风运行模式，降温效果更佳。最后，为了分析此方案的可行性和经济性，从设备初投资，运行费用，能耗等方面将传统空调方案与此方案进行对比，得出结论：本文提出的这种方案运行费用以及能耗低于传统机房空调方案，节能效果明显。第四章，为了了解蒸发式冷却组合式空调机组方案在不同地区的适用性，在北方地区选取与重庆地区气候差异较大，具有代表性的北京地区进行研究对比，得到结论：北京地区室外新风利用率高于重庆地区，但由于北京地区的气候特点，需要增加加湿或除湿设备，初投资增大。第五章介绍了传统机房的几种气流组织形式，包括风帽送风，上送下回，下送上回等方式。为了研究机房空调的气流组织形式，相对于传统的气流组织形式，提出一种新的形式，并且采用流体动力学PHOENICS计算模拟软件对新的气流组织形式在本项目的应用进行了模拟以及数值计算，从得出的温度场和风速场进行分析。根据温度场和风速场中出现的问题提出优化方案，对优化方案再一次进行模拟分析，确定相对最优的气流组织形式。