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[摘 要]本文结合项目实例，对净空较低建筑物改建高密度信息机房的制冷、管线布置问题使用实际参数进行分析，通过调整选取标准机柜的高度、选取新的机房制冷技术、选取合适的走管走线方式等手段，论证此类项目的可行性。
[关键词]机房制冷技术（LCP）、管线布置
中图分类号：TU831 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0301-01
1.背景
随着信息化高速发展、电力大营销体系建设的不断深入，国家电网公司统一安排部署的信息化建设项目和营销信息系统数量越来越多，信息系统持续大规模的建设与信息机房空间不足的矛盾日渐突出，亟需找寻合适场所建设新的高密度信息机房，但由于高密度信息机房具有设备摆放集成度高、管线量大、余热量大、余湿量小、循环风量大、焓差小等特点，因此多处选址均存在问题，最终选择临近某公司附近的多层停车楼作为高密度信息机房的建设场所，拟将此停车楼的顶层作为改造成高密度信息机房的目标场所，其场地平整，可用建筑面积约1653㎡，层高3m，梁底净高2.45m，板底至楼面高度2.8m，梁柱呈网格型框架结构，屋顶暂时空置。从梁底净高参数来看，明显不能满足传统下送风上回风的信息机房散热、走线布置等需求【1】。
2.制冷技术比较
2.1传统精密空调下送风上回风方式简介
传统的机房专用精密空调技术，制冷方式为风冷制冷，送风方式为下送风上回风。此技术要求机房内需设有≥500mm高架空的活动地板，在活动地板下的空间，被空调用作送风的静压风库，通过保持正压，气流组织分配均匀地送入各个网络设备内。下送上回气流组织把机房空调与机柜的设备冷却合二为一个送风系统，回风通过空调柜顶设置的风口回至空调内。由于活动地板形成一个大的送风箱，因此活动地板直接影响空调效果，若地板下空间不够，会造成送风短路，不能到达最远处通信设备机架，使得机房内区域温差较大，不利于信息设备正常工作。
2.2 LCP机房制冷技术简介
LCP即Liquid Cooling Package，其原理是利用LCP机柜内风机将热风从相邻的服务器后部抽到液体冷却柜中，由LCP内部水管制冷热风，而后将冷风吹到服务器前部，其热水再回流到室外的循环制冷设备，通过这一过程的不断循环，达到制冷的效果。对机房来说，LCP将临近的一组机柜包装成一个类似“冰箱”的单元，而传统的下送风上回风精密空调则是立足于将整个机房制冷有一个“冷库”，相比之下，两者的能耗差别明显，并可使传统的约4kW/机柜的制冷量提升到约30kW/机柜的制冷量。
LCP内部气流组织如下图示：
LCP技术的室外Freecooling（自然冷却系统）【2】，当环境温度低于15摄氏度时，可以不通过室外循环制冷设备来制冷液体，可仅使用自然冷量制冷，具有较好的节能应用效果。
综上所述，采用LCP技術，设备机柜的散热将不再受建筑物的净空影响，非常适用于解决净空受限项目的机房制冷问题。
3主机房制冷系统分析
由于受房间净高限制，主机房制冷方式可采用LPC行级空调平行送风方式；拟采用模块化部署，单排分别部署配电列头柜和弱电布线柜；空调与机组高效模块化，封闭冷通道。单个模块内行级空调水平送风保护距离为2～3m，空调前出风冷却冷通道，通过服务器机柜，机柜产生热量，空调背面风扇回收热量，反复循环。因此模块内机柜与行级空调交错布置，保证良好的气流组织，避免整体总冷量充足，局部屏柜的温度偏高的现象产生。
主机房设备区高密度区单组机柜布置示意如下图示：
LPC行级空调设有完整的上下水系统，每个单元各有一组冷冻水管道供水，主管沿梁下水管走管，支管上安装阀门和过滤器，所有检修维护均在水管夹层内进行，水平支管在架空静电地板下敷设，下水管的直径和坡度应足够大，以免管道堵塞。每个单元下部均应设地漏、下水管，以便在空调加湿器漏水或水管破裂后，保证机房内设备和设施的安全。漏水管引接至大楼排水系统。
整体上看来，主管在夹层内走管可以提升安全性及运维的便利性，而水平支管则能够方便的在200mm高度的地板下通过，避免了从设备上方经过。
4.主机房内管线布置分析
放置于主机房区设备主要为以太网交流设备，拟采用上走线、下走管方式布置各系统管线。本场地为井字梁结构，梁下净高约2.45m。布置的主要管线包括：强弱电主线槽、气体消防主管、冷冻水主管、冷冻水末端支管等。
4.1主机房内垂直方向管线布置
本文以图例对本项目主机房的管线布置说明：
如上图所示，若静电地板采用200mm高度、采用1.8m高的标准设备机柜，主机房区域机柜列冷热通道内最低净高约2.15m，主的管线基本可以布置到位，但管线的维护空间会显得狭窄，如果强（弱）电线槽采用500mm的高度，距梁底仅余128mm，但基本能够布置到位。从垂直方向管线整体布置来看，各主要管线基本能够布置到位，拟通过后续施工阶段的深化，可局部利用梁底到顶面的350mm高度井字空间，微调各管线交叉细节部位的位置关系，交叉位置可采用U型跨接方式，则该场地的管线垂直方向的布置初步分析基本可行。
4.2新风排风设备布置
基于场地内梁下高度空间有限，梁下几乎没有走管道的空间，因此场地内不采用风管长距离布置新风管和排风管，可充分利用梁底到顶面的350mm高度井字空间，全部就近在走道或房间内贴顶面安装新风机和排风机，短距离接入机房内，初步分析基本可行。
5.结论
对于建筑物净空较低，引起建筑物高度和信息机房的散热、管线布置的问题矛盾凸显，业内对于此种情况建设高密度信息机房一般是采取否定态度的。本文结合项目实例，对高密度信息机房改造的散热、管线布置问题进行分析，通过调整选取标准机柜的高度、选取新的机房制冷技术、选取合适的走管走线方式、充分利用井字梁的空间，本项目建设信息机房是可行的。因此，对于此类由于项目场地引起的类似问题，不应一票否决，还应具体情况具体分析。
参考文献
[1] 沈向阳，陈嘉澍，卓献荣，吕金虎.数据机房冷区内气流组织的优化.流体机械，2014，42（3）.
[2] 王建民，赵世萍，曹继业.自由冷却技术在大型数据中心制冷系统中的设计原理.信息与电脑，2013，09.
[关键词]机房制冷技术（LCP）、管线布置
中图分类号：TU831 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0301-01
1.背景
随着信息化高速发展、电力大营销体系建设的不断深入，国家电网公司统一安排部署的信息化建设项目和营销信息系统数量越来越多，信息系统持续大规模的建设与信息机房空间不足的矛盾日渐突出，亟需找寻合适场所建设新的高密度信息机房，但由于高密度信息机房具有设备摆放集成度高、管线量大、余热量大、余湿量小、循环风量大、焓差小等特点，因此多处选址均存在问题，最终选择临近某公司附近的多层停车楼作为高密度信息机房的建设场所，拟将此停车楼的顶层作为改造成高密度信息机房的目标场所，其场地平整，可用建筑面积约1653㎡，层高3m，梁底净高2.45m，板底至楼面高度2.8m，梁柱呈网格型框架结构，屋顶暂时空置。从梁底净高参数来看，明显不能满足传统下送风上回风的信息机房散热、走线布置等需求【1】。
2.制冷技术比较
2.1传统精密空调下送风上回风方式简介
传统的机房专用精密空调技术，制冷方式为风冷制冷，送风方式为下送风上回风。此技术要求机房内需设有≥500mm高架空的活动地板，在活动地板下的空间，被空调用作送风的静压风库，通过保持正压，气流组织分配均匀地送入各个网络设备内。下送上回气流组织把机房空调与机柜的设备冷却合二为一个送风系统，回风通过空调柜顶设置的风口回至空调内。由于活动地板形成一个大的送风箱，因此活动地板直接影响空调效果，若地板下空间不够，会造成送风短路，不能到达最远处通信设备机架，使得机房内区域温差较大，不利于信息设备正常工作。
2.2 LCP机房制冷技术简介
LCP即Liquid Cooling Package，其原理是利用LCP机柜内风机将热风从相邻的服务器后部抽到液体冷却柜中，由LCP内部水管制冷热风，而后将冷风吹到服务器前部，其热水再回流到室外的循环制冷设备，通过这一过程的不断循环，达到制冷的效果。对机房来说，LCP将临近的一组机柜包装成一个类似“冰箱”的单元，而传统的下送风上回风精密空调则是立足于将整个机房制冷有一个“冷库”，相比之下，两者的能耗差别明显，并可使传统的约4kW/机柜的制冷量提升到约30kW/机柜的制冷量。
LCP内部气流组织如下图示：
LCP技术的室外Freecooling（自然冷却系统）【2】，当环境温度低于15摄氏度时，可以不通过室外循环制冷设备来制冷液体，可仅使用自然冷量制冷，具有较好的节能应用效果。
综上所述，采用LCP技術，设备机柜的散热将不再受建筑物的净空影响，非常适用于解决净空受限项目的机房制冷问题。
3主机房制冷系统分析
由于受房间净高限制，主机房制冷方式可采用LPC行级空调平行送风方式；拟采用模块化部署，单排分别部署配电列头柜和弱电布线柜；空调与机组高效模块化，封闭冷通道。单个模块内行级空调水平送风保护距离为2～3m，空调前出风冷却冷通道，通过服务器机柜，机柜产生热量，空调背面风扇回收热量，反复循环。因此模块内机柜与行级空调交错布置，保证良好的气流组织，避免整体总冷量充足，局部屏柜的温度偏高的现象产生。
主机房设备区高密度区单组机柜布置示意如下图示：
LPC行级空调设有完整的上下水系统，每个单元各有一组冷冻水管道供水，主管沿梁下水管走管，支管上安装阀门和过滤器，所有检修维护均在水管夹层内进行，水平支管在架空静电地板下敷设，下水管的直径和坡度应足够大，以免管道堵塞。每个单元下部均应设地漏、下水管，以便在空调加湿器漏水或水管破裂后，保证机房内设备和设施的安全。漏水管引接至大楼排水系统。
整体上看来，主管在夹层内走管可以提升安全性及运维的便利性，而水平支管则能够方便的在200mm高度的地板下通过，避免了从设备上方经过。
4.主机房内管线布置分析
放置于主机房区设备主要为以太网交流设备，拟采用上走线、下走管方式布置各系统管线。本场地为井字梁结构，梁下净高约2.45m。布置的主要管线包括：强弱电主线槽、气体消防主管、冷冻水主管、冷冻水末端支管等。
4.1主机房内垂直方向管线布置
本文以图例对本项目主机房的管线布置说明：
如上图所示，若静电地板采用200mm高度、采用1.8m高的标准设备机柜，主机房区域机柜列冷热通道内最低净高约2.15m，主的管线基本可以布置到位，但管线的维护空间会显得狭窄，如果强（弱）电线槽采用500mm的高度，距梁底仅余128mm，但基本能够布置到位。从垂直方向管线整体布置来看，各主要管线基本能够布置到位，拟通过后续施工阶段的深化，可局部利用梁底到顶面的350mm高度井字空间，微调各管线交叉细节部位的位置关系，交叉位置可采用U型跨接方式，则该场地的管线垂直方向的布置初步分析基本可行。
4.2新风排风设备布置
基于场地内梁下高度空间有限，梁下几乎没有走管道的空间，因此场地内不采用风管长距离布置新风管和排风管，可充分利用梁底到顶面的350mm高度井字空间，全部就近在走道或房间内贴顶面安装新风机和排风机，短距离接入机房内，初步分析基本可行。
5.结论
对于建筑物净空较低，引起建筑物高度和信息机房的散热、管线布置的问题矛盾凸显，业内对于此种情况建设高密度信息机房一般是采取否定态度的。本文结合项目实例，对高密度信息机房改造的散热、管线布置问题进行分析，通过调整选取标准机柜的高度、选取新的机房制冷技术、选取合适的走管走线方式、充分利用井字梁的空间，本项目建设信息机房是可行的。因此，对于此类由于项目场地引起的类似问题，不应一票否决，还应具体情况具体分析。
参考文献
[1] 沈向阳，陈嘉澍，卓献荣，吕金虎.数据机房冷区内气流组织的优化.流体机械，2014，42（3）.
[2] 王建民，赵世萍，曹继业.自由冷却技术在大型数据中心制冷系统中的设计原理.信息与电脑，2013，09.