油田云计算机房暖通系统的设置

2015-02-15韩艳平大庆油田设计院

油气田地面工程 2015年5期

韩艳平大庆油田设计院

油田云计算机房暖通系统的设置

韩艳平大庆油田设计院

为有效解决信息资源利用率和共享问题，大庆油田某研究院计划建设云计算机房，机房总面积约3 200 m2，计划摆放机柜520个，附属房间包括办公室、通风机房、冷冻水机房、消防设施间等，空调负荷预计将达到1 800 kW。方案采用地板下送风，吊顶回风的形式。有资料表明，电子信息系统机房内空调系统的用电量约占机房总用电量的20%～30%，因此空调系统的节能措施是机房节能中的重要环节，鉴于大庆属严寒地区，机房空调全年运行中利用自然冷却时间较长，采用风冷冷水机组可大幅提高机房的PUE值，节能效果显著。方案中将环状管网和枝状管网两种走线方式作为备选，并将加湿段分设于各室内机内。

云计算；机房；恒温恒湿；回风设置；冷源设置

近年来，随着油田基础设施的不断完善，云计算技术迅猛发展。同时，建设绿色数据中心的理念和节能环保技术的应用也逐渐普及。数据中心机房的建设，往往需借鉴国际、国内数据中心建设的实践，结合油田信息系统现状和未来需求，采用先进成熟的技术，才能保证云计算机房达到稳定、高效的使用效果。

2014年，为有效解决信息资源利用率和共享问题，大庆某研究院计划建设云计算机房，机房总面积约3 200 m2，计划摆放机柜520个，附属房间包括办公室、通风机房、冷冻水机房、消防设施间等，空调负荷预计将达到1 800 kW。

在使用方的组织下，为解决设计中的一些关键问题（如送回风型式、冷热源设置型式、冷冻水设置型式、空调机房设置型式等），2014年10月，对新近建设的中兴能源马驹桥项目机房、中国石油数据中心机房、中国石油昌平数据中心机房空调的使用案例进行了考察，并将空调设计中的要点情况进行总结，如表1所示。

通过现场调研，结合使用方意见，对要点问题的分析如下。

表1 项目设计要点

1 送、回风设置

调研中3个项目机房均采用了地板下送风的型式，相比传统的上送风，地板下送风系统使用较高的送风温度。有关研究表明，在达到相同的工作区温湿度环境时，地板送风系统比传统空调系统的送风温度高约4℃，允许在空气较为干燥的季节，采用较高的盘管冷却温度和蒸发器蒸发温度，提高了冷水机组的COP。由于地板下送风横截面较大，所以压力损失较小，从而减小了空气输送动力，减少了风机能耗，对于恒温恒湿机房的设计，地板下送风已成为主流的气流组织型式。

调研项目中回风型式有两种：①风口侧装，气流由机柜上方无组织自然回流；②吊顶回风，回风口于机柜间吊顶上布置，气流有组织回流。两种方式优劣详见表2。

综上，我方在云计算中心机房中采用了地板下送风，吊顶回风的形式。

表2 回风型式优劣对比

2 冷源设置型式

调研中3个项目机房的冷源采用了两种型式，即直接蒸发风冷模块机和风冷冷水机组。两种方式优劣详见表3。

表3 冷源型式优劣对比

有资料表明，电子信息系统机房内空调系统的用电量约占机房总用电量的20%～30%，因此空调系统的节能措施是机房节能中的重要环节，鉴于大庆属严寒地区，机房空调全年运行中利用自然冷却时间较长，采用风冷冷水机组可大幅提高机房的PUE值，节能效果显著。

结合本项目需要，在工程方案中采用了风冷冷水机组。

3 冷冻水设置型式

调研中采用风冷冷水机组的项目，冷冻水系统有两种型式，即环状管网和枝状管网。两种方式优劣详见表4。

表4 冷冻水管网型式优劣对比

综上，在方案中采用了以下折中的办法：室内管线做枝状管网，将有冻胀危险的室外管网做成环状，并用阀门分段，保证任一管段检修，系统不停机；同时，为了把管线冻胀的可能性降到最低，总管壁厚加厚，保温加强，伴热电源接入UPS；同时建议在施工阶段控制质量，如：可对室外环状管网焊缝进行100%超声波探伤。

关于冷冻水管线的设置位置，调研项目中冷冻水的走线均采用了吊顶走线，其特点是管线运行环境相对干燥，不易腐蚀，管线检修只需打开吊顶即可，缺点是占用房间吊顶空间（本工程中管线占用高度400 mm）。

如采用地沟走线，则需单独设置排水地沟（本工程中，冷冻水管线所占用的地沟净尺寸约为1 200 mm×600 mm，且地沟顶面与机房地板下空间底面相平，此地沟也可防止其他意外的漏水事故），管线运行环境相对潮湿、检修时需打开活动地板（或活动盖板，依地沟设置位置不同而不同），优点是管线走线顺畅，不占用吊顶空间。

方案中两种走线方式均作为备选。