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本书吸收了第1版的经典之处，全面介绍了碳达峰、碳中和背景下我国数据中心及绿色低碳数据中心的发展现状、发展趋势、能耗问题、高效冷却设备、气流组织、监控节能系统、规划设计与标准、数据中心节能案例及5G机房设计等。书中综合目前相关新产品、新系统、新思路、新方法、新标准，结合数据中心的具体情况，介绍数据中心的演变过程、传热过程、冷热源设备及系统设计、末端设备、气流组织、监控节能系统、节能规划设计与标准，以及国内外典型数据中心的节能设计思路及案例等，以降低能耗和节约资源为目的，促进数据中心的建设实现可持续发展。本书也是作者多年从事数据中心节能技术研究和实践经验的总结。书中部分彩图采用二维码链接，读者可用微信扫描二维码查看。本书可作为高校建筑环境与能源应用工程专业的教材，也可供相关领域的设计人员、设备研发人员、系统运维人员、管理人员，以及相关政府部门的工作人员等学习和参考。 本书配有PPT电子课件，免费提供给选用本书作为教材的授课教师。需要者请登录机械工业出版社教育服务网（www.cmpedu.com）注册后下载。
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第2版前言第1版前言第1章概论11.1数据中心的前世今生11.1.1数据中心发展历程11.1.2数据中心功能演进51.2新基建数据中心发展趋势71.2.1 数据中心的市场规模71.2.2数据中心的建设情况121.2.3数据中心单机柜功率现状分析与总体能效分析151.2.4数据中心所存在的问题191.2.5新基建数据中心技术路线251.2.6数据中心的冷却技术趋势261.2.7我国数据中心发展的相关政策351.3我国绿色数据中心的发展401.3.1绿色数据中心内涵与定义411.3.2政策支持推动绿色数据中心发展421.3.3我国绿色数据中心相关技术标准与主要内容431.3.4绿色数据中心发展趋势48思考题与习题48参考文献48第2章数据中心传热过程、负荷计算与能耗模型512.1数据中心的典型布局与传热分析512.1.1数据中心建设与分类512.1.2数据中心选址分析522.1.3数据中心机房功能分区及其面积选取542.1.4数据中心机房典型送回风方式布局552.1.5数据中心各类设备的布置原则562.1.6数据中心机房建筑设计与布局602.1.7数据中心传热分析632.2建筑围护结构的冷负荷计算642.2.1传统通过围护结构传入热量的计算642.2.2传统计算方法存在的问题652.2.3影响数据中心围护结构保温性的因素662.2.4负荷模拟计算方法的选择672.2.5DeST模型简介及其与其他模型的比较682.2.6基于DeST软件的数据中心的全年负荷及能耗模拟692.3新风及人体负荷计算732.3.1人体散热量计算732.3.2新风冷负荷计算732.3.3人体散湿量计算742.3.4新风湿负荷计算762.4IT及转换设备热负荷估算与数据中心能耗模型772.4.1IT及转换设备热负荷估算772.4.2数据中心发热设备发热分析772.4.3数据中心发热设备的发热计算882.4.4数据中心能耗预测902.4.5数据中心能耗模型的建立912.4.6服务器的功耗模型 922.4.7空调系统的能耗模型972.4.8数据中心能耗的宏观预测102思考题与习题105参考文献106数据中心节能技术与应用第2版目录第3章数据中心机房侧冷源设备及系统设计1103.1数据中心冷源系统介绍1103.1.1机械制冷系统1123.1.2自然冷源系统1123.1.3分布式能源系统1133.2制冷设备原理与性能1173.2.1压缩式制冷设备1173.2.2换热设备及辅助设备的原理与性能1233.2.3溴化锂机组的原理与性能1253.3制冷设备机组原理与性能1373.3.1风冷型精密冷却设备1373.3.2水冷型直膨式冷却机组1443.3.3乙二醇自然冷型冷却机组1463.3.4冷冻水型冷却机组1483.3.5双冷源主机设备1513.3.6氟泵自然冷型冷却机组1553.3.7水侧余热回收系统1583.3.8蒸发冷却空调机组1603.4回路热管冷却技术1713.4.1回路热管冷却系统思辨1713.4.2重力型回路热管1763.4.3液泵辅助驱动回路热管冷却系统1793.4.4气泵（压缩机）驱动回路热管冷却系统1853.5冷却主机的性能评价1893.6数据中心制冷节能技术模式及制冷方案选择逻辑1903.6.1数据中心制冷节能技术模式1903.6.2数据中心制冷方案选择逻辑192思考题与习题194参考文献195第4章数据中心蒸发冷却技术1984.1蒸发冷却技术原理1984.1.1风侧蒸发冷却1984.1.2水侧蒸发冷却2004.2蒸发冷却换热器2024.2.1直接蒸发冷却器2024.2.2间接蒸发冷却器2044.3蒸发冷却技术设备性能评价2084.3.1直接蒸发冷却空调机组2084.3.2间接蒸发冷却空调机组2094.3.3蒸发冷却冷水机组2114.4数据中心蒸发冷却系统应用形式2124.4.1数据中心用直接蒸发冷却2124.4.2数据中心用间接蒸发冷却2144.4.3数据中心用空气-水蒸发冷却2184.4.4数据中心用蒸发冷却散热系统222思考题与习题224参考文献225第5章末端设备原理及气流组织评价2265.1空气侧末端设备原理及性能2275.1.1水冷柜门空调2275.1.2背板空调2285.1.3列间空调2355.1.4机房精密空调2395.2气流组织的模拟仿真2395.2.1数据中心建模2395.2.2气流控制方程2425.2.3机架与服务器模型2465.3数据中心气流组织常用性能指标及评价2505.3.1机柜冷却指数2515.3.2回风温度指数2515.3.3供热指数与回热指数2525.3.4掺混指数2535.4数值仿真在数据中心的应用2535.4.1数值仿真技术概述2535.4.2基于数值仿真技术的数据中心热管理2555.4.3基于数值仿真技术的室内应用场景2595.4.4基于数值仿真技术的室外应用场景2695.4.5基于数值仿真技术的空调故障停机分析2735.4.6数值仿真应用趋势277思考题与习题282参考文献282第6章数据中心的可视化监控节能系统2856.1控制原理简介2856.1.1基本概念2856.1.2基本控制方式2866.1.3系统的数学模型2866.1.4系统方块图2876.1.5控制性能指标2876.1.6系统的分析方法2886.1.7案例——定风量系统的基本控制2896.2节能控制理论与分析方法2906.2.1常用控制方法2916.2.2基本节能策略2946.3数据中心高压直流系统2966.3.1数据中心电源系统方案2966.3.2数据中心高压直流系统的设计对比2986.3.3数据中心高压直流系统的应用3016.4数据中心空调系统典型故障简介3016.4.1数据中心空调系统故障种类301
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随着信息技术的发展，物联网、云计算、大数据、人工智能、5G 及区块链技术迅速发展，电子商务、视频、游戏等行业客户需求持续稳定增长，人与人之间的信息交流呈现图文、视频等多元化形式。2020 年 3 月我国政府进一步强调，加快数据中心等新型基础设施建设进度。我国数据中心呈现稳定高速的增长。另外，《“十三五”国家信息化规划》指出：到 2018 年，新建大型云计算数据中心电能使用效率（PUE）值不高于 1.5；到 2020 年，形成具有国际竞争力的云计算和物联网产业体系，新建大型云计算数据中心 PUE 值不高于1.4。数据中心的快速发展和其数量规模的不断壮大将会引起巨大的能源消耗，如何提高数据中心的能效，实现数据中心走向高效、清洁、循环的绿色发展道路，保障数据中心持续健康发展成为相关研究人员的研究重点。为了进一步总结数据中心相关安全和节能技术的发展现状，由来自高校、科研机构、设计院及企业的专家、学者组成的编写班子编写了《数据中心节能技术与应用》第2版，本版吸收了第1版的经典之处，修正了存在的问题，更加全面地总结了碳达峰、碳中和背景下我国数据中心及绿色低碳数据中心的发展现状、发展趋势、能耗问题、高效冷却设备、气流组织、监控节能系统、规划设计与标准、节能案例及5G机房设计等，以满足相关专业学生、相关领域的设计人员、设备研发人员、系统运维人员、管理人员，以及相关政府部门的工作人员等学习、建设运营和决策参考的需求。第2版的修订内容主要有：第1章新增我国数据中心的发展现状与趋势及我国绿色低碳数据中心发展的主要内容；第2章对第1版内容进行了升华，对数据中心能耗模型做了全新的介绍；第3章保留了第1版的经典之处，并对回路热管冷却技术的基本原理、重力型回路热管、液泵辅助驱动回路热管、气泵（压缩机）驱动回路热管冷却系统做了详细介绍；新增了第4章内容，对数据中心蒸发冷却技术的原理、换热器类型、设备性能评价及系统应用形式进行了介绍；第5章新增面向建筑设计的BIM技术、面向环境控制的CFD技术与面向系统和建筑设备的能耗模拟技术的应用；第6章新增数据中心空调系统故障的种类、故障的基本概念以及故障检测与诊断的方法；第8章新增国家超级计算郑州中心、腾讯天津数据中心、华为智能预制模块化数据中心及海底数据中心的案例分析，为相关企业提供参考；第9章新增5G的供电技术和供冷技术的特点、设计理念、方式以及案例分析。本书分为9章，第1章由张泉、郑宏、黄翔 、李国柱、刘金祥、凌丽完成；第2章由张泉、白雪莲完成；第3章由李震、彭少华、袁晓东、张泉、邵双全、周峰、马国远完成；第4章由黄翔完成，第5章由翟志强、王辅仁、彭少华、廖曙光、黄冬梅、李楠完成；第6章由余跃滨、黄公胜、赵阳完成；第7章由夏春华、吴晓晖、熊绍东完成；第8章由罗志刚、凌丽、康楠、黄翔、李典林、何波、何继盛、李震完成；第9章由李震、陈旭、张泉、王未完成。本书的编写得到了国家重点研发项目（项目号：2018YFE0111200、2016YFB0601600）、国家自然科学基金（项目号：51878254）、湖南省重点领域研发计划（2020WK2012）及湖南省高新技术产业科技创新引领计划（2020GK4057）资助，同时对参加本书部分编写整理工作的湖南大学研究生团队、重庆大学研究生金超强和西安工程大学研究生金洋帆表示感谢。由于时间仓促，错误在所难免，希望广大读者与同行专家批评指正，便于再版时修正。张泉 李震
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