ISO/IEC 22237-4:2021《信息技术 数据中心设施和基础设施 第4部分：环境控制》主要针对数据中心内部及相关空间的环境控制系统提出要求和建议，是ISO/IEC 22237数据中心设施和基础设施系列中的重要组成部分。标准以ISO/IEC 22237-1确定的可用性、安全性和能源效率支持能力为基础，从温度、流体运动、相对湿度、颗粒物、振动以及环境控制系统物理安全等方面建立技术框架。
对于传统风冷数据中心，环境控制主要体现为空气温度、相对湿度、气流组织和空气洁净度等参数；对于冷板式液冷和浸没式液冷数据中心，环境控制的对象进一步扩展到冷却液循环、供回液温度、流量、压力以及液冷设备所在空间的环境条件。因此，ISO/IEC 22237-4并不是单纯的空调系统要求，而是从数据中心整体基础设施角度分析“如何持续维持适合IT设备及相关基础设施运行的环境条件”。
标准介绍
ISO/IEC 22237-4:2021于2021年10月发布，目前为该部分的正式国际标准版本，并取代此前的ISO/IEC TS 22237-4:2018。2021版的范围重点包括温度控制、流体运动控制、相对湿度控制、颗粒物控制、振动以及环境控制系统的物理安全。与2018版技术规范相比，2021版对内容结构进行了调整，因此实际项目引用时应明确采用2021版，而不能直接沿用旧版章节结构。
该标准适用于数据中心环境控制系统的设计、安装和运行相关工作，强调环境控制系统与供配电、数据中心空间及整体可用性之间的关系。标准并不负责IT设备本身的选型，也不能替代设备制造商规定的运行环境要求。实际工程中，应将标准要求与服务器、网络设备、CDU、泵、换热设备以及其他液冷基础设施的制造商条件结合起来确定具体运行范围。
ISO/IEC 22237-4主要覆盖哪些环境控制内容
| 控制方向 | 主要内容 | 数据中心应用意义 |
| 温度控制 | 数据中心不同功能空间及IT设备区域的温度维持与监测 | 避免过高、过低或过大的温度变化影响设备运行 |
| 流体运动控制 | 空气、水、制冷剂等温控流体的供应、输送和分配 | 保证冷却能力能够稳定传递至受控空间 |
| 相对湿度控制 | 湿度、露点以及冷凝风险控制 | 降低静电、结露及环境条件变化造成的风险 |
| 颗粒物控制 | 空气质量、过滤和污染物控制 | 减少颗粒污染对IT设备和环境控制系统的影响 |
| 振动控制 | 环境控制系统及相关设备产生的振动 | 降低振动对设备运行和建筑设施的潜在影响 |
| 物理安全 | 环境控制系统的物理防护和安全条件 | 防止环境控制基础设施受到未经授权的影响或破坏 |
数据中心环境控制与Availability Class的关系
ISO/IEC 22237-4将环境控制系统的设计与数据中心所要求的Availability Class联系起来。环境控制并不是单独评价某一台空调、冷水机组或CDU是否存在，而是需要从冷源、输送路径、分配设备以及受控空间整体分析环境控制系统的可用性。
对于较高Availability Class的数据中心，环境控制系统通常需要考虑设备冗余、冷却路径冗余以及维护期间的连续运行能力。具体采用多少台设备、多少条管路或何种冗余架构，并不能脱离项目条件直接套用，而应根据数据中心目标等级、设备布置、负载规模以及维护策略确定。
| 评价方向 | 需要分析的问题 | 典型关注对象 |
| 冷却来源 | 是否具有满足目标运行条件的冷却能力 | 冷水机组、冷却塔、干冷器、自然冷源等 |
| 冷却路径 | 冷却介质能否持续输送到受控空间 | 水管、制冷剂管路、风道及相关阀门 |
| 分配设备 | 冷却能力是否能够合理分配 | CRAH、CDU、换热器、泵组及末端设备 |
| 控制系统 | 温湿度和流体参数是否能够持续监控与调节 | 传感器、控制器、监控平台 |
| 维护能力 | 设备维护期间是否仍能保持所需环境条件 | 备用设备、旁路、冗余路径 |
温度控制要求
温度是数据中心环境控制中最核心的参数之一。ISO/IEC 22237-4要求根据数据中心实际空间和所容纳设备的运行条件确定温度控制方案。IT设备的允许温度范围应优先结合设备供应商给出的运行要求确定，而不能仅依据一个固定的机房温度数值判断环境是否满足要求。
标准强调避免过大的温度变化。对于计算机房，应根据实际气流组织、机柜排列、封闭冷通道或热通道等条件设置具有代表性的温度测量点。对于采用液冷技术的机房，即使服务器主要通过液体带走热量，仍不能认为空气温度已经与服务器运行环境完全无关，因为机柜外部、电源设备、网络设备以及部分辅助设备仍可能依赖空气环境控制。
温湿度监测与露点控制
相对湿度控制不仅关系到设备运行稳定性，也与静电和冷凝风险有关。标准提出，对于容易受到静电放电影响的设备空间，应按照设备供应商的环境要求控制相对湿度；当没有设备制造商相关信息时，标准给出了最低露点条件作为设计参考。
在实际项目中，露点比单独观察相对湿度更加有意义。因为当不同区域温度发生变化时，相同的相对湿度可能对应不同的绝对含湿量。特别是在冷水系统、冷板液冷或其他存在低温表面的场景中，需要根据实际表面温度判断是否存在结露可能，并采取相应的防冷凝措施。
| 监测参数 | 主要作用 | 液冷数据中心关注点 |
| 空气温度 | 判断空间环境是否处于设备允许范围 | 关注IT设备、电气设备及液冷辅助设备所在区域 |
| 相对湿度 | 评价空气含湿状态 | 避免湿度异常导致静电或冷凝风险 |
| 露点温度 | 判断空气达到饱和并发生冷凝的风险 | 重点关注低于空气露点的冷表面 |
| 供液温度 | 反映液冷系统向末端提供的冷却能力 | 冷板、CDU二次侧及其他液冷末端 |
| 回液温度 | 反映IT负载产生的热量变化 | 分析热负载、换热能力及系统运行状态 |
流体运动控制是液冷数据中心的重点
ISO/IEC 22237-4中的“流体运动控制”是液冷数据中心特别需要关注的内容。标准将环境控制系统划分为供应和分配等功能元素，其中供应侧负责产生温控流体，分配侧负责将温控流体输送和分配到受控空间。对于液冷数据中心，这种思路可以对应到冷源、一次侧或设施水系统、CDU以及技术冷却回路等多个层级。
液冷系统的环境控制不能仅观察CDU出口温度，还需要分析整个流体路径。管路长度、管径、阀门、过滤器、换热器和快速接头都会对流量和压力产生影响。设计阶段需要关注流体路径中的摩擦损失和阻塞情况，并通过运行控制避免由于路径变化导致流量能力下降。
冷板式液冷环境控制要求
冷板式液冷通常通过冷板直接从GPU、CPU等高热流密度器件附近带走热量，冷却液经过CDU与设施侧冷源进行换热。此类系统中，环境控制实际上由空气环境和液体环境共同构成。
| 系统层级 | 主要控制参数 | 环境控制关注点 |
| 设施冷源侧 | 供水温度、回水温度、流量、压力 | 为CDU提供稳定的热交换条件 |
| CDU侧 | 一次侧与二次侧温度、流量、压力 | 完成不同冷却回路之间的热量传递 |
| 技术冷却回路 | 供液温度、回液温度、流量、压力 | 保证冷板获得满足设备要求的冷却液 |
| 冷板侧 | 入口温度、出口温度及流量 | 保证芯片热量能够有效传递至冷却液 |
| 机房空气侧 | 温度、湿度、露点 | 控制电源、网络设备及其他非液冷部件的环境条件 |
对于具体液冷项目，供液温度和流量不能脱离服务器及冷板制造商的运行要求确定。尤其是在较高供液温度下运行时，应同时分析芯片结温、冷板热阻、CDU换热能力以及空气环境条件，不能仅依据机房平均温度判断系统是否满足要求。
浸没式液冷环境控制
浸没式液冷的数据中心环境控制与冷板式液冷存在明显差异。服务器主要通过浸没在冷却液中的方式进行热交换，Tank内部冷却液的温度、流动状态和洁净程度会直接影响散热能力。因此，除了建筑空间空气环境外，还需要对浸没式液冷系统自身的液体循环条件进行控制。
对于单相浸没式液冷，重点可以放在冷却液温度、流量、压力、过滤状态以及Tank内部温度分布等方面；如果项目采用其他浸没式技术路线，则需要根据具体设备和冷却介质确定控制参数。液体本身的材料兼容性、腐蚀性和污染问题也应结合相应的冷却液测试与系统可靠性要求进行评价。
空气流动与颗粒物控制
对于仍然采用空气冷却的设备区域，气流组织直接影响设备进风温度和冷却能力。ISO/IEC 22237-4要求对环境控制系统中的流体运动进行控制，同时关注数据中心空间中的空气质量。实际设计需要结合机柜排列、送风和回风路径以及冷热通道组织确定气流控制方案。
颗粒物控制同样不能忽略。空气中的颗粒污染可能进入服务器、电源模块、风扇和换热设备内部，并长期积累。采用新风直接冷却方案时，对外部环境污染物的监测和控制尤其重要。对于液冷数据中心，虽然服务器主要热源通过液体进行冷却，但电源设备、网络设备以及部分辅助设备仍可能依赖空气冷却，因此不能简单取消空气质量控制。
振动控制要求
环境控制系统中的风机、泵、压缩机和其他机械设备可能产生振动。对于数据中心而言，需要关注振动通过建筑结构、设备基础或管路系统传递到IT设备和其他基础设施的可能性。
液冷系统中的泵组属于典型的机械运动设备。对于CDU、冷却泵和其他液冷设备，应根据设备安装方式、转速、基础结构以及管路连接条件分析振动传播路径。检测时可以结合设备运行状态对振动进行测量，并根据项目技术要求判断是否存在异常振动或机械状态问题。
不同数据中心空间的环境控制
| 空间类型 | 主要环境控制要求 | 实际关注重点 |
| 计算机房 | 温度、相对湿度、气流和相关监测 | IT设备进风条件、热点、温度分布和湿度 |
| 通信空间 | 温度、相对湿度及环境控制可用性 | 通信设备持续运行条件 |
| 电气空间 | 温度、湿度和防冷凝措施 | UPS、配电设备等对环境温度的要求 |
| 机械空间 | 根据设备类型确定温湿度条件 | 冷源、泵、CDU及其他机械设备运行环境 |
| 控制室 | 舒适性环境控制 | 人员长期操作环境 |
| 存储空间 | 基础温湿度控制 | 存储设备及材料的环境条件 |
| 测试及暂存空间 | 根据使用功能确定环境条件 | 测试设备和待安装设备的环境保护 |
环境控制系统的测量与监测
ISO/IEC 22237-4不仅关注环境控制设备是否安装，还强调通过测量获得能够反映数据中心运行状态的数据。对于计算机房，应根据空间大小、机柜布局和气流组织设置具有代表性的温度和湿度测量点。对于采用冷热通道封闭的机房，传感器布置应能够反映实际供风和回风条件，而不能只设置一个房间平均温度传感器。
环境监测系统还应与控制系统形成合理的数据关系。对于较高可用性要求的数据中心，应根据目标等级考虑温湿度传感器的冗余配置。露点传感器也可以作为冷凝风险分析的重要数据来源，尤其适用于存在低温冷却水管路或冷板表面的液冷系统。
环境控制系统的检测项目
| 检测项目 | 主要检测内容 | 典型应用对象 |
| 温度测试 | 空间温度、供回风温度及温度分布 | 机房、通信空间、电气空间 |
| 相对湿度测试 | 空间湿度及不同位置的湿度变化 | 计算机房及通信空间 |
| 露点测试 | 空气露点与潜在冷凝风险 | 液冷机房、低温管路区域 |
| 流量测试 | 冷却水或其他温控流体流量 | CDU、冷板系统、冷源及管路 |
| 压力测试 | 供回液压力、压差及系统压力变化 | 液冷回路、泵组、CDU |
| 颗粒物测试 | 空气颗粒物浓度及过滤效果 | 计算机房、洁净要求较高的区域 |
| 振动测试 | 设备运行状态下振动水平 | CDU、泵组、风机及机械设备 |
| 温度均匀性测试 | 不同测点之间的温度差异 | 高密度机房、冷热通道 |
ISO/IEC 22237-4与液冷系统的协同设计
液冷数据中心不能将环境控制和液冷系统完全分开设计。设施冷源向CDU提供的冷却能力、CDU向技术冷却回路提供的温度和流量、冷板或Tank从液体中吸收的热量，最终都会反映到数据中心整体环境控制效果上。
因此，在进行环境控制评估时，可以从“冷源—输送—分配—末端—监测”五个环节建立系统关系。冷源决定可提供的热交换能力，输送系统决定冷却介质能否有效到达目标设备，CDU等分配设备决定不同回路之间的换热能力，末端设备负责从IT负载带走热量，而监测系统则负责持续反馈温度、流量、压力等运行参数。
ISO/IEC 22237-4:2021与2018版的主要变化
| 对比方向 | ISO/IEC TS 22237-4:2018 | ISO/IEC 22237-4:2021 |
| 标准状态 | 技术规范，现已撤回 | 正式国际标准，现行版本 |
| 温度控制 | 覆盖温度控制 | 继续作为核心环境控制内容 |
| 流体运动 | 覆盖流体运动控制 | 继续覆盖，并强调供应与分配功能元素 |
| 相对湿度 | 覆盖湿度控制 | 继续作为核心环境参数并强化监测要求 |
| 颗粒物 | 覆盖颗粒物控制 | 继续覆盖空气质量及颗粒物控制 |
| 振动 | 覆盖振动 | 继续作为环境控制内容 |
| 环境控制系统物理安全 | 覆盖相关内容 | 继续保留并与数据中心整体安全分类相联系 |
| 内容结构 | 包含楼面布局、设备位置及节能实践等章节内容 | 2021版重新组织内容，重点集中于环境控制本身 |
因此，对于已经按照2018版技术规范开展设计或评价的数据中心，重新采用2021版时应重新确认适用条款和评价范围。特别是项目采用液冷技术后，不能简单沿用传统风冷数据中心的环境控制检查表，而应根据实际冷却架构增加流量、压力、供回液温度、露点和液冷设备运行条件等方面的检查。
环境控制符合性评估流程
- 项目条件确认：明确数据中心规模、IT负载、冷却方式、目标Availability Class及采用的标准版本。
- 环境控制方案审查：分析冷源、输送路径、分配设备、末端设备以及控制系统之间的关系。
- 设备条件确认：收集服务器、网络设备、CDU、泵组、冷板或Tank等设备的环境和运行要求。
- 测点规划：根据机房布局、设备布置和气流或液流组织确定温度、湿度、露点、流量和压力等测量点。
- 运行测试：在规定运行状态下测试温度、湿度、流量、压力、颗粒物和振动等参数。
- 稳定性分析：分析不同负载和运行状态下环境参数的变化，判断是否存在局部热点、流量不足或冷凝风险。
- 监测系统核查：确认传感器、控制系统和数据采集平台能够获得具有代表性的运行数据。
- 形成评估结果：整理测试记录和异常情况，并结合项目目标提出环境控制优化建议。
实际实施中的注意事项
首先，不能将ISO/IEC 22237-4简单理解为一个固定的机房温湿度表。标准强调的是数据中心环境控制系统的整体能力，具体环境参数需要结合IT设备供应商要求、空间功能、数据中心可用性目标和实际冷却技术确定。
其次，液冷系统的供液温度不能直接等同于机房空气温度。冷板系统、CDU和设施水系统分别处于不同的热交换层级，实际IT芯片温度还与冷板热阻、流量、热负载等因素有关。因此，环境控制评估应明确不同测量点的物理位置和参数含义。
再次，需要重点关注冷凝风险。当冷却液管路、冷板接口或其他设备表面温度低于周围空气露点时，可能产生冷凝水。尤其是在采用较低供液温度的液冷系统中，应根据实际运行条件进行露点分析，并采取保温、环境控制或其他适当的防冷凝措施。
最后，环境控制设备的冗余不能只看设备数量。需要进一步分析冷源、泵、管路、阀门、CDU以及控制系统之间的关联关系，并确认设备维护或单点故障情况下是否仍能维持项目要求的环境条件。
ISO/IEC 22237-4对液冷数据中心的应用价值
ISO/IEC 22237-4能够将数据中心环境控制从单纯的空调问题扩展到整个冷却基础设施。对于高密度AI服务器和液冷机柜，环境控制系统已经同时涉及空气环境、设施水系统、CDU、技术冷却回路和末端换热设备，因此需要从整体热管理链路分析运行条件。
在新建液冷数据中心中，可以在建筑和机电设计阶段同步考虑环境控制等级、冷源配置、管路路径、CDU设备空间、传感器布置以及维护条件；对于既有数据中心进行液冷改造，则可以重点评估原有冷却系统、供配电系统和空间条件能否支撑新增液冷负载，并通过测试验证改造后的温度、湿度、流量、压力和冷凝控制效果。
关于德恺液冷检测
德恺液冷检测围绕数据中心液冷系统及相关环境控制需求开展测试与技术评估，可结合冷板式液冷、浸没式液冷、CDU、液冷机柜、液冷管路及配套冷却设施，对温度、湿度、露点、流量、压力、温度均匀性、振动及相关环境参数进行针对性测试。
针对ISO/IEC 22237-4相关项目，具体检测方案应根据数据中心冷却架构、IT设备要求、液冷设备参数、目标Availability Class、运行负载及现场条件确定。对于涉及冷却液材料兼容性、腐蚀、清洁度、泄漏和设备可靠性的项目，还应根据具体测试目的采用相应的专项检测方法，而不宜将所有液冷性能问题归入环境控制评价范围。
欢迎咨询资深专业工程师，获取ISO/IEC 22237-4数据中心环境控制评估专属方案。
