恒溫恒濕機房空調不僅對溫度可以調節,也可以對濕度可以調節,并且精度都是很高的。計算機特別是服務器對溫度和濕度都有特別高的要求,如果變化太大,計算機的計算就可能出現差錯,對服務商是是很不利的特別是銀行和通訊行業。現在的機房精密空調要求一般在溫度精度達±2℃,濕度精度±5%,高精度機房精密空調可以溫度精度達到±0.5℃,濕度精度達到±2%。
①傳統的舒適性空調主要是針對于人員設計,送風量小,送風培差大,降溫和除濕同時進行,而機房內置熱量占全部熱量的90以上,它包括設備本身發熱、照明發熱量、通過墻壁、天花、窗戶、地板的導熱量,以及陽光輻射熱,通過縫隙的滲透鳳和新鳳熱量等;這些發熱量產生余濕量很小,因此采用舒適性空調勢必造成機房內相對濕度過低,而使設備內部電路元器件表面積累靜電,產生放電損壞設備,干擾數據傳輸和存儲。同時,由于制冷量的(40%-60%)消耗在除濕上,使得實際冷卻設備的冷量減少很多,大大增加了能量的消耗。機房專用空調在設計上采用嚴格控制蒸發器內蒸發壓力,增大送風量使蒸發器表面溫度高于空氣露點溫度而不除濕,產生的冷量全部用來降溫,提高了工作效率,降低了濕量損失,即由于送風量大,送風焓差減小。
②舒適性空調風量小,風速低,只能在送風方向局部氣流循環,不能在機房形成整體的氣流循環,機房冷卻不均勻,使得機房內存在區域溫差,送風方向區域溫度低,其他區域溫度高,發熱設備因擺放位置不同而產生局部熱量積累,導致設備過熱損壞。而機房專用空調送風量大,機房換氣次數高(通常在30-60次//小時)整個機房內能形成整體的氣流循環,使機房內的所有設備均能平均得到冷卻。
③傳統的舒適性空調,由于送風量小,換氣次數少,機房內空氣不能保證有足夠高的流速將塵埃帶回到過濾器上,而在機房設備內部產生沉積,對設備本身產生不良影響。且一般舒適性空調機組的過濾性能較差,不能滿足計算機的凈化要求。采用機房專用空調送風量大,空氣循環好,同時因具有專用的空氣過濾器,能及時高效的濾掉空氣中的塵挨,保持機房的潔凈度。
④因大多數機房內的電子設備均是連續運行的,工作時間長,因此要求機房專用空調在設計上可大負荷常年連續運轉,并要保持極高的可靠性。舒適性空調較難滿足要求,尤其是在冬季,計算機機房因其密封性好而發熱設備叉多,仍需空調機組正常制冷工作,此時,一般舒適性空調由于室外冷凝壓力過低已很難正常工作,機房專用空調通過可控的室外冷凝器,仍能正常保證制冷循環工作。
⑤:機房專用空調--般還配備了專用加濕系統,高效率的除濕系統及電加熱補償系統,通過微處理器,根據各傳感器反饋回來的數據能夠精確的控制機房內的溫度和濕度,而舒適性空調一般不配備加濕系統,只能控制溫度且精度較低,濕度則較難控制,不能滿足機房設備的需要。
機房空調設計點對應運行點
如果把舒適性空調機用作機房精密空調系統,由于機房要求其運行點為:冬季:20±2℃,夏季:23±2℃,而舒適性空調機的設計點溫度一般為27℃,所以機組的實際供冷能力一般比樣本標明的額定值低10%~25%。此外,運行點偏離設計點時,在一定程度上機組的部分機件性能由于偏離了*佳運行點,從而影響了機組整體的匹配狀態,不利于機組性能的充分發揮和高效率運行。然而機房專用精密空調機,由于把運行點作為設計點,因而機組始終處于*佳運行點,這就從根本上避免了這些問題。
綜上所述,根據機房負荷特性及特點,就需要設計出一種將這些要求綜合于一體的空調機,實現以處理干冷卻工況為主的空氣處理過程。
機房空調的使用壽命
一般機房專用精密空調廠家的設計壽命是*低是10年,連續運行時間是86400小時,平均無故率達到25000小時,實際運用過程中,機房專用精密空調可運行15年。
根據國家家電行業標準,舒適性空調機的基礎設計壽命每年按運行半年計算,為3年時間,無連續運行時間指標,平均無故障時間5000小時,只適合于間斷運行,在實際使用過程中,舒適性空調機可連續運行的時間為3~5年,比機房專用精密空調相差3倍。
九、機房專用精密空調機與舒適性空調機的區別
機房專用精密空調機組與一般舒適性空調機組的對比
序號比較內容一般空調專用空調
1冷風比(kcal/m3)52.2~3
2顯熱比(顯冷量/總冷量%)0.65~0.70.85~1.0
3焓差(kcal/kg)3~52~2.5
4控制精度3℃±1℃,±3%RH
5溫度控制通常沒有有加濕和去濕功能
6空氣過濾一般性過濾要求過濾0.2~0.5的粒子,10~30萬級
7蒸發溫度較低﹥5℃~11℃
8蒸發器排數4、6、82~4排
9迎風面積較小1.3~2.7
10迎面風速(m/s)較大≤2.7
11備用單制冷回路雙制冷回路或能夠雙機熱備
12運行時間(h)8~1024
13全年運行可靠性不設計冬季運行全天候運行
14控制一般控制微機控制
15監控——能進行本機或遠程監視溫濕度、空氣處理狀態和各種報警等
機房空調在全年制冷運行方式
無論是大、中型計算機,還是程控交換機,都要求空調機全年制冷運行。而冬季的制冷運行要解決穩定冷凝壓力和其它相關的問題。多數機房專用空調機能在室外氣溫降至-15℃時仍能制冷運行,而采用乙二醇制冷機組,可在室外氣溫降至-45℃時仍能制冷運行。與此形成鮮明對比的是舒適性空調機或常規恒溫恒濕機,在此種條件下,根本無法工作。
機房的熱負荷變化幅度較大
通常要在10%~20%之間變動,這是由于主機設備所處的工作狀態不同,消耗的功耗不同所造成的。因此,機房精密空調系統必須能夠適應這種負荷的變化,以使電子元器件工作在所要求的環境條件之中,保證電路性能的可靠性。
機房空調的送回風方式多樣
由于要與電子通信設備的冷卻方式相適應,機房的空調系統的送風回風方式是多種多樣的:有上送風、下送風,有上回風、下回風、側回風等,生產企業一般是利用標準化手段開發一系列機型,以滿足用戶的不同需要。
機房專用精密空調機送風形式多為上送下回和下送上回式。機房中鋪設防靜電活動地板,機房專用精密空調采用下送上回式送風,使冷氣直接進入活動地板下,這樣使地板下形成靜壓箱,然后通過地板送風口,把冷氣均勻地送入機房內,送入設備機柜內。為此,機房專用精密空調應有足夠的風量把機房中的熱量帶走。采用這種送風形式可大大提高空調效率,同時還可以大幅度節省過去習慣的管道送風的工程費用,降低工程造價,使室內布局美觀。這是機房理想的送風方式。當然,機房送風形式要與設備散熱形式一致。
機房空調的過濾系統
通常標準型機組中,空氣過濾器均采用粗、中效過濾,而在一些進口的特型機組中,從結構設計上采用預留亞高效過濾器或高效過濾器的安裝位置,根據用戶需求選用(如凈化手術室等就選用亞高效過濾器)。只要用戶要求,過濾系統可以很方便地以更換過濾器或者增加過濾器的方式進行升級。一般A級潔凈要求使用高效或亞高效過濾器,B級潔凈要求使用亞高效或中效過濾器,即使是C級潔凈要求也應該使用中效過濾器。然而,舒適性空調機一般只有初效過濾器,如果需要提高過濾效率,也只能是改裝,而且往往還需增加風機、加大風壓,以免空調機因安裝了高效或亞高效過濾器而使送風能力大幅度下降。
機房空調的可靠性較高
針對機房精密空調系統高可靠性的要求,機房專用精密空調機在結構與控制系統設計和制造以及空調系統組成等方面都必須相應采取一系列措施,例如設置后備機組或后備控制單元,微機控制系統自動對機組運行狀態進行診斷,實時對已經出現或將要出現的故障發出報警,自動用后備機組或后備控制單元切換故障機組或故障單元。眾所周知,機房專用精密空調的控制系統功能比舒適性空調**得多。
控制系統的性能與空調系統技術經濟性能密切相關。不少機房專用精密空調機生產企業專門開發一系列的控制器作為空調系統的組成部分。采用電子控制器或微機控制已經十分普遍,有些企業已經把模糊控制技術應用在計算機房專用空調系統中。
機房專用精密空調機組均采用**可靠的微電腦控制系統。控制系統由兩大部件組成,即智能控制器I2-manager和操作顯示器組件Tmaster。控制器提供強大的模擬和數字控制能力,可以滿足廣泛的監測和控制功能,包括實時鐘、RS232/RS485通信接口以及標準的網絡連接。大屏幕液晶多制式顯示器,可顯示地道的中文,更加適合中國用戶需求。操作人員可通過鍵盤/顯示器組件查詢設備運行狀態及各種故障記錄,調整設定參數,保證*高的運行效率。
控制系統可以控制同一機組內各臺壓縮機分時啟動,降低啟動電流,均衡同一機組內各臺壓縮機的工作時間,防止壓縮機頻繁啟動。多臺機組可互相串聯,互為備份。多臺機組可自動分時啟動,降低啟動電流,均衡不同機組的工作時間。這樣,有利于提高專用空調機組的壽命和運行的可靠性。
機房空調的大風量與小焓差
與相同制冷量的舒適性空調機相比,機房專用精密空調機的循環風量約大一倍,相應的焓差只有一半,機房專用精密空調機運行時通常不需要除濕,循環風量較大將使得機組在空氣露點以上運行,不必要像舒適性空調機那樣為應付濕負荷而不得不使空氣冷卻到露點以下,故機組可以通過提高制冷劑的蒸發溫度提高機組運行的熱效率,從而提高運行的經濟性。根據經驗,顯熱比為1.0的機組的單位制冷量的能耗僅是顯熱比為0.6的機組的60%左右。同樣,機房要求溫濕度指標相對穩定,較大的循環風量將有利于穩定機房的溫濕度指標,顯然,在制冷量一定的情況下,風量的增大將導致焓差的減少,因而通常機組只能在顯熱比相當高的工況下運行,這恰恰與機房的負荷特點相適應。
通常舒適性空調冷負荷中有30%是為了消除潛熱負荷,有70%是為了消除顯熱負荷。對機房來講,其情況卻大不相同,機房主要是設備散出的顯熱,室內工作人員散出的熱負荷及夏季進入房間的新鮮空氣的熱濕負荷(僅占總負荷的5%)。并且冬季是需要加濕而不是減濕,即使在冬季機房仍需要消除熱負荷,特別是程控機房更是如此。鑒于以上特點,如將一般舒適性空調機組用于機房,則會造成能量浪費。例如一個熱負荷為7056kcal/h的機房,若使用機房專用空調機組,則總耗電量為2.7kw,而舒適性空調機組則需耗電8.1kw,即多耗電兩倍。同樣制冷量的空調機其風量各異,舒適性空調機的風量與冷量比為1:5,而恒溫恒濕機風量與冷量比為1:3.5,機房專用精密空調機具有大風量、小焓差、高顯熱比的特點,通常焓差為2kcal/kg左右。也就是說,機房的熱負荷90%~95%是顯熱負荷,同樣的熱負荷顯熱比越高要求送風量越大。這就要求機房的空調系統能夠提供較大的送風量,所以一般機房送風量要比通常舒適性空調房間所需的送風量大1.6~2倍。
機房專用空調高可靠性
一個機房*注重的就是可靠性。全年8760小時要無故障運行,就需要機房空調可靠的零部件和優秀的控制系統。一般機房多是N+1備份,一臺空調出了問題,其他空調就可以馬上接管整個系統。目前*知名的產品有:CAROSS卡洛斯機房空調、艾默生機房空調、杭井機房空調等都是目前做頂端的產品。
風冷式機組的組成及工作原理
風冷式直接蒸發系統使用冷媒作為傳熱媒介。機組內的制冷系統由蒸發盤管、壓縮機、冷凝器等制冷管路組成,室內空氣穿過機組內部風道進行循環。將遠端的風冷冷凝器與室內機相連接,整個制冷循環在一個封閉的系統內,從而吸收房間內的熱負荷并排放到大氣中風冷式機組。
從節能方面考慮,有的專用空調機組在水冷或乙二醇冷卻系統的蒸發器上平行加入一個自然冷卻用的盤管。在較低的室外環境溫度下,通過中央控制器精確地控制閥門,自然冷卻盤管將吸收室內的全部的傳熱量。在換季期間,環境溫度將降至機房所需的溫度以下,自然冷卻盤管將提供預制冷以減少壓縮機的運行時間,壓縮機一般只需80%的輸入功率,因此可以顯著地節省成本。
水冷式機組的應用特點
優點:
(1)每個機組的冷凝器、蒸發器均在室內機內部,制冷循環系統在機組內部完成,制冷效率相對風冷機組高。
(2)不需要室內、室外機的連接銅管,只需要一組冷卻水管道可以將所有的機組連接在一起,在大型數據中心系統里,工程量能相對減少不存在室內、室外機距離限制。
(3)可以用幾組較大的室外干冷器做N+l備份工作方式,占地面積相對較小。
(4)每個機組都有自帶的壓縮機,可以在每個機房內實現N+l的備份方式。
(5)空調機組在工廠內就配好制冷系統,現場接好水管后即可投入使用,不存在現場安裝影響機組質量的問題。
(6)擴容方便,初期設計時留好接口,不需要在投入使用后需要擴容時再尋找室內、室外機通道。
(7)水循環管道不需要太厚的保溫處理,節省通道空間。
缺點:
(1)數據中心內部帶有水循環系統,需要設置防漏水檢測系統和防護措施。
(2)施工工程相對復雜,需要有壓力管道施工資質的工程隊完成。
(3)日常維護的工作較風冷型復雜,但比冷凍水型簡單。
冷凍水機房空調
當有中央空調冷凍水系統或具備單獨的風冷冷凍水機組被作為換熱方式時,室內空氣可通過冷凍水盤管,直接將熱負荷傳遞到冷凍水系統內。在專用空調機組中央控制器的控制下,水流量通過一個兩路或者三路的制冷水閥門進行調節,精確地保持機房內的氣溫狀態。
采用獨立的風冷冷水機組提供冷源時,宜多臺N+l備份方式,提高整個系統的運行保障能力。
為提高空調機組的安全性和備份能力,也可在機組內安裝兩套獨立的制冷盤管和控制閥門,能夠處理來自于兩個獨立系統的冷凍水。可以在將申央空調冷凍水系統作為基本的冷凍水源,而單獨的風冷冷凍水機組作為二級冷凍水源,特別適用于中央空調冷凍水系統在周末或深夜不再使用的情況。
優點:
(1)風冷冷水機組集中制冷,制冷效率*高,運行費用*低。
(2)不需要室內機、室外機的連接銅管,只需要一組冷卻水管道可以將所有的機組連接
(3)在大型數據中心系統里,工程量能相對減少。
(4)不存在室內機、室外機距離限制。
(5)可以用幾組冷水機組做N+1不備份工作方式,占地面積相對小。
(6)室內機價格非常便宜,整體造價低。
缺點:
(1)數據中心內部帶有水循環系統,需要設置防漏水檢測系統和防護措施。
(2)施工工程相對復雜,需要有壓力管道施工資質的工程隊完成。
(3)日常維護的工作復雜,需要有冷水機組的維護人員。
空調的安裝工藝要求
a.設備的搬運就位
設備就位后打開設備,檢查空調機檢查機組零件是否和技術資料相符,如發現設備及附件有損壞,遺漏現象;檢查連接冷媒銅管和蒸發器銅管是否有明顯的小孔。變形及氨氣保壓情況等現象;檢查其他零部件,如壓縮機,室內機組是否有因運輸而松勁,或者遭遇野蠻裝卸而脫落或損壞;搬運設備時需用柔軟物對設備提供適當的保護,以免碰撞設備;設備位置按照設計圖紙執行,無圖紙的情況:設備的位置對于高效和平衡的控制室內環境非常重要。空調系統應盡可能地靠近*大熱負荷,如果安裝不正確,將可能導致異常控制或機械故障;系統前方維護空間不得低于515MM,以進行日常維護。