解析精密空調(一）

解析精密空調(一）

　　第一章機房專用精密空調特點

　　能夠充分滿足機房環境條件要求的機房專用精密空調機（也稱恒溫恒濕空調）是在近30年中逐漸發展起來的一個新機種。早期的機房使用舒適性空調機時，常常出現由于環境溫濕度參數控制不當而造成機房設備運行不穩定，數據傳輸受干擾，出現靜電等問題。

　　精密空調機，通常具有如下一些性能特點：

　　1.1大風量、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。

　　1.2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。

　　1.3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。

　　1.4過濾

　　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A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。

　　1.5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完善得多。

　　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先進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，保證最高的運行效率。

　　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。

　　1.6全年制冷運行

　　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。

　　1.7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最佳運行點，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，因而機組始終處于最佳運行點，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。

　　1.8使用壽命

　　一般機房專用精密空調廠家的設計壽命是最低是10年，連續運行時間是小時，平均無故率達到小時，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。

　　1.9機房專用精密空調機與舒適性空調機的區別

　　表1-1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除濕功能

　　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2、48～12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

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