机房专用空调五大特性分析

机房专用空调与舒适性空调在设计上的区别

20世纪六十年代，随着社会信息化的发展，电子计算机、交换机、网络设备、存储设备等得到了广泛的应用，此类设备的安全运行也得到了广泛的关注。当时使用的大多是普通的舒适性空调，设备因温湿度无法控制等原因故障增多，大大影响了设备运转的连续性。机房专用空调下是在60年代为保证电子设备的运行所需的温湿度而产生的。近年来，随着通信、网络的爆炸性增长，计算机等电子产品对冷却的需求也越来越大。同时因为目前的软件投资的重要性与日俱增，机房环境问题更成为网络建设的关键一环。从90年代开始，全球不断涌现的IDC项目中，都将机房环境视为建设的重点之一。

为什么不使用一般的舒适性空调而专门设计机房专用空调呢?现在仍有对此问题有疑问者。本文从两者设计思想和使用效果两个角度予以比较说明。

一、环境要求

1．温湿度

根据计算机房设计规范GB50174—93(电子计算机机房设计规范)的规定，机房室内温湿度应满足下表要求。

表一：机房室内温湿度

普通居民住宅、办公室的要求较为宽松，一般要求温度控制在21-27℃，湿度控制在35％-75％。

2．空气洁净度

机房对空气洁净度有较高的要求。因为设备内部积累灰尘，一方面影响设备 的冷却效果，容易造成设备局部过热：另一方面灰尘会吸附水分产生腐蚀，引起电路板等设备的绝缘性能下降。因此GB5017493对机房内洁净度要求为：每升空气中大于或等于0.5 μm的尘粒数应小于18000粒。

普通的生活和办公环境对空气洁净度没有明确的规定。

3．机房设备的散热量

机房内有多种设备，其发热量各不相同，热密度远大于一般民用和办公环境。在寒冷的冬季依然需要制冷，机房设备散发的热量都是以显热的形式出现，室内显热比在90％以上。

舒适性环境的散热量小，需除去相当多的潜热，显热比要求低。

二、机房专用空调和舒适性空调设计的对象

机房空调是为保证机房内恒定的温湿度、洁净度等设计。

舒适性空调是为人提供舒适的办公生活环境而设计。

根据上文分析，机房内的温湿度和一般办公生活要求有很大的不同，所以针 对不同要求，空调的设计也有很大的区别。

三、机房专用空调和舒适性空调在设计方面的区别

表二：机房专用空调与舒适性空调在设计方面的区别

*机房专用空调设计工况按GB50174-93中要求温度24℃，湿度50％ **舒适性空调设计标准工况在GB7725中规定温度27℃，湿度50％

上表列出了机房专用空调和舒适性空调的风量、出风温度、显热比等几个重要设计参数的区别，造成区别的原因是机房环境和舒适性环境对温湿精度的要求不同，热密度不同和对显热比的要求不同。下面对这些参数的联系和作用进行分析。

分析1：机房专用空调为何采用大风量、高出风温度、高显热比的设计

在机房环境下，温湿度要求高(22-24℃， 50％±5)， 热负荷高 (300-400W／m2)，洁净度要求高(≥0．5μ颗粒小于18000个／升)，机器设备仅产生显热量。

在此严格要求下，大风量设计可以提供30次以上的空气循环次数，满足 GB50174-93的要求，能更好的保证机房温度精度，使机房内温度场均匀，避免局部温度过热。同时每2分钟可对机房内空气过滤一次，保证了机房的洁净度。

高出风温度可以避免空调机组出风时携带雾滴和过度除湿，对近端设备造成影响。 高显热比一方面可以降低空调的运行费用，使空调提供的冷量均用在降低机房的温度，而不是除去空气中的水蒸气，做“无用功”；另一方面可以稳定机房的湿度，防止过度除湿又加湿的情况出现。

分析2：机房专用空调如何实现高出风温度

假设室内温度湿度在空调作用下保持恒定。室内空气在空调室内风机的作用 下循环，经过空调蒸发器时室内空气被冷却，在此过程中空气吸收了Q的显冷量。 则 Q=MX(h1-h2)

其中 M为空调的风量，

h1为回风的焓值

h2为出风的焓值

当冷量Q固定时，风量M越大，h1—h2越小，即大风量小焓差。由于温差 (T1—T2)与焓差(hi—h2)近似成正比，所以随风量M的增大，T1—T2减小。因

回风温度T1（室内环境温度）为定值，故出风温度T2随M的增加而增加。机

房专用空调通过大风量设计提高机组的出风温度。

分析3：机房专用空调高显热比的实现方法和作用

如上图空气焓湿图所示，红色部分即“室内一A—B”区域为机房专用空调 空气处理焓湿图，在室内空气通过蒸发器表面时，贴近蒸发器铜管和翅片的空气 烤湿线靠近“室内一A”线，远离的靠近“室内一B”线，空气的平均处理效果 为“室内一出风”线，焓差为 △h，除湿量为 △d。

蓝色部分即“室内一A’一B’”区域为舒适性空调空气处理焓湿图，在室 内空气通过蒸发器表面时，贴近蒸发器铜管和翅片的空气焓湿线靠近“室内一A ’”线，远离的靠近“室内一B’”线，空气的平均处理效果为“室内一出风’” 线，焓差为△h’，除湿量为△d’。

由图可以看出，机房专用空调和舒适性空调的出风温度的差异较大，焓差 △ h＜△h’，△d远小于△d’，所以机房专用空调除湿量小，显热比高。

显热比可在实验室中测出(可使用焓差法或热平衡法)。采用大风量和大面积蒸发盘管是实现高显热比的重要途径。蒸发器盘管面积增大可以使系统蒸发温度提高，减少除湿量。 机房专用空调的蒸发面积远大于舒适性空调，蒸发温度也大于舒适性空调。机房专

用空调蒸发温度7℃，舒适性空调4-5'C(运行于机房环境中时)，两者有 2-3℃的温差，空气通过低温的舒适性空调的蒸发盘管时，其中的水蒸气很容易 冷凝为水，很大一部分冷量为潜冷量，显热比较低，只能达到60％-70％左右。 机房专用空调的显热比则能达到90％以上。

表三：空气状态参数

通过表二和表三的对比可以看到，机房专用空调的出风温度13-15℃高于 22-24℃／45％环境下的露点温度。即在此情况下，机房专用空调基本已无除湿功能，显热比在90％以上。

而舒适性空调在室内温度22-24℃运行时，出风温度为7-9℃，其出风温度与24℃／35％条件下的露点温度相当，假设机房完全密封，舒适性空调在24℃／35％的室内环境下仍在除湿，要么造成机房湿度过低，满足不了机房要求，使主设备的运行受到静电的威胁；要么加湿、除湿交替进行的情况，白白消耗大 量的能源，运行费用高。

四、舒适性空调运行于机房条件下连续运行故障问题分析

机房专用空调设计的运行环境为室内22-24℃，湿度50％，室外温度35℃。 舒适性空调设计的运行环境为室内27~C，湿度50％，室外温度35℃。

当舒适性空调在机房中使用时，其运行条件长期在22-24℃，造成其蒸发压

力和温度下降(见图二)，蒸发温度由t变为t’，制冷系统循环由原设计的1-2-3-4 变为1’-2’-3-4’。对于给定系统来说，单位容积制冷量为：

仔细观察制冷剂的饱和蒸汽线就会发现，随着温度的降低，虽然饱和蒸汽的 比焓也随之降低，但变化很小。因而(h1’一h4’)仅稍小于(h1-h4)。对于上式来说，温度由t下降为t’后，分子变化很小，但分母比容却有较大的增加，因此 qv随蒸发温度的降低而迅速下降。它表明，对给定的压缩机而言，随着蒸发温度 的下降，制冷量将迅速下降。

因此，舒适性空调在机房条件中使 …… 此处隐藏：2900字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……