计算机机房专用空调的特点

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• 计算机房专用空调机，通常具有如下一 些性能特点：
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3.1 大风量、小焓差
• 与相同制冷量的舒适空调机相比，机房专用空调机的循环风量约 大一倍，相应的焓差只有一半，机房专用空调机运行时通常不需 要除湿，循环风量较大将使得机组在空气露点以上运行，不必要 象舒适性空调机那样为应付湿负荷而不得不使空气冷却到露点以 下，故机组可以通过提高制冷剂的蒸发温度提高机组运行的热力 效率，从而提高运行的经济性。根据经验，显热比为1.0的机组单 位制冷量的能耗仅为显热比为0.6机组的60%左右。同样，机房要 求温湿度指标相对稳定，较大的循环风量将有利于稳定机房的温、 湿度指标，显然，在制冷量一定的情况下，风量的增大将导致焓 差的减小，因而通常机组只能在显热比相当高的工况下运行，这 恰恰与机房的负荷特点相适应。此外，在过滤系统效率一定的情 况下，较大的风量有利于提高机房的洁净度。
• 为了使室内工作人员减少疲劳和有利于人体健 康而引入的新鲜空气所产生的热量(包括显热和 潜热)。
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• 总之，人体放出的热量、缝隙风侵入的热量和换 气带进的热量，不仅使室温升高，也会增加室内 的含湿量，因此需要除湿。这部分热负荷称为潜 热负荷，而机房内所有设备散发的热量只是室内 的温度升高，这种热负荷称为显热负荷。与一般 宾馆、办公室、会议室等潜热占有相当大比例所 不同的是，计算机、程控机机房内的热负荷是以 显热负荷为主。因此对于热负荷状况不同的场合 应选用不同类型的空调机。通常用显热比(SFH) 作为空调机的重要指标。
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3.6 全年制冷运行
• 无论是大、中型计算机，还是程控交换 机，都要求空调机全年制冷运行。而冬 季的制冷运行要解决稳定冷凝压力和其 它相关的问题。多数机房专用空调机能 在室外气温降至15℃时仍能制冷运行。 与此形成明显对比的舒适性空调机或常 规恒温、恒湿机，在此种条件下，根本 无法工作。
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计算机机房专用空调的特点
• 能够充分满足计算机房环境条件要求的计算机房专用空调机是在近30年 中逐渐发展起来的一个新机种。早期的机房使用舒适性空调机时，常常 出现由于环境温湿度参数控制不当而造成计算机运算过程受干扰、打印 机纸张卡住或粘连、磁头损坏、出现静电等问题。而使用通用的恒温恒 湿空调机，虽然可以获得比较稳定的适宜环境，但是运行费用偏高，同 时也存在安全性、可靠性以及操作方面的一系列不足。为了适应计算机 事业的发展，计算机和空调设计人员相互合作，针对计算机房空调环境 特点，专门开发了计算机房专用空调机。美国 DATA AIRE公司在30多年 前与 IBM公司合作，成功地开发了世界上第一台计算机房专用空调机。 在我国，计算机行业的发展也是近30年的事，随着计算机在各行业的普 遍应用，我国第一台机房专用空调机于80年代初在天津机房设备厂诞生。 这台机房专用空调机所具有的一系列特点，例如：下送风利用活动地板 作为风道把冷风直接送入计算机机柜内、大风量、低焓差、较高的空气 过滤效率、配置相互独立的双制冷系统。以及加热、加湿等功能。计算 机房专用空调机发展至今，无论从制冷能量调节到各种故障报警监测等 都有了相当大的提高。
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3.5 可靠性较高
• 针对机房空调系统高可靠性的要求，计算机房 专用空调机在结构与控制系统设计和制造以及 空调系统组成等方面都必须相应采取一系列措 施，例如设置后备机组或后备控制单元，微机 控制系统自动对机组运行状态进行诊断，及时 对已经出现或将要出现的故障发生警报，自动 用后备机组或后备控制单元切换故障机组或故 障单元。众所周知，机房专用机的控制系统功 能比舒适机要完善得多。
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• 通常舒适空调冷负荷中有30％是为了消除潜热负荷，有70％是为了消除 显热负荷。对计算机房来讲，其情况却大不相同，计算机房内主要是设 备散出的显热，室内工作人员散出的热负荷及夏季进入房间的新鲜空气 的热湿负荷(仅占总负荷的5％)。并且冬季是需要加湿而不是减湿，即使 在冬季计算机房仍需要消除热负荷，特别是程控机房更是如此。鉴于以 上特点，如将一般舒适空调机组用于计算机房，则会造成能量浪费。例 如一个热负荷为7056kcal／h的计算机房，若使用计算机房专用空调机 组，则总耗电量为2.7kW，而舒适型空调机组则需耗电8.1kW，即多耗电 两倍。同样制冷量的空调机其风量各异、舒适型空调机的风量与冷量比 为1:5，而恒湿恒温机风量与冷量比为1:3.5，机房专用空调机的风量与冷 量比为1:2.3(kca1／m3)。所以机房专用空调机具有大风量、小焓差、高 显热比的特点，通常焓差为2kca1／kg左右。也就是说，机房的热负荷 90-95%是显热负荷，同样的热负荷显热比越高要求送风量越大。这就是 要求机房的空调系统能够提供较大的送风量，所以要求机房送风量要比 通常舒适性空调房间所需的送风量大1.6-2倍。
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• 各种空调机的显热比如下表所示： • 机型舒适空调恒温恒湿空调专用空调显
热比70%80%90～95%
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4.1 概略计算(也称为估算)
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3.7 设计点对应运行点
• 如果把舒适空调机用于计算机房空调系统时， 由于机房要求其运行点为：冬季20土2℃，夏 季23土2℃，而舒适空调机的设计点温度一般 为27℃，所以机组的实际供冷能力一般比样本 标明的额定值低10?/FONT>25％。此外，运行 点偏离设计点时，在一定程度上机组的部分机 件性能由于偏离了最佳运行点，从而影响了机 组整体的匹配状态，不利于机组性能的充分发 挥和高效率运行。然而计算机房专用空调机， 由于把运行点作为设计点，因而机组始终处于 最佳运行点，这就从根本上避免了这些问题。
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3.8 机房专用空调机与舒适空调机 的区别
• 机房专用空调机组与一般舒适空调机组 的对比如下。
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计算机机房热负荷计算
• 为了确定空调机的容量，以满足机房温 度、湿度、洁净度和送风速度的要求(简 称四度要求)。必须首先计算机房的热负 荷。
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• 3.3 送回风方式多样 由于要与计算机的冷 却方式相适应，计算机房的空调系统的 送风回风方式是多种多样的、有上送风、 下送风等、有下回风、上回风、侧回风 等，生产企业一般是利用标准化手段开 发一系列机型，以满足用户的不同需要。
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机房的热负荷主要来自两个方面，其一是机房内部产生的热量，它 包括：
• 室内计算机及外部设备的发热量，机房 辅助设施和机房设备的发热量(电热、蒸 气水温及其它发热体)。这些发热量显热 大、潜热小；
• 照明发热(显热)； • 工作人员的发热(显热小、潜热大)； • 由于水分蒸发、凝结产生的热量(潜热)。
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• 总之，人体放出的热量、缝隙风侵入的热量和 换气带进的热量，不仅使室温升高，也会增加 室内的含湿量，因此需要除湿。这部分热负荷 称为潜热负荷，而机房内所有设备散发的热量 只是室内的温度升高，这种热负荷称为显热负 荷。与一般宾馆、办公室、会议室等潜热占有 相当大比例所不同的是，计算机、程控机机房 内的热负荷是以显热负荷为主。因此对于热负 荷状况不同的场合应选用不同类型的空调机。 通常用显热比(SFH)作为空调机的重要指标。
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其二是机房外部产生的热量，它包括：
• 传导热。通过建筑物本体侵入的热量，如从墙 壁、屋顶、隔断和地面传入机房的热量(显 热)；
• 放射热(也称辐射热)。由于太阳照射从玻璃窗 直接进入房间的热量(显热)；
• 对流产生的热量。从门窗等缝隙侵入的高温室 外空气(也包含水蒸气)所产生的热量(显热、潜 热)；
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• 空调机按其性能不同，大体可分为三种类型。 第一类型为舒适型空调机，如柜式空调机、壁 桂式、吸顶式等，它们主要是给人们提供一个 舒适的环境条件。第二类为恒温恒湿型空调 机，这种空调是为试验室或工作间提供相应的 温度和湿度要求，这种空调机夏季制冷、冬季 加热和加湿，属于工业用空调机之一。第三类 为机房专用空调机，它是为计算机机房(包括程 控交换机房)专门设计的特殊空调机，这种空调 机全年制冷运行。
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• 控制器的后备机组管理功能，可把同一区域内 的机组分别在不同的时间内作为运行机组和后 备机组。即当某台运行机组发生故障时，在控 制器的控制下可把该机组的负荷自动地切换到 后备机组。正常情况下，每台机组均按一定的 时间轮流作为运行机组和后备机组，从而均衡 各机组的运行时间。这样，有利于提高专用空 调机组的寿命和运行的可靠性。
• 机房专用空调机送风形式多为上送下回式和上回下送 式。机房中铺设防静电活动地板，机房专用空调机采 用下送上回式送风，使冷气直接送入活动地板下，这 样使地板下形成静压箱，然后通过地板送风口，把冷 气均匀地送入机房内，送入计算机柜内。为此，机房 专用空调机应有足够的风量把机房中的热量带走。采 用这种送风形式可大大提高空调效率，同时还可以大 幅度节省过去习惯管道送风的工程费用，降低工程造 价，使室内布局美观。这是计算机房理想的送风形式。 当然，机房送风形式要与计算机主机散热形式相一致。
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3.4 两级过滤
• 机房专用空调机内设有初、中效两级过滤器，使机组送出的冷气 达到一定的净化能力，以满足洁净度要求。例如日本机房专用空 调机就是采用 AFl重量法，其集尘效率可达93％，用这一指标来 标称机组空气过滤效果。当机组过滤器容尘量超过设定值时，过 滤器堵塞报警器动作，以示操作人员清扫过滤器。通常标准型机 组中、空气过滤器均采用粗、中效过滤，而在一些进口的特殊型 机组中，从结构设计上采用预留亚高效过滤器或高效过滤器的安 装位置，可根据用户需求选用(如净化手术室等机组就选用带亚高 过滤器)。只要用户提出，过滤系统可以很方便地以更换过滤器或 者增加过滤器的方式进行升级。一般 A级过滤器要求使用高效或 亚高效过滤器，B级洁净要求使用亚高效或中效过滤器，即使是 使用 C级洁净要求也座该使用中效过滤器。然而，舒适性空调机 以及常规的恒湿恒温空调机一般只有初效过滤器，如果需要提高 过滤效率，也只能是改装，而且往往还需增加风机、加大风压， 以免空调机因安装了中效过滤或亚高效过滤而使送风能力大幅度 下降。