机房空调基础与制冷原理

基本概念：蒸发、冷凝； 自然界的物质有三种存在状态：气相、液相、固相 从气相到液相的过程我们称之为冷凝过程（液化）， 该过程为放热过程； 从液相到气相的过程我们称之为蒸发过程（汽化）， 该过程为吸热过程； 冷媒（制冷剂）在循环中不断重复着这两个过程。
制冷原理
蒸发器
冷凝器
显热：物体吸热或放热时，只改变物体的温度，而不 改变物体的相态，这种热量称显热。 潜热：物体吸热或放热时，只改变物体的状态，而物 体的温度不变，这种热量称潜热。
机房空调基础与制冷原理
学习要点
空调是什么？（分类、系统组成、作用） 空调如何实现对环境的调节？（制冷原理） 机房对环境有什么要求？（机房环境国标GB501742008） 为什么必须使用机房专用空调？（机房专用空调与舒 适性空调的区别）
主要内容
空调概述 制冷原理 机房环境概述 机房专用空调与舒适性空调比较
R22热物理特性：
分子量 沸点℃ 相对密度（30℃），液体，g/cm3 熔点℃ 临界温度 ℃ 临界压力 MPA 破坏臭氧层潜能值 （ODP） 全球变暖系数值 （GWP） 冰点 ℃ 液体比热 30℃ ， [KJ/(Kg·℃)]
饱和液体密度 30℃ ， (g/cm3 ) 等压蒸气比热 (Cp) ， 30℃ 及 101.3kPa[KJ/(Kg·℃)] 临界密度， g/cm3 沸点下蒸发潜能， KJ/Kg
40%~55%
35%~75%
5~35
40~70%
20%~80%
＜5℃/h
＜10℃/h
18~28、35%~75% 5~35、20%~80%
15~
不得结露
机房环境概述
机房环境不达标将有什么危害？ •温度过高：机器宕机； •温度过低：产生冷凝水，浪费能源； •湿度过高：产生冷凝水，可能使机器短路烧坏； •湿度过低：产生静电，破坏电子设备； •洁净度不够：灰尘颗粒聚集在电路板，影响散热，腐 蚀电路板，降低绝缘性能或者导致短路；
空调概述
空调：顾名思义就是空气调节的设备，采用一定技术 手段创造并保持满足一定要求的空气环境。 •调节的对象：空气--也就是我们常说的环境； •环境可分为：工业环境和生活环境； •环境的属性：温度、湿度、洁净度、气流速度、气压； •按所调节环境的不同—不同的应用场合，可以分为：工 艺性空调和舒适性空调； •按有无风道，可以分为:集中式、分体式和半集中式
•过冷度=饱和温度-罐内的实 际温度
制冷原理
常用的制冷剂：R22、R134A、R410A、R407C 为什么要用这些物质做制冷剂？ •很容易发生相变； •相变时的潜热量大； •蒸发温度低。 举例说明： •4公斤压力的情况下，R22在0 ℃ 时即可由液态变为气 态，而水要在28 ℃ 时才能。
制冷原理
机房环境概述
机房环境国标：GB50174-2008
主机房温度(开 机时)
主机房相对湿度 (开机时)
主机房温度(停 机时)
主机房相对湿度 (停机时)
主机房和辅助区 温度变化率(开\ 停机时)
辅助区温度\相 对湿度(开机时)
辅助区温度\相 对湿度(停机时)
不间断电源系统 电池室温度
23±1
环境要求
18~28
制冷原理
压力的定义： •垂直作用于器壁单位面积上的力； •是大量气体分子撞击器壁的结果； •吹爆气球 的例子； 压力的单位： •Pa-帕、Bar-巴、atm-标准大气压、 •at-工程大气压、psi-磅每平方英尺
制冷原理
制冷原理
压力的测量： •绝对压力和相对压力； •绝对压力=表压（？）； •表压=相对压力+大气压 压力表的作用： •开机前检查保压用； •抽真空时用； •调试时加注制冷剂用
机房环境概述
机房环境的特点： •以显热负荷为主； •对温湿度的控制精度要求较高； •对空调的可靠性要求高； •空调需具备强大的联网和监控功能。
制冷原理
基本概念：饱和温度、饱和压 力、过冷度、过热度
饱和温度：举制冷剂罐的例子
气体
•制冷剂罐内有两个过程一直在发 生：液态冷媒蒸发成气态和气态
液体
冷媒冷凝成液态；
•当这两个过程处于动态平衡状态 即饱和状态时所对应的温度称为 饱和温度（蒸发温度）；
制冷原理
饱和压力： •饱和状态时罐内的压力； •饱和压力和饱和温度是一一对应 的关系； •饱和压力越高，饱和温度越高；
86.48 -40.82 1.177 -160.00 96.15 4.75 0.045 1700 － 0.31 1.174
0.16
0.526 233.5
主要内容
空调概述 制冷原理 机房环境概述 机房专用空调与舒适性空调比较
机房环境概述
机房：存放服务器、交换机 、路由、存储设备等电子设备 的场所； 机房对环境有什么要求？ •温度（22-24 ℃ ） •湿度（45%-55%） •洁净度（ 0.5um/L＜18000 ） •气压和换气次数（10Pa正压、 30m3/h.人的新风量）
制冷原理
举例：将0 ℃的冰块烧 成开水的过程来说明潜热 和显热：
•第一步：0℃的冰融化成 0℃的水，该过程吸收的 热量称为潜热；
•第二步：0 ℃的水加热到 100 ℃变成开水，该过程 吸收的热量为显热；
制冷原理
基本概念：温度、压力、饱和温度、饱和压力 温度的定义： •表征物体冷热程度； •物体分子热运动的剧烈程度； •物体内分子间平均动能的表现形式 温度的单位： •℃-摄氏度、F-华氏温度、K-开尔文温度 •F=1.8×℃+32、K= ℃ ＋273.15
制冷原理
过热度： •举加热制冷剂罐的例子
•加热制冷剂罐，罐内的液体会 逐渐变为气体，等罐内的液体 全部变为气体后，继续加热， 就会产生过热度；
•过热度=罐内的实际温度-饱和 温度；
制冷原理
过冷度： •举给制冷剂罐降温的例子
•冷却制冷剂罐，罐内的气体 会逐渐变为液体，等罐内的 气体全部变为液体后，继续 冷却，就会产生过冷度；
空调概述
空调的组成：制冷单元+控制单元+加热加湿单元
空调概述
•制冷系统：“制造”冷量
空调概述
•控制系统：实现自我控制和保护的功能
主要内容
空调概述 制冷原理 机房环境概述 机房专用空调与舒适性空调比较
制冷原理
制冷循环
从
室
制冷剂相变
内
转
移
到
室
外
机房房间“制造冷量”
制冷原理