机房空调节能降耗

计算机机房空调节能降耗

机关管理服务中心动力处叶宁

引言 (1)

一、计算机机房环境的特点 (2)

二、机房新风系统的原理和实现要点 (2)

1. 湿度损失 (3)

2. 对空气露点和机房洁净度的控制。（见后文四） (3)

三、通过机房的新风系统来降低能耗的相关估算 (4)

四、机房新风系统的控制 (5)

1. 控制方式和全年运行思路 (5)

2. 进排风系统 (6)

3. 湿度 (6)

4. 机房洁净度 (7)

5. 新风量 (8)

6. 机房新风量大小对系统的影响 (8)

7. 相关注意的问题 (9)

五、总结机房新风系统的优缺点 (9)

1．优点： (9)

2.缺点： (10)

引言

本文简述了计算机机房空调节能降耗的方案之一:通过机房的新风系统来降低能耗。随着计算机机房设备集成化程度的提高，对机房温湿度和洁净度的要求也越来越严格。目前控制机房环境的主要手段是通过机房空调进行温湿度调节，机房空调的能耗已占到机房总能耗的大部分。通过合理可行的新风系统可以节约大量的能耗，降低维护运行成本。

一、计算机机房环境的特点

机房内电子元器件的热量都是以显热的形式出现，要求在空调工作过程中机房内任何情况下均不得出现结露状态（室内显热比在85%以上）。因此，要求机房空调制冷系统必须具有高显热比特性，而且送风温度要高，保证设备上不出现结露。

机房内电子设备由于发热量大，热密度大于一般工作环境，为使发热电子元器件工作稳定，进入发热设备的空气和从设备排除的空气的温度差越小越好，为了有效地排除设备中的热量，又要求有较大的送风量，因此要求机房内的空调系统送、回风温差小，且送风量大。即使在寒冷的冬季依然需要为设备制冷。

电子元器件内部积累灰尘后会影响设备的换热性和绝缘性，导致故障产生，因此机房内对空气洁净度有严格要求。

二、机房新风系统的原理和实现要点

新风系统除给机房内工作人员提供足够新风以保证工作人员的身体健康外，还可使机房内维持一定的正压以防止室外尘埃进入机房，保证机房的清洁度。合格的新风系统是计算机机房安全可靠运行的基本保证。

新风系统能合理利用机房室内外温差形成热交换，依靠大量的通风有效地将机房内的热量迅速向外迁移，从而达到

有效降低机房内部温度的目的。新风置换通风属于下送风的一种，与室内机房空调送风充分混合后进入工作区，吸收人员和设备负荷形成热流。热流分层将整个空间分为上下两部分，沿高度方向形成明显的温度梯度；上部分热交换充分的空气一部分被排气扇排出，一部分经蒸发器后再次送出。

机房利用新风节能的实现要点在于：

1. 湿度损失

如果将机房外部的低温空气抽入机房内部，由于新风进入室内后温度发生变化，湿度将大幅度降低，以室外温度10℃湿度50％为例，进入机房后温度升高到22℃那么相同含湿量的空气湿度将降低到大约23％，需要大量的加湿才能满足机房的湿度需求，如果采用电极加湿方式，那么达到机房湿度所需要耗费的电能将大大超过压缩机少运行所节约的电能。（不强调湿度控制的场所例外）

2. 对空气露点和机房洁净度的控制。（见后文四）

三、通过机房的新风系统来降低能耗的相关估算

目前部分单位ups机房的蓄电池组没有配置空调，机房夏季温度高，对设备影响很大，特别是对于蓄电池组，当温度超过25℃，每升高1℃，充电电流上升10％；温度每升高10℃，时间使用寿命缩短一半，超过55℃，电池毁灭性损坏。通过新风置换降低室内温度，可以延长各类机房电子设备寿命，特别是蓄电池组的使用寿命，其效益更将是不可忽视。

方案A,不使用新风置换装置的费用计算：按500W/㎡制冷量计算，假如机房面积在1000㎡，机房空调能效比在3.0，电费0.85元，压缩机年运行时间在70％：(500×1000)/3×24×365/1000×0.85×0.7＝86.87万元。

方案B,按使用新风置换装置后的费用计算，空调运行时间30％，采用10台9KW变频风机，年运行时间50％，耗电80％运行，计算如下：(500×1000)/3×24×365/1000×0.85×0.3＝37.23万元。9×10×24×365×0.8×0.5×0.85＝26.8万元。两项相加为64.03万元,对比86.87万元,可以看到，使用新风装置后大约可以节约26％左右的电费。

机房使用新风装置减少了空调设备的增加，表现在节约了日常能耗上，使系统成本减少。因为空调设备增加会导致耗电增加，线路增加，变配电设备增加，维护成本增加。

四、机房新风系统的控制

1. 控制方式和全年运行思路

可以按照设定的温湿度值作为调节参数，使之保持恒定不变或者不超过指定的偏差。通常将它称为定值调节，一般的空调都采用这种调节方式。

新风系统的运行按照季节的不同，综合室内外温度的情况，分为以下几种：

夏季：由于外界环境温度一般不会低于24℃，对于有空调的机房应关闭新风设备，否则会增加室内机房专用空调的热负荷。对于无空调的一般机房，当室内外温差在＋3℃或以上时，均应启动换气新风散热。

过渡季：当室内外温度差在＋3℃以上时，且室外温度低于16℃高于8℃时，控制电路动作，同时开启进排风风扇，关闭空调机组的运行；当室内外温度差在＋3℃以上时，室外温度高于16℃，低于24℃时，空调系统和新风系统自动同时运行（因为16℃是机房空调送风温度的上限）。新风在与室内热量交换后，一部分排出室外，一部分经过机房专用空调的蒸发器再次循环。当新风无法满足机房温度要求时，机房专用空调启动制冷。对于无机房空调只有新风装置的机房，只要设定新风装置超过室内设定温度（如24℃）启动运行，低于停止温度（如20℃）停止运行即可。

冬季：当室外温度高于8℃时，新风进排风装置根据设定连续运行，可视情况关闭机房空调。当室外温度低于8℃时（由于在干球温度24℃，相对湿度35％时，露点温度是7.8℃，可能出现室内结露情况），此时应开启室内机房专用空调自动运行，新风系统根据室内温度控制风扇启动数量，使得室外新风与室内循环风混合，避免设备的过冷导致结露现象，并在湿度过大时用机房空调除湿。新风置换系统有自动和手动模式。当只有新风置换系统运行时，可以根据室内外湿度的情况，及时启动或关闭新风装置。当雨天或室外湿度很大时，则关闭新风。

部分工程实践证明，尤其在冬季和过渡季节，高效的新风置换系统会发挥很大的节能作用。

2. 进排风系统

进风应在地板下与专用空调的送风进行混合，保证足够的风压并且混合充分，混合的目的是保证在室外湿度大的情况下，和室内低焓值空气混合防止结露。进风口从满足室内洁净度要求出发，设计多层滤网，排风口设计单滤网以减少排气阻力。根据机房正压的需要，进风功率应大于排风功率。

3. 湿度

部分地区由于水质较差，碱性大，由于快速结垢，一般