解析精密空調(一）

解析精密空調(一）

　　第一章機房專(zhuān)用精密空調特點(diǎn)

　　能夠充分滿(mǎn)足機房環(huán)境條件要求的機房專(zhuān)用精密空調機（也稱(chēng)恒溫恒濕空調）是在近30年中逐漸發(fā)展起來(lái)的一個(gè)新機種。早期的機房使用舒適性空調機時(shí)，常常出現由于環(huán)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(wèn)題。

　　精密空調機，通常具有如下一些性能特點(diǎn)：

　　1.1大風(fēng)量、小焓差

　　與相同制冷量的舒適性空調機相比，機房專(zhuān)用精密空調機的循環(huán)風(fēng)量約大一倍，相應的焓差只有一半，機房專(zhuān)用精密空調機運行時(shí)通常不需要除濕，循環(huán)風(fēng)量較大將使得機組在空氣露點(diǎn)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(diǎn)以下，故機組可以通過(guò)提高制冷劑的蒸發(fā)溫度提高機組運行的熱效率，從而提高運行的經(jīng)濟性。根據經(jīng)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(huán)風(fēng)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(fēng)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(diǎn)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(lái)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(jìn)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(diǎn)，如將一般舒適性空調機組用于機房，則會(huì )造成能量浪費。例如一個(gè)熱負荷為7056kcal/h的機房，若使用機房專(zhuān)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(fēng)量各異，舒適性空調機的風(fēng)量與冷量比為1:5，而恒溫恒濕機風(fēng)量與冷量比為1:3.5，機房專(zhuān)用精密空調機具有大風(fēng)量、小焓差、高顯熱比的特點(diǎn)，通常焓差為2kcal/kg左右。也就是說(shuō)，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(fēng)量越大。這就要求機房的空調系統能夠提供較大的送風(fēng)量，所以一般機房送風(fēng)量要比通常舒適性空調房間所需的送風(fēng)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(dòng)，這是由于主機設備所處的工作狀態(tài)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(huán)境條件之中，保證電路性能的可靠性。

　　1.3送回風(fēng)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(fēng)回風(fēng)方式是多種多樣的：有上送風(fēng)、下送風(fēng)，有上回風(fēng)、下回風(fēng)、側回風(fēng)等，生產(chǎn)企業(yè)一般是利用標準化手段開(kāi)發(fā)一系列機型，以滿(mǎn)足用戶(hù)的不同需要。

　　機房專(zhuān)用精密空調機送風(fēng)形式多為上送下回和下送上回式。機房中鋪設防靜電活動(dòng)地板，機房專(zhuān)用精密空調采用下送上回式送風(fēng)，使冷氣直接進(jìn)入活動(dòng)地板下，這樣使地板下形成靜壓箱，然后通過(guò)地板送風(fēng)口，把冷氣均勻地送入機房?jì)?，送入設備機柜內。為此，機房專(zhuān)用精密空調應有足夠的風(fēng)量把機房中的熱量帶走。采用這種送風(fēng)形式可大大提高空調效率，同時(shí)還可以大幅度節省過(guò)去習慣的管道送風(fēng)的工程費用，降低工程造價(jià)，使室內布局美觀(guān)。這是機房理想的送風(fēng)方式。當然，機房送風(fēng)形式要與設備散熱形式一致。

　　1.4過(guò)濾

　　通常標準型機組中，空氣過(guò)濾器均采用粗、中效過(guò)濾，而在一些進(jìn)口的特型機組中，從結構設計上采用預留亞A過(guò)濾器或高效過(guò)濾器的安裝位置，根據用戶(hù)需求選用（如凈化手術(shù)室等就選用亞高效過(guò)濾器）。只要用戶(hù)要求，過(guò)濾系統可以很方便地以更換過(guò)濾器或者增加過(guò)濾器的方式進(jìn)行升級。一般Ａ級潔凈要求使用高效或亞高效過(guò)濾器，Ｂ級潔凈要求使用亞高效或中效過(guò)濾器，即使是Ｃ級潔凈要求也應該使用中效過(guò)濾器。然而，舒適性空調機一般只有初效過(guò)濾器，如果需要提高過(guò)濾效率，也只能是改裝，而且往往還需增加風(fēng)機、加大風(fēng)壓，以免空調機因安裝了高效或亞高效過(guò)濾器而使送風(fēng)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(zhuān)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(dòng)對機組運行狀態(tài)進(jìn)行診斷，實(shí)時(shí)對已經(jīng)出現或將要出現的故障發(fā)出報警，自動(dòng)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(zhuān)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(shù)經(jīng)濟性能密切相關(guān)。不少機房專(zhuān)用精密空調機生產(chǎn)企業(yè)專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)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(jīng)十分普遍，有些企業(yè)已經(jīng)把模糊控制技術(shù)應用在計算機房專(zhuān)用空調系統中。

　　機房專(zhuān)用精密空調機組均采用先進(jìn)可靠的微電腦控制系統?？刂葡到y由兩大部件組成，即智能控制器I2-manager和操作顯示器組件Tmaster?？刂破魈峁姶蟮哪M和數字控制能力，可以滿(mǎn)足廣泛的監測和控制功能，包括實(shí)時(shí)鐘、RS232/RS485通信接口以及標準的網(wǎng)絡(luò )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(hù)需求。操作人員可通過(guò)鍵盤(pán)/顯示器組件查詢(xún)設備運行狀態(tài)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(shí)啟動(dòng)，降低啟動(dòng)電流，均衡同一機組內各臺壓縮機的工作時(shí)間，防止壓縮機頻繁啟動(dòng)。多臺機組可互相串聯(lián)，互為備份。多臺機組可自動(dòng)分時(shí)啟動(dòng)，降低啟動(dòng)電流，均衡不同機組的工作時(shí)間。這樣，有利于提高專(zhuān)用空調機組的壽命和運行的可靠性。

　　1.6全年制冷運行

　　無(wú)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(guān)的問(wèn)題。多數機房專(zhuān)用空調機能在室外氣溫降至-15℃時(shí)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(shí)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(wú)法工作。

　　1.7設計點(diǎn)對應運行點(diǎn)

　　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(diǎn)為：冬季：20±2℃，夏季：23±2℃，而舒適性空調機的設計點(diǎn)溫度一般為27℃，所以機組的實(shí)際供冷能力一般比樣本標明的額定值低10%～25%。此外，運行點(diǎn)偏離設計點(diǎn)時(shí)，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(diǎn)，從而影響了機組整體的匹配狀態(tài)，不利于機組性能的充分發(fā)揮和高效率運行。然而機房專(zhuān)用精密空調機，由于把運行點(diǎn)作為設計點(diǎn)，因而機組始終處于最佳運行點(diǎn)，這就從根本上避免了這些問(wèn)題。

　　綜上所述，根據機房負荷特性及特點(diǎn)，就需要設計出一種將這些要求綜合于一體的空調機，實(shí)現以處理干冷卻工況為主的空氣處理過(guò)程。

　　1.8使用壽命

　　一般機房專(zhuān)用精密空調廠(chǎng)家的設計壽命是最低是10年，連續運行時(shí)間是小時(shí)，平均無(wú)故率達到小時(shí)，實(shí)際運用過(guò)程中,機房專(zhuān)用精密空調可運行15年。

　　根據國家家電行業(yè)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(shí)間，無(wú)連續運行時(shí)間指標，平均無(wú)故障時(shí)間5000小時(shí)，只適合于間斷運行，在實(shí)際使用過(guò)程中，舒適性空調機可連續運行的時(shí)間為3～5年，比機房專(zhuān)用精密空調相差3倍。

　　1.9機房專(zhuān)用精密空調機與舒適性空調機的區別

　　表1-1機房專(zhuān)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(zhuān)用空調

　　1冷風(fēng)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(méi)有有加濕和除濕功能

　　6空氣過(guò)濾一般性過(guò)濾要求過(guò)濾0.2～0.5的粒子，10～30萬(wàn)級

　　7蒸發(fā)溫度較低﹥5℃～11℃

　　8蒸發(fā)器排數2、48～12排

　　9迎風(fēng)面積較小1.3～2.7

　　10迎面風(fēng)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(shí)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(jìn)行本機或遠程監視溫濕度、空氣處理狀態(tài)和各種報警等

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