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什麼是精密空調?精密空調與普通空調有何區别?

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什麼是精密空調?精密空調與普通空調有何區别?

發布日期:2018-10-12 作者: 點擊:

一,引言概述


與相同制冷量的舒适性空調機相比,整體機房專用精密空調機的循環風量約大一倍,相應的焓差隻有一半,機房專用精密空調機運行時通常不需要除濕,循環風量較大将使得機組在空氣露點以上運行,不必要像舒适性空調機那樣為應付濕負荷而不得不使空氣冷卻到露點以下,故機組可以通過提高制冷劑的蒸發溫度提高機組運行的熱效率,從而提高運行的經濟性。根據經驗,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,機房要求溫濕度指标相對穩定,較大的循環風量将有利于穩定機房的溫濕度指标,顯然,在制冷量一定的情況下,風量的增大将導緻焓差的減少,因而通常機組隻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相适應。




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,特别是程控機房更是如此。鑒于以上特點,如将一般舒适性空調機組用于機房,則會造成能量浪費。例如一個熱負荷為 7056kcal/h的機房,若使用機房專用空調機組,則總耗電量為2.7kw,而舒适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量各異,舒适性空調機的風量與冷量比為1:5,而恒溫恒濕機風量與冷量比為1:3.5,機房專用精密空調機具有大風量、小焓差、高顯熱比的特點,通常焓差為2kcal/kg左右。也就是說,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量越大。這就要求機房的空調系統能夠提供較大的送風量,所以一般機房送風量要比通常舒适性空調房間所需的送風量大1.6~2倍。




二,精密空調特點


1,熱負荷變化


通常要在10%~100%之間變動,對于随着系統規模擴大,空載設備将會動态退出或者設備根據進度并未完全上電造成的。。因此,機房精密空調系統必須能夠适應這種負荷的變化,以使電子元器件工作在所要求的環境條件之中,保障電路性能的可靠性。




2,送風方式


由于要與電子通信設備的冷卻方式相适應,機房的空調系統的送風回風方式是多種多樣的:有上送風、下送風,有上回風、下回風、側回風等,生産企業一般是利用标準化手段開發一系列機型,以滿足用戶的不同需要。




機房專用精密空調機送風形式多為上送下回和下送上回式。機房中鋪設防靜電活動地闆,機房專用精密空調采用下送上回式送風,使冷氣直接進入活動地闆下,這樣使地闆下形成靜壓箱,然後通過地闆送風口,把冷氣均勻地送入機房内,送入設備機櫃内。為此,機房專用精密空調應有足夠的風量把機房中的熱量帶走。采用這種送風形式可大大提高空調效率,同時還可以大幅度節省過去習慣的管道送風的工程費用,降低工程造價,使室内布局美觀。這是機房理想的送風方式。當然,機房送風形式要與設備散熱形式一緻。




3,過濾


通常标準型機組中,空氣過濾器均采用初、中效過濾,而在一些進口的特型機組中,從結構設計上采用預留亞高效過濾器或高效過濾器的安裝位置,根據用戶需求選用(如淨化手術室等就選用亞高效過濾器)。隻要用戶要求,過濾系統可以很方便地以更換過濾器或者增加過濾器的方式進行升級。一般A級潔淨要求使用高效或亞高效過濾器,B級潔淨要求使用亞高效或中效過濾器,即使是C級潔淨要求也應該使用中效過濾器。然而,舒适性空調機一般隻有初效過濾器,如果需要提高過濾效率,也隻能是改裝,而且往往還需增加風機、加大風壓,以免空調機因安裝了高效或亞高效過濾器而使送風能力大幅度下降。




4,可靠性


針對機房精密空調系統高可靠性的要求,機房專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,例如設置後備機組或後備控制單元,微機控制系統自動對機組運行狀态進行診斷,實時對已經出現或将要出現的故障發出報警,自動用後備機組或後備控制單元切換故障機組或故障單元。衆所周知,機房專用精密空調的控制系統功能比舒适性空調完善得多。




控制系統的性能與空調系統技術經濟性能密切相關。不少機房專用精密空調機生産企業專門開發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十分普遍,有些企業已經把模糊控制技術應用在計算機房專用空調系統中。




機房專用精密空調機組均采用先進可靠的微電腦控制系統。控制系統由兩大部件組成,即智能控制器I2-manager和操作顯示器組件Tmaster。控制器提供強大的模拟和數字控制能力,可以滿足廣泛的監測和控制功能,包括實時鐘、RS232/RS485通信接口以及标準的網絡連接。大屏幕液晶多制式顯示器,可顯示地道的中文,更加适合中國用戶需求。操作人員可通過鍵盤/顯示器組件查詢設備運行狀态及各種故障記錄,調整設定參數,保障高的運行效率。




控制系統可以控制同一機組内各台壓縮機分時啟動,降低啟動電流,均衡同一機組内各台壓縮機的工作時間,防止壓縮機頻繁啟動。多台機組可互相串聯,互為備份。多台機組可自動分時啟動,降低啟動電流,均衡不同機組的工作時間。這樣,有利于提高專用空調機組的壽命和運行的可靠性。




5,全年制冷


無論是大、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的問題。多數機房專用空調機能在室外氣溫降至-15℃時仍能制冷運行,而采用乙二醇制冷機組,可在室外氣溫降至-45℃時仍能制冷運行。與此形成鮮明對比的是舒适性空調機或常規恒溫恒濕機,在此種條件下,根本無法工作。




6,系統設計


如果把舒适性空調機用作機房精密空調系統,由于機房要求其運行點為:冬季:20±2℃,夏季:23±2℃,而舒适性空調機的設計點溫度一般為27℃,所以機組的實際供冷能力一般比樣本标明的額定值低10%~25%。此外,運行點偏離設計點時,在一定程度上機組的部分機件性能由于偏離了佳運行點,從而影響了機組整體的匹配狀态,不利于機組性能的充分發揮和高效率運行。然而機房專用精密空調機,由于把運行點作為設計點,因而機組始終處于佳運行點,這就從根本上避免了這些問題。




綜上所述,根據機房負荷特性及特點,就需要設計出一種将這些要求綜合于一體的空調機,實現以處理幹冷卻工況為主的空氣處理過程。




7,使用壽命


一般機房專用精密空調廠家的設計壽命是10年,連續運行時間是86400小時,平均無故率達到25000小時,實際運用過程中,如果使用環境良好,再加上維護到位, 機房專用精密空調可運行15年左右。




根據家電行業标準,舒适性空調機的基礎設計壽命每年按運行半年計算,為3年時間,無連續運行時間指标,平均無故障時間5000小時,隻适合于間斷運行,在實際使用過程中,舒适性空調機可連續運行的時間為3~5年,比機房專用精密空調相差3倍。在實際使用過程中,也因工作環境不同導緻其使用壽命有不同的變化。




三,精密空調與普通舒适空調的區别


計算機機房對溫度、濕度及潔淨度均有較嚴格的要求,因此,計算機機房專用空調在設計上與傳統的舒适性空調有着很大區别,表現在以下5個方面:


1.傳統的舒适性空調主要是針對于人員設計,送風量小,送風焓差大,降溫和除濕同時進行;而機房内顯熱量占全部熱量的90%以上,它包括設備本身發熱、照明發熱量、通過牆壁、天花、窗戶、地闆的導熱量,以及陽光輻射熱,通過縫隙的滲透風和新風熱量等。這些發熱量産生的濕量很小,因此采用舒适性空調勢必造成機房内相對濕度過低,而使設備内部電路元器件表面積累靜電,産生放電從而損壞設備、幹擾數據傳輸和存儲。同時,由于制冷量的(40%~60%)消耗在除濕上,使得實際冷卻設備的冷量減少很多,大大增加了能量的消耗。




機房專用空調在設計上采用嚴格控制蒸發器内蒸發壓力,增大送風量使蒸發器表面溫度高于空氣露點溫度而不除濕,産生的冷量全部用來降溫,提高了工作效率,降低了濕量損失(送風量大,送風焓差減小)。




2.舒适性空調風量小,風速低,隻能在送風方向局部氣流循環,不能在機房形成整體的氣流循環,機房冷卻不均勻,使得機房内存在區域溫差,送風方向區域溫度低,其他區域溫度高,發熱設備因擺放位置不同而産生局部熱量積累,導緻設備過熱損壞。




而機房專用空調送風量大,機房換氣次數高(通常在30~60次/小時),整個機房内能形成整體的氣流循環,使機房内的所有設備均能平均得到冷卻。




3.傳統的舒适性空調,由于送風量小,換氣次數少,機房内空氣不能保障有足夠高的流速将塵埃帶回到過濾器上,而在機房設備内部産生沉積,對設備本身産生不良影響。且一般舒适性空調機組的過濾性能較差,不能滿足計算機的淨化要求。




采用機房專用空調送風量大,空氣循環好,同時因具有專用的空氣過濾器,能及時高效的濾掉空氣中的塵挨,保持機房的潔淨度。




4.因大多數機房内的電子設備均是連續運行的,工作時間長,因此要求機房專用空調在設計上可大負荷常年連續運轉,并要保持極高的可靠性。舒适性空調較難滿足要求,尤其是在冬季,計算機機房因其密封性好而發熱設備又多,仍需空調機組正常制冷工作,此時,一般舒适性空調由于室外冷凝壓力過低已很難正常工作,機房專用空調通過可控的室外冷凝器,仍能正常保障制冷循環工作。




5.機房專用空調一般還配備了專用加濕系統,高效率的除濕系統及電加熱補償系統,通過微處理器,根據各傳感器返饋回來的數據能夠準确的控制機房内的溫度和濕度,而舒适性空調一般不配備加濕系統,隻能控制溫度且精度較低,濕度則較難控制,不能滿足機房設備的需要。




四,總結


綜上所述,機房專用空調與舒适型空調在産品設計方面存在顯著差别,二者為不同的目的而設計,無法互換使用。計算機機房内必須使用精密空調在國内許多行業,如金融、郵電通信、電視台、石油勘探、印刷、科研、電力等已經廣泛采用,提高了機房内計算機、網絡、通信系統的可靠性和運行的經濟性 。


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