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精密空調的製冷方式與用途
發布時間:2013-04-26 15:04:00 點擊量:

深圳天地恒一科技發展有限公司工程部王浩提供:

什麽叫精密空調

精密空調是針對現代電子設備機房設計的專用空調,(叫精密空調又被稱為精密空調和恒溫恒濕精密空調)它的工作精度和可靠性都要比普通空調高得多。大家都知道,計算機機房中擺放計算機設備及程控交換機產品等,由大量密集電子元件組成。要提高這些設備使用的穩定及可靠性,需將環境的溫度濕度嚴格控製在特定範圍。機房精密空調可將機房溫度及相對濕度控製於正負1攝氏度,從而大大提高了設備的壽命及可靠性。


精密空調的特點

(一)顯熱量大
  機房內安裝的主機及外設、服務器、交換機、光端機等計算機設備以及動力保障設備,如UPS電源,均會以傳熱、對流、輻射的方式向機房內散發熱量,這些熱量僅造成機房內溫度的升高,屬於顯熱。一個服務器機櫃散熱量在每小時幾千瓦到十幾千瓦,如果是安裝刀片式服務器,散熱量會高一些。大中型計算機房設備散熱量在400W/m2左右,裝機密度較高的數據中心可能會到600W/m2以上。機房內顯熱比可高達95%。
(二)潛熱量小
  不改變機房內的溫度,而隻改變機房內空氣含濕量,這部分熱量稱為潛熱。機房內沒有散濕設備,潛熱主要來自工作人員及室外空氣,而大中型計算機機房一般采用人機分離的管理模式,機房圍護結構密封較好,新風一般也是經過溫濕度預處理後進人機房,所以機房潛熱量較小。
(三)風量大、焓差小
  設備的熱量是通過傳導、輻射的方式傳遞到機房內,設備密集的區域發熱量集中,為使機房內各區域溫濕度均勻,而且控製在允許的基數及波動範圍內,就需要有較大的風量將餘熱量帶走。另外,機房內潛熱量較少,一般不需要除濕,空氣經過空調機蒸發器時不需要降至零點溫度以下,所以送風溫差及焓差要求較小,為將機房內餘熱帶走,就需要較大送風量。
(四)不間斷運行、常年製冷
  機房內設備散熱屬於穩態熱源,全年不間斷運行,這就需要有一套不間斷的空調保障係統,在空調設備的電源供給方麵也有較高的要求,不僅需要有雙路市電互投,而且對於保障重要計算機設備的空調係統還應有發電機組做後備電源。長期穩態熱源造成即便在冬季機房內也需要製冷,尤其是在南方地區,更為突出。在北方地區,如果冬季仍需製冷,在選擇空調機組時,需要考慮機組的冷凝壓力和其他相關問題,另外可增加室外冷空氣進風比例,以達到節能的目的。
(五)送回風方式較多
  空調房間的送風方式取決於房間內熱量的發源及分布特點,針對機房內設備密集式排列,線纜、橋架較多以及走線方式等特點,空調的送風方式分為下送上回、上送上回、上送側回、側送側回。
(六)靜壓箱送風
  機房內空調送回風通常不采用管道,而是利用高架地板下部或天花板上部的空間作為靜壓箱送回風,靜壓箱內形成的穩壓層可使送風均勻,使空間內各點靜壓相等。
(七)潔淨度要求高
  電子計算機機房有嚴格的空氣潔淨度要求。空氣中的塵埃、腐蝕性氣體等會嚴重損壞電子元器件的壽命,弓起接觸不良和短路等,因此要求機房專用空調能按相關標準對流通空氣進行除塵、過濾。另外,要向機房內補充新風,保持機房內的正壓。根據《電子計算機機房設計規範》規定,主機房內的空氣含塵濃度,在靜態條件下測試,每升空氣中大於或等於0.5m的塵粒數,應小於18000粒。主機房與其他房間、走廊間壓差不應小於4.9Pa,與室外靜壓差不應小於9.8Pa。

精密空調與普通舒適空調的對比
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適性空調有著很大區別,表現在以下5個方麵:
A.傳統的舒適性空調主要是針對於人員設計,送風量小,送風焓差大,降溫和除濕同時進行;而機房內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、地板的導熱量,以及陽光輻射熱,通過縫隙的滲透風和新風熱量等。這些發熱量產生的濕量很小,因此采用舒適性空調勢必造成機房內相對濕度過低,而使設備內部電路元器件表麵積累靜電,產生放電從而損壞設備、幹擾數據傳輸和存儲。同時,由於製冷量的(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製蒸發器內蒸發壓力,增大送風量使蒸發器表麵溫度高於空氣露點溫度而不除濕,產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)。
B.舒適性空調風量小,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,使得機房內存在區域溫差,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產生局部熱量積累,導致設備過熱損壞。
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),整個機房內能形成整體的氣流循環,使機房內的所有設備均能平均得到冷卻。
C.傳統的舒適性空調,由於送風量小,換氣次數少,機房內空氣不能保證有足夠高的流速將塵埃帶回到過濾器上,而在機房設備內部產生沉積,對設備本身產生不良影響。且一般舒適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。
D.因大多數機房內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,並要保持極高的可靠性。舒適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,仍需空調機組正常製冷工作,此時,一般舒適性空調由於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,仍能正常保證製冷循環工作。
E.機房專用空調一般還配備了專用加濕係統,高效率的除濕係統及電加熱補償係統,通過微處理器,根據各傳感器返饋回來的數據能夠精確的控製機房內的溫度和濕度,而舒適性空調一般不配備加濕係統,隻能控製溫度且精度較低,濕度則較難控製,不能滿足機房設備的需要。

綜上所述,精密空調與舒適型空調在產品設計方麵存在顯著差別,二者為不同的目的而設計,無法互換使用。計算機機房內必須使用機房專用空調。目前,國內許多行業,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,提高了機房內計算機、網絡、通信係統的可靠性和運行的經濟性。

精密空調的適用範圍:
精密空調機廣泛適用於計算機機房、程控交換機機房、衛星移動通訊站、大型醫療設備室、實驗室、測試室、精密電子儀器生產車間等高精密環境,這樣的環境對空氣的溫度、濕度、潔淨度、氣流分布等各項指標有很高的要求,必須由每年365天、每天24 小時安全可靠運行的專用精密空調設備來保障。
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