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数据中心为什么要使用机房精密空调

 

一、机房精密空调的定义

机房精密空调顾名思义其是一种专供机房使用的高精度空调,因其不但可以控制机房温度,也可以同时控制湿度,因此也叫恒温恒湿空调机房专用空调机,另因其对温度、湿度控制的精度很高,亦称机房精密空调。

它的诞生是为了满足精密设备特殊工艺及特定环境的要求而设计的,其目的是精确控制其温度、湿度等并要求控制在一定范围,机房精密空调机广泛适用于计算机机房、程控交换机机房、卫星移动通讯站、大型医疗设备室、实验室、测试室、精密电子仪器生产车间等高精密环境,这样的环境对空气的温度、湿度、洁净度、气流分布等各项指标有很高的要求,必须由每年365天、每天24小时安全可靠运行的专用机房精密空调设备来保障。

二、机房精密空调和家用空调的区别01概念不同

普通空调一般包括家用空调、住宅区中央空调和办公室与商用写字楼内的空气调节系统。这类空调的作用是造成室内空气具有良好的生活环境,给人们提供一个舒适惬意的工作和生活环境,使在这个空间内的人感到舒适。

 

普通空调的室内机样式

 

精密空调是为了满足精密设备特殊工艺及特定环境的要求而设计的,其目的是精确控制其温度、湿度等并要求控制在一定范围内,也称恒温恒湿空调,特点为大风量、热负荷变化。

 

02产品侧重点

因设计用途不同,产品侧重点也会大不相同。

普通空调是为了给人们提供一个舒适惬意的工作和生活环境而设计的。它的适用对象是人,应用场景主要是在有人活动的半开放式的领域:如客厅、卧室、展厅、办公室等。普通空调不具备恒温恒湿功能,温差范围在1℃。因此,普通空调更注重使用时的舒适感、低噪声、低送风量以及低风速的设计。

精密空调则是为了IT设备等精密器件提供一个恒温恒湿的特定运行环境而设计。这是一种专供机房使用的高精度空调,为了保证计算机或服务器芯片良好散热,应用场景有计算机机房、实验室、大型医疗设备室等高精密领域。它的服务对象是维持机房可以持续不断运转起来的相关设备:如IT设备、配电系统、供电设备等。精密空调具有恒温恒湿功能,温差范围可控制在0.1摄氏度甚至更高。因此,精密空调更注重机房温湿度的精准控制和洁净度的及时掌控的设计。

03控制系统不同

普通空调只具备基本的控制系统,人们根据自身的冷热需求,通过红外遥控器或者下载手机APP智能遥控器进行操作,智能程度相对中等;且降温和除湿只能同时进行,只能在送风方向局部气流循环。

精密空调具有高精度、反应灵敏、基于微处理器的智能控制系统,可以对外界环境的变化快速做出反应,从而保证环境变化保持在稳定环境所需的整定范围之内。如,人机交互界面、告警保护、联网监控等功能。

04空气过滤程度不同

普通空调采用粗效过滤器,无法去除足够的尘埃颗粒,灰尘会很大程度附着在高效运转的芯片上,严重影响相关零部件的使用寿命,是不能满足计算机的净化要求。大多数普通空调采用住宅型空气过滤器,过滤效率仅为10%。这对数据中心环境而言是远远不够的。

而精密空调采用高中效过滤器,其效率可达20%~30%,且符合ASHRAE标准,能及时高效的滤掉空气中的尘埃,可有效防止灰尘在高频芯片附着碳化造成短路,维持机房的洁净度,延长相关零件的使用寿命,降低运维成本

05精密空调的温度和湿度控制更加精确

精密空调有着更加精确的温度和湿度控制能力,将室内的温度和湿度误差控制在很小的范围之内。

普通空调对温度的精确度在1℃以上,随着空间环境不同,空调的温度误差会很大,在湿度上更加无法精确掌控,而精密空调在温度控制时,当温度设定在15℃-30℃时,温度的精度可以控制到±0.5℃,温度变化率小于5℃/h;当相对湿度设定在40%-60%时,湿度的精度可以控制到±3%RH,湿度变化率小于10%RH/h

06精密空调的除湿和制冷功能可以同时进

精密空调在运行的时候,制冷和除湿两种功能是同时进行的,蒸发器设计更加严谨,通过增大送风量使蒸发器表面温度高于空气露点温度而不除湿,产生的冷量都用于降温,可以提高工作效率,并且降低了湿量的损失。

对于普通空调而言,送风量都比较小,降温和除湿运行的时候会造成较大的热量损失,不利于空调的节能。

07精密空调的空气循环能力更好

空调都属于内循环设备,家用空调受到环境的影响比较大,自身的送风量比较小,不会单独增加空气过滤设施,很难将室内的灰尘隔离,室内的灰尘积累极易导致空调的换气效率下降,对设备使用的效果影响很大。

而精密空调送风量大,空气循环能力强,同时安装有专用的空气过滤器,可以高效地地过滤掉空气中的尘埃,保持空气的洁净程度,对设备也能起到很多好的保护作用。

08精密空调的持续运行能力强

精密空调一般应用在持续运转的机房中,24小时不间断工作,机房还有散热量大的特点。精密空调在设计之初就考虑了大负荷持续运转的情况,还能同时保持稳定的性能。

相比之下,普通空调很难做到连续性工作,在冬季的时候应对发热的设备,也很难做到持续的制冷循环。

09精密空调的适用范围更精准

精密空调主要用于医药行业,实验室,研究室,电子产品行业以及计算机机房等场所,这些场所对于湿度和温度都需要更加精确的控制,否则会影响仪器的寿命以及实验的结果。而家庭没有这么高的要求,普通空调就能满足正常的温度需求,对于湿度的处理可以依靠新风机和除湿机等设备。

10总结

通过上面的分析,可以发现精密空调与传统空调相比,具有更多的优势,所以能在机房、实验室、研究室等这样对湿度、温度和清洁度要求比较高的场所当中使用,同时能对设备起到更好的保护作用以及保持较高的空调舒适性。

三、机房精密空调的特点01大风量、小焓差

与相同制冷量的舒适性空调机相比,机房专用空调机的循环风量约大一倍,相应的焓差只有一半,机房专用空调机运行时通常不需要除湿,循环风量较大将使得机组在空气露点以上运行,不必要像舒适性空调机那样为应付湿负荷而不得不使空气冷却到露点以下,故机组可以通过提高制冷剂的蒸发温度提高机组运行的热效率,从而提高运行的经济性。同样,机房要求温湿度指标相对稳定,较大的循环风量将有利于稳定机房的温湿度指标,显然,在制冷量一定的情况下,风量的增大将导致焓差的减少,因而通常机组只能在显热比相当高的工况下运行,这恰恰与机房的负荷特点相适应。

02机房的热负荷变化幅度较大

通常要在10%20%之间变动,这是由于主机设备所处的工作状态不同,消耗的功耗不同所造成的。因此,机房空调系统必须能够适应这种负荷的变化,以使电子元器件工作在所要求的环境条件之中,保证电路性能的可靠性。

03送回风方式多样

由于要与电子通信设备的冷却方式相适应,机房的空调系统的送风回风方式是多种多样的:有上送风、下送风,有上回风、下回风、侧回风等,生产企业一般是利用标准化手段开发一系列机型,以满足用户的不同需要。

机房专用空调机送风形式多为上送下回和下送上回式。机房中铺设防静电活动地板,机房专用空调采用下送上回式送风,使冷气直接进入活动地板下,这样使地板下形成静压箱,然后通过地板送风口,把冷气均匀地送入机房内,送入设备机柜内。为此,机房专用空调应有足够的风量把机房中的热量带走。采用这种送风形式可大大提高空调效率,同时还可以大幅度节省过去习惯的管道送风的工程费用,降低工程造价,使室内布局美观。这是机房理想的送风方式。当然,机房送风形式要与设备散热形式一致。

04过滤

通常标准型机组中,空气过滤器均采用粗、中效过滤,而在一些进口的特型机组中,从结构设计上采用预留亚高效过滤器或高效过滤器的安装位置,根据用户需求选用(如净化手术室等就选用亚高效过滤器)。只要用户要求,过滤系统可以很方便地以更换过滤器或者增加过滤器的方式进行升级。一般A级洁净要求使用高效或亚高效过滤器,B级洁净要求使用亚高效或中效过滤器,即使是C级洁净要求也应该使用中效过滤器。然而,舒适性空调机以及常规的恒温恒湿空调机一般只有初效过滤器,如果需要提高过滤效率,也只能是改装,而且往往还需增加风机、加大风压,以免空调机因安装了高效或亚高效过滤器而使送风能力大幅度下降。

05可靠性较高

针对机房空调系统高可靠性的要求,机房专用空调机在结构与控制系统设计和制造以及空调系统组成等方面都必须相应采取一系列措施,例如设置后备机组或后备控制单元,微机控制系统自动对机组运行状态进行诊断,实时对已经出现或将要出现的故障发出报警,自动用后备机组或后备控制单元切换故障机组或故障单元。众所周知,机房专用空调的控制系统功能比舒适性空调完善得多。

06全年制冷运行

无论是大、中型计算机,还是程控交换机,都要求空调机全年制冷运行。而冬季的制冷运行要解决稳定冷凝压力和其它相关的问题。多数机房专用空调机能在室外气温降至-15℃时仍能制冷运行,而采用乙二醇制冷机组,可在室外气温降至-45℃时仍能制冷运行。与此形成鲜明对比的是舒适性空调机或常规恒温恒湿机,在此种条件下,根本无法工作。

07使用寿

一般机房专用空调厂家的设计寿命是10年,连续运行时间是86400小时,平均无故率达到25000小时,实际运用过程中,机房专用空调可运行7-10年。

根据国家家电行业标准,舒适性空调机的基础设计寿命每年按运行半年计算,为3年时间,无连续运行时间指标,平均无故障时间5000小时,只适合于间断运行,在实际使用过程中,舒适性空调机可连续运行的时间为35年,比机房专用空调相差3倍。

四、空机房精密调的选型依据

为了确定空调机的容量,以满足机房温度、湿度、洁净度和送风速度的要求(简称四度要求)。必须首先计算机房的热负荷。

机房的热负荷主要来自两个方面:

其一是机房内部产生的热量,它包括:室内计算机及外部设备的发热量,机房辅助设施和机房设备的发热量(电热、蒸气水温及其它发热体)。这些发热量显热大、潜热小;照明发热(显热);工作人员的发热(显热小、潜热大);由于水分蒸发、凝结产生的热量(潜热)

其二是机房外部产生的热量,它包括:传导热,过建筑物本体侵入的热量,如从墙壁、屋顶、隔断和地面传入机房的热量(显热);放射热(也称辐射热),由于太阳照射从玻璃窗直接进入房间的热量(显热);对流产生的热量,从门窗等缝隙侵入的高温室外空气(也包含水蒸气)所产生的热量(显热、潜热);为了使室内工作人员减少疲劳和有利于人体健康而引入的新鲜空气所产生的热量(包括显热和潜热)

 

1)、以单位面积估算

计算机房(包括程控交换机房)

楼层较高时,250300kcal/m2h

楼层较低时,150250kcal/m2h(根据设备的密度作适当的增减)

办公室(值班室)90kcal/m2h

2)、以机柜数量估算

一般按照每机柜2.5~4KW计算。

3)、机房空调系统新风量

按下述三项中取其中的一项:

1、按机房人员取40m3/h.p

2、维持机房室内正压所需的风量

3、取机房空调总风量的5%

地板送风口风速:1.52.0m/s

地板送风口总开孔面积占地板面积的0.6%

常用热功单位换算

1、压力换算1(bar)≈1公斤力/厘米2(at)≈1标准大气压(atm)≈105帕斯卡(pa)

2、冷量换算

1(PS)=2500大卡(kcal/h)

1千瓦(kw)=860大卡(kcal/h)

1(PS)=2.9千瓦(kw)

1冷吨=3024大卡(kcal/h)

1BTU/h=0.2519大卡(kcal/h)

作者:admin  来源:  [2026-05-16]
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