解析精密空調(diào)(一）

解析精密空調(diào)(一）

　　第一章機房專用精密空調(diào)特點

　　能夠充分滿足機房環(huán)境條件要求的機房專用精密空調(diào)機（也稱恒溫恒濕空調(diào)）是在近30年中逐漸發(fā)展起來的一個新機種。早期的機房使用舒適性空調(diào)機時，常常出現(xiàn)由于環(huán)境溫濕度參數(shù)控制不當而造成機房設(shè)備運行不穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸受干擾，出現(xiàn)靜電等問題。

　　精密空調(diào)機，通常具有如下一些性能特點：

　　1.1大風量、小焓差

　　與相同制冷量的舒適性空調(diào)機相比，機房專用精密空調(diào)機的循環(huán)風量約大一倍，相應(yīng)的焓差只有一半，機房專用精密空調(diào)機運行時通常不需要除濕，循環(huán)風量較大將使得機組在空氣露點以上運行，不必要像舒適性空調(diào)機那樣為應(yīng)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(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(jù)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(wěn)定，較大的循環(huán)風量將有利于穩(wěn)定機房的溫濕度指標，顯然，在制冷量一定的情況下，風量的增大將導(dǎo)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相適應(yīng)。

　　通常舒適性空調(diào)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。對機房來講，其情況卻大不相同，機房主要是設(shè)備散出的顯熱，室內(nèi)工作人員散出的熱負荷及夏季進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，如將一般舒適性空調(diào)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(diào)機組，則總耗電量為2.7kw，而舒適性空調(diào)機組則需耗電8.1kw，即多耗電兩倍。同樣制冷量的空調(diào)機其風量各異，舒適性空調(diào)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(diào)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(diào)系統(tǒng)能夠提供較大的送風量，所以一般機房送風量要比通常舒適性空調(diào)房間所需的送風量大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，這是由于主機設(shè)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(diào)系統(tǒng)必須能夠適應(yīng)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送回風方式多樣

　　由于要與電子通信設(shè)備的冷卻方式相適應(yīng)，機房的空調(diào)系統(tǒng)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(cè)回風等，生產(chǎn)企業(yè)一般是利用標準化手段開發(fā)一系列機型，以滿足用戶的不同需要。

　　機房專用精密空調(diào)機送風形式多為上送下回和下送上回式。機房中鋪設(shè)防靜電活動地板，機房專用精密空調(diào)采用下送上回式送風，使冷氣直接進入活動地板下，這樣使地板下形成靜壓箱，然后通過地板送風口，把冷氣均勻地送入機房內(nèi)，送入設(shè)備機柜內(nèi)。為此，機房專用精密空調(diào)應(yīng)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(diào)效率，同時還可以大幅度節(jié)省過去習(xí)慣的管道送風的工程費用，降低工程造價，使室內(nèi)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(shè)備散熱形式一致。

　　1.4過濾

　　通常標準型機組中，空氣過濾器均采用粗、中效過濾，而在一些進口的特型機組中，從結(jié)構(gòu)設(shè)計上采用預(yù)留亞A過濾器或高效過濾器的安裝位置，根據(jù)用戶需求選用（如凈化手術(shù)室等就選用亞高效過濾器）。只要用戶要求，過濾系統(tǒng)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級潔凈要求使用高效或亞高效過濾器，Ｂ級潔凈要求使用亞高效或中效過濾器，即使是Ｃ級潔凈要求也應(yīng)該使用中效過濾器。然而，舒適性空調(diào)機一般只有初效過濾器，如果需要提高過濾效率，也只能是改裝，而且往往還需增加風機、加大風壓，以免空調(diào)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。

　　1.5可靠性較高

　　針對機房精密空調(diào)系統(tǒng)高可靠性的要求，機房專用精密空調(diào)機在結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)設(shè)計和制造以及空調(diào)系統(tǒng)組成等方面都必須相應(yīng)采取一系列措施，例如設(shè)置后備機組或后備控制單元，微機控制系統(tǒng)自動對機組運行狀態(tài)進行診斷，實時對已經(jīng)出現(xiàn)或?qū)⒁霈F(xiàn)的故障發(fā)出報警，自動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，機房專用精密空調(diào)的控制系統(tǒng)功能比舒適性空調(diào)完善得多。

　　控制系統(tǒng)的性能與空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟性能密切相關(guān)。不少機房專用精密空調(diào)機生產(chǎn)企業(yè)專門開發(fā)一系列的控制器作為空調(diào)系統(tǒng)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(yīng)用在計算機房專用空調(diào)系統(tǒng)中。

　　機房專用精密空調(diào)機組均采用先進可靠的微電腦控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)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擬和數(shù)字控制能力，可以滿足廣泛的監(jiān)測和控制功能，包括實時鐘、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，更加適合中國用戶需求。操作人員可通過鍵盤/顯示器組件查詢設(shè)備運行狀態(tài)及各種故障記錄，調(diào)整設(shè)定參數(shù)，保證最高的運行效率。

　　控制系統(tǒng)可以控制同一機組內(nèi)各臺壓縮機分時啟動，降低啟動電流，均衡同一機組內(nèi)各臺壓縮機的工作時間，防止壓縮機頻繁啟動。多臺機組可互相串聯(lián)，互為備份。多臺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(diào)機組的壽命和運行的可靠性。

　　1.6全年制冷運行

　　無論是大、中型計算機，還是程控交換機，都要求空調(diào)機全年制冷運行。而冬季的制冷運行要解決穩(wěn)定冷凝壓力和其它相關(guān)的問題。多數(shù)機房專用空調(diào)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適性空調(diào)機或常規(guī)恒溫恒濕機，在此種條件下，根本無法工作。

　　1.7設(shè)計點對應(yīng)運行點

　　如果把舒適性空調(diào)機用作機房精密空調(diào)系統(tǒng)，由于機房要求其運行點為：冬季：20±2℃，夏季：23±2℃，而舒適性空調(diào)機的設(shè)計點溫度一般為27℃，所以機組的實際供冷能力一般比樣本標明的額定值低10%～25%。此外，運行點偏離設(shè)計點時，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，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。然而機房專用精密空調(diào)機，由于把運行點作為設(shè)計點，因而機組始終處于最佳運行點，這就從根本上避免了這些問題。

　　綜上所述，根據(jù)機房負荷特性及特點，就需要設(shè)計出一種將這些要求綜合于一體的空調(diào)機，實現(xiàn)以處理干冷卻工況為主的空氣處理過程。

　　1.8使用壽命

　　一般機房專用精密空調(diào)廠家的設(shè)計壽命是最低是10年，連續(xù)運行時間是小時，平均無故率達到小時，實際運用過程中,機房專用精密空調(diào)可運行15年。

　　根據(jù)國家家電行業(yè)標準，舒適性空調(diào)機的基礎(chǔ)設(shè)計壽命每年按運行半年計算，為3年時間，無連續(xù)運行時間指標，平均無故障時間5000小時，只適合于間斷運行，在實際使用過程中，舒適性空調(diào)機可連續(xù)運行的時間為3～5年，比機房專用精密空調(diào)相差3倍。

　　1.9機房專用精密空調(diào)機與舒適性空調(diào)機的區(qū)別

　　表1-1機房專用精密空調(diào)機組與一般舒適性空調(diào)機組的對比

　　序號比較內(nèi)容一般空調(diào)專用空調(diào)

　　1冷風比（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溫度控制通常沒有有加濕和除濕功能

　　6空氣過濾一般性過濾要求過濾0.2～0.5的粒子，10～30萬級

　　7蒸發(fā)溫度較低﹥5℃～11℃

　　8蒸發(fā)器排數(shù)2、48～12排

　　9迎風面積較小1.3～2.7

　　10迎面風速（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運行時間（h）8～1024

　　13全年運行可靠性不設(shè)計冬季運行全天候運行

　　14控制一般控制微機控制

　　15監(jiān)控－能進行本機或遠程監(jiān)視溫濕度、空氣處理狀態(tài)和各種報警等

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