

机房空调的主要服务对象为计算机,为机房提供稳定可靠的IDC与检测机房工作温度、相对湿度、空气洁净度,具有高显热比、高能效比、高可靠性、高精度等特点。机房空调对于机房有举足轻重的作用。
一、机房环境(机房专用空调解决方案)建设所面临的问题。
目前,很多广电机房没有使用机房专用空调(常被称为精密空调,恒温恒湿机),而是广泛应用普通舒适性空调。与机房专用空调比较,舒适性空调问题如下:
1)舒适性空调出风温度过低,会导致在出风口附近空气中的水蒸汽饱和凝结出水滴,对附近的用电设备造成很大危险。
2)舒适性空调风量过小,不适合计算机设备的高热密度的发热特点,无法驱除机房的“热岛效应”。
3)舒适性空调温度调节精度过低,温度调节精度为±3~5℃,温度的波动对设备稳定运行极其不利。
4)舒适性空调没有湿度控制功能。舒适性空调无法进行湿度控制。没有加湿功能,只能进行除湿,在冬季甚至过度除湿,湿度过低产生的静电极易产生设备故障。
5)舒适性空调过滤能力无法达到机房标准。舒适性空调只具备简单的过滤功能,其过滤器的过滤效果根本无法达到机房的要求。机房专用空调严格按照0.5微米/升<18,000(B级)设计,配合以每小时30次的风量循环,保障机房洁净。
6)舒适性空调在北方地区无法实现低温(室外)运行。一般标称-5℃以下即无法制冷和加热,而机房是发热量很大的区域,即使在冬天也需要对设备进行降温。
7)舒适性空调维护量大,舒适性空调长期应用在非设计工况下,故障率高,能效比不断下降,越来越耗能。机房专用空调按照全年长期运行设计,维护量小。
8)舒适性空调在机房内应用,寿命短。在365天/24小时应用的情况下其寿命一般不超过3年(机房专用空调的设计寿命一般为连续运转10年)。
9)舒适性空调耗电量大,机房专用空调选用的工业等级压缩机能效比高达3.3。而舒适性空调目前业界选用的高等级压缩机能效比约2.9,同时考虑到其他设计差异,如显热比指标,舒适性空调比同容量的机房专用空调多耗电20%-30%,不仅增加使用成本,也浪费能源。
以上舒适性空调的问题,将影响机房设备的安全运行,增加机房运行成本,需要应用机房专用空调予以解决。
二、机房环境系统建设的基本原则及一体化解决方案
(一)系统设计原则
1)通用性
本系统的设计符合相关国家设计标准。
2)稳定性
所有产品都经过全球主要电信商、数据网长期的运行考验,在业界具有领先的技术、领先的制造和领先的品牌;
3)可维护性
主设备采用模块化结构设计,便于故障的维护处理;
4)智能化设计
空调均采用智能化设计,便于远程监控;
5)经济性
系统整体设计,可合理设计设备容量,减少设备成本
(1)绝对湿度(Absolute humidity)
每立方米的湿空气中含有的水蒸气重量称为湿空气的绝对湿度,绝对湿度以公斤/立方米计算。
即单位体积(1m3)的气体中含有水蒸气的质量(g)。
表示∶D=g/m3
但是,即使水蒸气量相同,由于温度和压力的变化气体体积也要发生变化,即绝对湿度D发生变化。D为容积基准。
(2)相对湿度(Relative humidity)
在指某湿空气中所含水蒸气的重量与同温度下饱和空气中所含水蒸气的重量之比。把这比值用百分数表示,例如机房平常所说的湿度为60%,即指相对湿度而言。通常空气中水蒸气的最大含量,随温度高低而异空气温度较高时,水蒸气的最大含量要比温度较低时大。
气体中的水蒸气压(e)与其气体的饱和水蒸气压(es)的比,用百分比表示。
表示∶rh=e/es×100%
但是,温度和压力的变化导致饱和水蒸气压的变化,rh也将随之而变化。
通常在工作和生活中我们使用的湿度即为相对湿度。
冷凝器是空调的关键部件之一,是整个空调系统散热,完成制冷循环不可或缺的部件之一。
冷凝器安装位置的好坏直接决定空调设备的寿命和能效比,对于精密空调来讲,管路的设计,空调安装位置的设计,冷凝器的摆放等等,都需要认真考虑。冷凝器位置的设计对于整个系统的运行效率及可靠性同样尤为重要。设计时需要注意以下几点:
1)冷凝器与室内机的距离不宜过长。
无论压缩机的类型是涡旋的还是活塞的,一般来讲,制冷剂从压缩机到室外冷凝器之间的压降不能太大,一般来讲要小于60米等效长度。(注意这里使用的概念是等效长度,就是按照压力损失等量换算的管路长度。比如一个90度的弯头相当于1.2米管路)管路超长将大大降低空调效率,浪费能源,提高运行成本。
2)不建议冷凝器放在比室内机低的地方。
原因是,制冷剂在冷凝器出口端需要有2~3℃的过冷度,如果冷凝器放在室内机下端,制冷剂液体需要克服压力损失回到室内机,进入膨胀阀。按照我们的计算,高度每升高1米,压力损失可达12kpa。
如此计算,如果冷凝器低于室内机9米,那么膨胀阀入口已经没有过热度,并且,压力损失可能造成散发气体(flashgas),进而大大影响制冷效率及膨胀阀正常工作。
如果场地条件所限,冷凝器不得不低于室外机,我们建议使用水冷冷却方式,即室外使用干冷器的配置。APC提供InRowRD及STULZG型精密空调,可以满足此应用。室外干冷器可以低于室内机。具体长度依照水泵扬程而定。
需要特别说明的是,一些厂商为了临时满足客户的需求,将压缩机拆除,并且将其放置于室外。这种做法不太符合规范:和舒适性空调不同,空调压缩机需要不间断运行,冬天依然如此,并且压缩机运行时,周围温度不能太低。
如果温度过低,可能导致以下几个问题:首先是进入压缩机内的制冷剂气体需要有一定的过热度,以提高制冷效率并防止液态制冷剂进入压缩机而产生液击。一般来讲,过热度为8℃左右。系统设计时,默认从膨胀阀感温包到压缩机没有温度降低,但是如果将压缩机放在室外,从膨胀阀感温包到压缩机这段管路会有温度降低,那么,过热度就无法保证。另外,由于室外温度非常低,如果压缩机温度低于零下5℃,冷冻油会凝结,造成压缩机在缺少润滑的情况下运行,使得压缩机运行寿命大大降低。虽然空调内置曲轴箱加热器,加热量及其有限,不能满足过热度要求。所以,这种做法不太可取。
3)冷凝器特殊位置的摆放
冷凝器的主要功能是散热,因此,如果冷凝器和周围墙体或冷凝器之间距离太近,会严重影响其散热效率。另外,如果冷凝器是立式的,注意季风的迎风面不能正对风扇或翅片,冷凝器也不能安装与容易积雪,或者灰尘,树叶,杂物很多的环境中。