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标题: 自然冷却技术在机房中的运行 [打印本页]

作者: 静思夜 时间: 2010-12-23 12:20 标题: 自然冷却技术在机房中的运行

　冬季及过渡季节，如果室外温度低于机房回风温度时，可利用室外冷源，在不开启或部分开启压缩机的情况下，将机房温度降低到指定温度。主要使用场所有：通讯机房、数据中心、移动基站、工业不间断工艺设备等。
　　夏季：当室外温度高于20℃时，吊顶自然冷却盘管将停止工作。机柜排风直接回到精密空调进行制冷运行。运行方式为传统的精密空调下送上回方式。
　　冬季与过渡季节：室外温度低于20℃时吊顶自然冷却盘管开始工作。机房工程排风首先被吊顶冷却机组吸入，并由盘管冷却后,送入精密空调回风侧。由于吊顶盘管已经抵消了部分热负荷，精密空调压缩机开始卸载工作。
　　随着室外温度降低，冷盘管制冷量进一步提升，室外温度低至10℃以下时，冷量达到最大。当安装冷量与机房发热量匹配后，精密空调压缩机不开启。
　　系统组成：
　　自然冷却系统中，室内侧机组与室外侧机组各有独立的换热盘管，用管路将这两者连接成封闭环路。环路内有环保冷媒工作流体，机房空调借助媒体泵的作用流体在环路内循环。
　　冬季，工作流体经过室内侧的换热盘管时，被室内的空气加热。加热后的工作流体温度高于室外空气温度，当它循环经过室外侧的换热器时，其热量传递到室外空气，流体温度降低，回到机房内，循环冷却机房设备。
　　* 冷媒作为载体，机房装修中无水患泄漏危险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。根据经验，显热比为1.0的机组的单位制冷量的能耗仅是显热比为0.6的机组的60%左右。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。
　　通常舒适性空调冷负荷中有30%是为了消除潜热负荷，有70%是为了消除显热负荷。对机房来讲，其情况却大不相同，机房主要是设备散出的显热，室内工作人员散出的热负荷及夏季进入房间的新鲜空气的热湿负荷(仅占总负荷的5%)。并且冬季是需要加湿而不是减湿，即使在冬季机房仍需要消除热负荷，特别是程控机房更是如此。鉴于以上特点，如将一般舒适性空调机组用于机房，则会造成能量浪费。例如一个热负荷为7056kcal/h的机房，若使用机房专用空调机组，则总耗电量为2.7kw，而舒适性空调机组则需耗电8.1kw，即多耗电两倍。同样制冷量的空调机其风量各异，舒适性空调机的风量与冷量比为1:5，而恒温恒湿机风量与冷量比为1:3.5，机房专用空调机具有大风量、小焓差、高显热比的特点，通常焓差为2kcal/kg左右。也就是说，机房的热负荷90%～95%是显热负荷，同样的热负荷显热比越高要求送风量越大。这就要求机房的空调系统能够提供较大的送风量，所以一般机房送风量要比通常舒适性空调房间所需的送风量大1.6～2倍。
　1.2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。
　　1.3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，机房改造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。
　　1.4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。
　　1.5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。
　　控制系统的性能与空调系统技术经济性能密切相关。不少机房专用空调机生产企业专门开发一系列的控制器作为空调系统的组成部分。采用电子控制器或微机控制已经十分普遍，有些企业已经把模糊控制技术应用在计算机房专用空调系统中。
　　机房专用空调机组均采用先进可靠的微电脑控制系统。控制系统由两大部件组成，即智能控制器I2-manager和操作显示器组件Tmaster。控制器提供强大的模拟和数字控制能力，可以满足广泛的监测和控制功能，包括实时钟、RS232/RS485通信接口以及标准的网络连接。大屏幕液晶多制式显示器，可显示地道的中文，更加适合中国用户需求。操作人员可通过键盘/显示器组件查询设备运行状态及各种故障记录，调整设定参数，保证最高的运行效率。
　　控制系统可以控制同一机组内各台压缩机分时启动，降低启动电流，均衡同一机组内各台压缩机的工作时间，防止压缩机频繁启动。多台机组可互相串联，互为备份。多台机组可自动分时启动，降低启动电流，均衡不同机组的工作时间。这样，有利于提高专用空调机组的寿命和运行的可靠性。
　　1.6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。
　　1.7设计点对应运行点
　　如果把舒适性空调机用作机房空调系统，由于机房要求其运行点为：冬季：20

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