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机房专用空调的五大特性分析

  【IT168 技术】机房专用空调下是在60年代为保证电子设备的运行所需的温湿度而产生的。近年来,随着通信、网络的爆炸性增长,计算机等电子产品对冷却的需求也越来越大。同时因为目前的软件投资的重要性与日俱增,机房环境问题更成为网络建设的关键一环。从90年代开始,全球不断涌现的IDC项目中,都将机房环境视为建设的重点之一。

  为什么不使用一般的舒适性空调而专门设计机房专用空调呢?现在仍有对此问题有疑问者,本文将从五个方面予以比较说明。

  一、环境要求

  1.温湿度

  根据计算机房设计规范GB50174—93(电子计算机机房设计规范)的规定,机房室内温湿度应满足下表要求。普通居民住宅、办公室的要求较为宽松,一般要求温度控制在21-27℃,湿度控制在35%-75%。

项目
开机
停机
A
B
A
B
冬季
夏季
全年
温度℃
20±2
23±2
18-28
 535
535
相对湿度 
4565
4070
4070
2080
温度变化率℃
<5h
不得结露
<10h
不得结露
<5h
不得结露
<10h
不得结露

  2.空气洁净度

  机房对空气洁净度有较高的要求。因为设备内部积累灰尘,一方面影响设备的冷却效果,容易造成设备局部过热:另一方面灰尘会吸附水分产生腐蚀,引起电路板等设备的绝缘性能下降。因此GB5017493对机房内洁净度要求为:每升空气中大于或等于0.5 μm的尘粒数应小于18000粒。

  普通的生活和办公环境对空气洁净度没有明确的规定。

  3.机房设备的散热量

  机房内有多种设备,其发热量各不相同,热密度远大于一般民用和办公环境。在寒冷的冬季依然需要制冷,机房设备散发的热量都是以显热的形式出现,室内显热比在90%以上。

  舒适性环境的散热量小,需除去相当多的潜热,显热比要求低。

  二、机房专用空调和舒适性空调设计的对象

  机房空调是为保证机房内恒定的温湿度、洁净度等设计。舒适性空调是为人提供舒适的办公生活环境而设计。

  根据上文分析,机房内的温湿度和一般办公生活要求有很大的不同,所以针对不同要求,空调的设计也有很大的区别。

  三、机房专用空调和舒适性空调在设计方面的区别

       

项目
机房专用空调
舒适性空调
运行于设计工况参数
运行于机房工况参数
空调运行室内环境
温度2224
温度27
温度22-14
湿度50
湿度50
湿度50
风量
260-400m3KW冷量
150-200m3KW冷量
150200m3KW冷量
出风温度
1315 
1012
79
冷媒蒸发温度
7 
7 
45
显热比 
90100
60-70
60-70
正常运行允许室外温度                 
35℃一+42
5℃一38
5℃一38 

  上表列出了机房专用空调和舒适性空调的风量、出风温度、显热比等几个重要设计参数的区别,造成区别的原因是机房环境和舒适性环境对温湿精度的要求不同,热密度不同和对显热比的要求不同。

  

  四、舒适性空调运行于机房条件下连续运行故障问题分析

  从室外环境温度来看:舒适性空调在设计理念上只是在夏季发挥降温功能, 室外温度较低时,即无法进行制冷。夏季制冷时舒适性空调可正常 运行,随着冬天室外温度的下降,冷凝压力降低,蒸发压力也随之下降,蒸发温 度低,产生蒸发器低温保护,同时空气处理时过度除湿,蒸发器容易结霜,导致 机组不能正常工作。而且制冷剂循环流量减小,制冷量下降,使机组设备不能正 常散热。而标准机房的特点是发热量大,其空调即使在冬季也要具备降温功能。 舒适性空调在冬季运行时,制冷量下降,蒸发器温度低、结霜,机组不能正常 工作,不能适应机房的冬季运行要求。精密空调采用可调速冷凝风扇和带储液罐冷凝器等方法,保持冷凝压力,适应各类室外温度变化的要求,在室外-35℃时仍能保证空调24小时正常工作。

  五、从使用效果方面分析

  1. 温度控制精度

  舒适性空调采用比例控制方法,易造成温度的波动,控制精度低。精密空调 采用PID(比例、微分、积分)控制方法,控制精度高。大风量有利于机房温度场的均匀分布,能更精确的控制温度和防止局部过热情况的出现。

  2. 湿度控制

  舒适性空调只能在制冷的同时除湿,不能加湿。而且在除湿的同时无法对温 度进行控制。对湿度的控制只是“听天由命”,不能提供控制手段,只能采用另外增加加湿器进行湿度控制。由于加湿器和空调是独立的设备,不能很好的协调, 对湿度控制精度差,而且常常会有加湿器加,湿空调除湿等浪费能源的情况。

  精密空调配有加湿器和再加热器,不但能加湿,而且在除湿时控制机房的温度的恒定,保证在温度和湿度的统一稳定。

  3. 可靠性和使用寿命

  机房专用空调的可靠性高,MTBF一般都在10万小时以上,设计寿命为15年。舒适性空调也会标称设计寿命8年,但一般是按每年运行6个月,每天运行8小时设计。如果把舒适性空调在机房中365天,每天24小时运行,其设计寿命不超过3年。

  从精密空调和舒适性空调所选用的零部件上看,精密空调的零部件明显高舒适性空调一个档次,采用的均是工业等级的高可靠性部件。

     

项目
精密空调
舒适性空调
结构件
室内
框架钢结构,经过耐腐蚀处理
塑料件为主,易老化和破损,变色等
室外
耐腐蚀铝合金,适应各种环境
钢板喷涂件,易老化生锈
换热器
铜管翅片式
铜管翅片式  

 

节流部件
热平衡膨胀阀 
毛细管
风机
采用合金材料风扇
塑料风扇,易破损
控制系统
先进的微电脑控制系统,全面的告警功能,方便的维护界面
控制功能简单,告警功能少。
压缩机
涡旋式、半封闭活塞式,原装进口
涡旋式、转子式。基本为国产

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