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【涨知识】什么是精密空调?送风方式及种类有哪些?制冷量又如

 
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什么是精密空调?
精密空调系统的设计是为了进行精确的温度和湿度控制,精密空调系统具有高可靠性,保证系统终年连续运行,并且具有可维修性、组装灵活性和冗余性,可以保证数据机房四季空调正常运行。而精密空调是指能够充分满足机房环境条件要求的机房专用精密空调机(也称恒温恒湿空调),是在近30年中逐渐发展起来的一个新机种。早期的机房使用舒适性空调机时,常常出现由于环境温湿度参数控制不当而造成机房设备运行不稳定,数据传输受干扰,出现静电等问题。
 
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精密空调的特点
1、显热量大    
机房内安装的主机及外设、服务器、交换机、光端机等计算机设备以及动力保障设备,如UPS电源,均会以传热、对流、辐射的方式向机房内散发热量,这些热量仅造成机房内温度的升高,属于显热。一个服务器机柜散热量在每小时几千瓦到十几千瓦,如果是安装刀片式服务器,散热量会高一些。大中型计算机房设备散热量在400W/m2左右,装机密度较高的数据中心可能会到600W/m2以上。机房内显热比可高达95%。
 
2、潜热量小    
不改变机房内的温度,而只改变机房内空气含湿量,这部分热量称为潜热。机房内没有散湿设备,潜热主要来自工作人员及室外空气,而大中型计算机机房一般采用人机分离的管理模式,机房围护结构密封较好,新风一般也是经过温湿度预处理后进人机房,所以机房潜热量较小。
3、风量大、焓差小    
设备的热量是通过传导、辐射的方式传递到机房内,设备密集的区域发热量集中,为使机房内各区域温湿度均匀,而且控制在允许的基数及波动范围内,就需要有较大的风量将余热量带走。另外,机房内潜热量较少,一般不需要除湿,空气经过空调机蒸发器时不需要降至零点温度以下,所以送风温差及焓差要求较小,为将机房内余热带走,就需要较大送风量。
 
4、不间断运行、常年制冷    
机房内设备散热属于稳态热源,全年不间断运行,这就需要有一套不间断的空调保障系统,在空调设备的电源供给方面也有较高的要求,不仅需要有双路市电互投,而且对于保障重要计算机设备的空调系统还应有发电机组做后备电源。长期稳态热源造成即便在冬季机房内也需要制冷,尤其是在南方地区,更为突出。在北方地区,如果冬季仍需制冷,在选择空调机组时,需要考虑机组的冷凝压力和其他相关问题,另外可增加室外冷空气进风比例,以达到节能的目的。   
5、静压箱送风    
机房内空调送回风通常不采用管道,而是利用高架地板下部或天花板上部的空间作为静压箱送回风,静压箱内形成的稳压层可使送风均匀,使空间内各点静压相等。
 
6、洁净度要求高    
电子计算机机房有严格的空气洁净度要求。空气中的尘埃、腐蚀性气体等会严重损坏电子元器件的寿命,弓起接触不良和短路等,因此要求机房专用空调能按相关标准对流通空气进行除尘、过滤。另外,要向机房内补充新风,保持机房内的正压。根据《电子计算机机房设计规范》规定,主机房内的空气含尘浓度,在静态条件下测试,每升空气中大于或等于0.5m的尘粒数,应小于18000粒。主机房与其他房间、走廊间压差不应小于4.9Pa,与室外静压差不应小于9.8Pa。
 
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机房精密空调送风方式及种类有哪些?
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。
 
机房专用精密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,机房专用精密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,机房专用精密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。
 
 
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精密空调制冷量如何计算?
精密空调的负荷一般要根据工艺房间的实际余热余温以及状态的变化进行准确计算,但在条件不允许时也可计算,下面介绍两种简便的计算方法:
制冷量简便计算方法:
方法一:功率及面积法
Qt=Q1+Q2
Qt总制冷量(kw)  
Q1室内设备负荷(=设备功率X0.8)
Q2环境热负荷(=0.18KW/m²X机房面积)
方法二:面积法(当只知道面积时)
Qt=S x p
Qt总制冷量(kw)
S 机房面积(m²)
P 冷量估算指标  
 
精密空调场所冷负荷估算指标:  
•电信交换机、移动基站(350-450W/m²)
•金融机房(500-600W/m²)
•数据中心(600-800W/m²)  
•计算机房、计费中心、控制中心、培训中心(350-450W/m²)
•电子产品及仪表车间、精密加工车间(300-350W/m²)
•保准检测室、校准中心(250-300W/m²)
•Ups 和电池室、动力机房(300-500W/m²)  
•医院和检测室、生活培养室、洁净室、实验室(200-250W/m²)
•仓储室(博物馆、图书馆、档案馆、烟草、食品)(150-200W/m²)
UPS机房空调选项计算
1、BTU/小时= KCal×3.96
2、 KCal= KVA×860  
3、BUT/小时= KVA(UPS容量)×860×3.96×(1-UPS效率) = KVA(UPS容量)×3400(1-UPS效率)  
例:10KVA UPS一台整机效率85%其散热量计算如下:
10KVA×3400×(1-0.85)=5100 BTU/小时
1英热单位/时(Btu/h)=0.293071瓦(W)
IDC机房空调选项计算公式:
Q=W×0.8×(0.7---0.95)+{(80---200)×S}/1000.  
Q为制冷量,单位KW;
W为设备功耗,单位KW;按用户需求暂按110KW; 0.8为功率因数; 0.7-0.95为发热系数,即有多少电能转化为热能;取0.7 80-200是每平方米的环境发热量,单位是W; S为机房面积,单位是m²
根据不同情况确定制冷量  
情况一(没有对机房设备等情况考察之下)  
数据室估算:在一个小型的金融机房中,数据设备室通常的面积小于50平方,在数据设备、机房的建筑热量没有确定下来之前,可以按照金融机房通用的估计方法进行机房空调制冷量的预估:500w~600w/m² ,部分高容量机房达到800w/m²。  
例如:数据室的面积为50 m2 ,则所需的制冷量约为:25kw。选用3台单机制冷量8.6kw的DataMate空调,外加一台冗余机组,共4台。当数据机房设备、维护结构确定后,对设备的发热量、维护面积的热量核算,调整空调的配置。电力室估算:电力室中主要的发热量来之UPS、电源等设备,其热容量较低,可以选择两台单机制冷量为8.6kw的空调冗余布置  在一个中型的金融机房中,数据设备室通常的面积小于200平方,在数据设备、机房的建筑热量没有确定下来之前,可以按照金融机房通用的估计方法进行机房空调制冷量的预估:500w~600w/m2 ,部分高容量机房达到800w/m2。
例如:数据室的面积为200m2 ,则所需的制冷量约为:100kw。选用2台单机制冷量58.4kw的PEX2060空调,总制冷量为116.8kw,满足要求。为保证设备的工作可靠性,增加一台冗余机组,共3台。当机房设备、维护结构确定后,对设备的发热量、维护面积的热量核算,调整空调的配置。电力室估算:电力室中主要的发热量来之UPS、电源等设备,其热容量较低,可以选择2台单机制冷量为19.1kw的PEX1020空调1+1冗余布置。
情况二(对机房设备等情况考察之下)  
到达用户机房场地情况了解机房面积多少,机房服务器数量多及多种路由器、交换机之类网络产品,机房机柜集中,设备密度大,发热量较集中而且偏大,中央空调和民用空调基于送风量、风速限制,整个机房温度不够均匀,温、湿度控制精度不高。精密空调产品,补充冷量,加速空气循环,达到较好控制机房温度、湿度、洁净度的要求,为机房设备提供更好的运行环境。   
按照空调设计中负荷计算的要求,精确空调负荷的确定方法如下:
1、机房主要热量的来源  
设备负荷(计算机及机柜热负荷)、机房照明负荷、建筑维护结构负荷、补充的新风负荷、人员的散热负荷等。
2、热负荷分析:  
(1)计算机设备热负荷:Q1=860xPxη1η2η3 Kcal/h  Q1:计算机设备热负荷P:机房内各种设备总功耗η1:同时使用系数 η2:利用系数,η3 :负荷工作均匀系数通常,η1η2η3取0.6—0.8之间,本设计考虑容量变化要求较小,取值为0.6。  
(2)照明设备热负荷:Q2=CxPKcal/hP:照明设备标定输出功率C:每输出1W放热量Kcal/hw(白炽灯0.86口光灯1)根据国家标准《计算站场地技术要求》要求,机房照度应大于2001x,其功耗大约为20W/M2以后的计算中,照明功耗将以20 W/M2 为依据计算。
(3)人体热负荷Q3=PxNKcal/hN:机房常有人员数量P:人体发热量,轻体力工作人员热负荷显热与潜热之和,在室温为21℃和24℃时均为102Kcal。
(4)围护结构传导热Q4=KxFx(t1-t2) Kcal/hK:转护结构导热系统普通混凝土为1.4—1.5F:转护结构面积t1:机房内内温度℃t2:机房外的计算温度℃在以后的计算中,t1-t2定为10℃计算。屋顶与地板根据修正系数0.4计算。
(5)新风热负荷计算较为复杂,在此方案中,我们以空调本身的设备余量来平衡,不另外计算。  
(6)其他热负荷除上述热负荷外,在工作中使用的示波器、电烙铁、吸尘器等也将成为热负荷,由于这些设备功耗小,只粗略根据其输入功率与热功当量之积计算。Q5=860xP2、机房总的热符合Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5
3、机房风量计算  
根据标准机房空调选型风量计算是,风量除以房间体积等于每小时送风循环次数,一般选循环次数为30--40次最好,这就是机房要求的大风量小焓差特殊性,但是在选循环次数时注意考虑到地板下面有线槽等阻碍送风速度所以实际循环次数比算得循环值偏小,循环次数多了不容易出现局部过热对散热有好处,近年为了节能,机房要求更高,也有地板下采用风道送风。或者不采用风道,但可以加一个封闭件同样也能达到节能效果!
 
 
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