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1、December 22,0,世图兹空调技术服务（上海）有限公司,精密空调基础知识部分,December 22,1,内 容 Content,空调定义与分类,机房专用空调基本原理及工作过程,精密空调与舒适性空调的比较,机房专用空调的配置计算方法,机房专用空调 8种冷却方式,December 22,2,空调定义与分类,空调定义：顾名思义就是空气调节，即将房间内空气经过加热、加湿、冷却、减湿和净化处理，使室内的空气符合各种参数，如温度、湿度、气流速度、空气洁净度、噪音等要求，达到所要求的环境。,空调一般分为两大类,1、适性空调这类空调的作用是造成室内空气具有良好的生活环境,给人们提供一个良好的工作和生
2、活环境,使在里边的人感到舒适。,2、工艺性空调(精密空调)为了满足精密设备特殊工艺及特定环境的要求而设计的，其目的是精确控制其温度、湿度等并要求控制在一定范围。,December 22,3,国家计算机房环境要求（GBC50174- 93）,温度：夏季231 ；温度不允许发生大范围变化，其值小于5/H；湿度范围：45%65%RH 5%洁净度：每升空气中粒子大于0.5微米的颗粒数18000粒/升气流速度：地板风口出风速度；,温度过高危害,温度过高5 ：计算机可靠性下降25%；温度过高10 ：计算机可靠性下降40%；,湿度过高或过低危害,湿度超过80%RH ：空气凝露,可能导致设备短路湿度低于30%
3、RH ：产生静电,December 22,4,精密型与舒适型空调机组的比较,对舒适型空调机组的要求： 温度 相对湿度 空气质量 即，每人30m3/h 的新鲜空气风速 即，C max 0.15m/s； 声压等级 即，Lp(A) = 45/55分贝,15,1. 设备要求2. 精密型与舒适型空调机组的比较3. 今天与明天的热负荷密度,2,December 22,5,精密型与舒适型空调机组的比较,总冷量 潜在冷量显冷量,16,015%除湿,4050除湿,舒适型,精密型,1. 设备要求2. 精密型与舒适型空调机组的比较3. 今天与明天的热负荷密度,2,December 22,6,精密型与舒适型空调机组的
4、比较,舒适型,精密型,舒适型空调机组的送风量不足，导致机房和设备产生热点。,精密型空调机组的趋于完美的气流分布，延伸到机房内的每个角落。,17,100m3/h 每kW,300m3/h 每kW,1. 设备要求2. 精密型与舒适型空调机组的比较3. 今天与明天的热负荷密度,2,December 22,7,精密型与舒适型空调机组的比较,舒适型,精密型,舒适型空调机组的运行意味着不断地除湿。舒适型空调： t 15k必须配备单独的加湿器。,18,精密型空调机组的运行仅意味着受控地除湿。精密型空调： t 8k,1. 设备要求2. 精密型与舒适型空调机组的比较3. 今天与明天的热负荷密度,2,Decembe
5、r 22,8,精密型与舒适型空调机组的比较,舒适型空调的温度控制,在精度控制上的差异,20,精密型空调的温度控制,1. 设备要求2. 精密型与舒适型空调机组的比较3. 今天与明天的热负荷密度,2,December 22,9,精密型与舒适型空调机组的比较,室内的相对湿度差异,+ 5%精密型空调机组,舒适型空调机组,19,永久除湿,1. 设备要求2. 精密型与舒适型空调机组的比较3. 今天与明天的热负荷密度,2,December 22,10,精密型与舒适型空调机组的比较,舒适型空调,3月,10月,1月,12月,运行时间和设计寿命差异,21,1200小时,8760小时/年,精密型空调,2,普通分体空
6、调可连续运行的时间为3-5年,精密空调厂家的设计寿命是最低10年，实际运用过程中，精密空调可运行15年,December 22,11,声压等级：没有问题?,VDI 2054标准： 无工作人员 65分贝有工作人员 55分贝,24,1. 设备要求2. 精密型与舒适型空调机组的比较3. 今天与明天的热负荷密度,2,December 22,12,机房专用空调基本原理及工作过程,机房专用空调基本系统构成：制冷系统加热系统加湿系统去湿系统,制冷系统（冷源）： 由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、电磁阀、干燥过滤器、储液罐及制冷管道组成，详见附图。,December 22,13,加热系统： 分电加热，热汽加热
7、，热水加热等几大类。电加热：元件通电发热产生热源。热汽加热：利用暖汽系统进行加热。 热水加热：利用热水系统进行加热。热汽、热水加热多用于中央空调，精密空调为提高效率，多采用电加热。,机房专用空调基本原理及工作过程,December 22,14,机房专用空调基本原理及工作过程,加湿系统： 电极式加湿器 红外线式加湿器 超声波加湿器 电极式加湿器原理：在电极上施加电压将水击穿，在电流的作用下形成热量使水沸腾产生蒸汽。,December 22,15,除湿系统：空气降温时或除湿时空调房间内达到饱和，饱和水蒸汽会在蒸发器上冷凝成水排出到室外。,December 22,16,7 种冷却模式,A: 直接膨胀
8、 风冷G: 直接膨胀 水冷GE:直接膨胀 水冷和自然冷却 (低噪音/更节能型)CW: 冷冻水机组ACW:双冷源 直接膨胀 （风冷）和冷冻水机组GCW:双冷源 直接膨胀（水冷）和冷却水机组CW2: 双路冷冻水机组,December 22,17,G-直接膨胀 水冷型精密空调,干式冷凝器,有利条件,1. 空调机组和干冷器/冷却塔之间，可以有较长的距离2. 多台空调机组可被连接到一个干冷器/冷却塔3. 安装人员仅需施工水管工程4.干冷器可低于空调机组,不利条件,1. 须提供额外的热交换器和泵2. 关键的机房内有水管经过3. 冷却塔的维护，需要较多精力,板式换热器,December 22,18,GE1自
9、然冷却型,52,5,有利条件,1. 减少压缩器运行时间，节能2. 多台空调机组可与一个干冷器系统组合3. 安装人员仅需施工水管工程,不利条件,1、须提供额外的热交换器和泵,December 22,19,风冷系统与自由冷却系统的能耗比较,风冷装置（A）,带径向风机的自由冷却装置（GE1）,带A/C插入式风机的自由冷却装置（GE1）,带EC风机和速度控制泵的自由冷却装置（GE2）,100%,67%,59%,45%,年功率消耗,室外环境温度,December 22,20,CW-冷冻水型,有利条件,1. 特别适用于大型安装，管道工作量较小2. 集中式的中央冷冻水系统3. 无需在建筑物中施工制冷管道4.
10、 安装人员仅需施工水管工程,不利条件,1. 必须要有中央冷水机2. 集中式的中央冷冻水系统设计概念中，必须考虑冗余3.经济性仅体现在大型安装上,December 22,21,A/CW型- 双冷源,优 势,1. 集成的冷却冗余方式，可以保证安全运行2. 为热负荷的峰值，增加制冷功率3. 可在周末关闭建筑物内的冷水机进行节能,不利条件,1. 管道工程，较费精力（制冷剂 冷冻水管道）2. 必须配有中央冷水机装置,December 22,22,G/CW型-双冷源,64,5,优 势,集成的冷却冗余方式为热负荷的峰值，增加制冷功率3. 可在周末关闭建筑物内的冷水机进行节能,不利条件,1. 管道工程要求更多
11、的精力(液冷冷冻水管）2. 需要中央冷水机,December 22,23,68,5,CW/CW型冷冻水系统,有利条件,特别适用于大型安装，管道工作量较小集成的冗余度3.集中式的中央冷冻水系统4. 建筑物中无制冷管道施工5. 安装人员仅需施工水管工程,不利条件,必须要有中央冷水机要求提供附加的冷冻水源3.集中式的中央冷冻水系统设计概念中，必须考虑冗余4. 经济性仅体现在大型安装上,December 22,24,1 热负荷估计,Q load = 总热量 Q equip = 设备热量Q trans = 热传递Q solar = 太阳热能增量Q light = 照明负荷Q person = 人的热量Q
12、 fresh =吸入新鲜空气的热量,28,3,机房专用空调的配置方法,December 22,25,机房专用空调的配置方法,空调冷量的确定通常有二种方法：（1）根据每个功能机房服务器设备发热量计算。 机房总的冷负荷=设备冷负荷+其它冷负荷； 条件:(a)已知每个机房机柜数量以及单个机柜的发热量； (b)机房面积 其它冷负荷一般按150 W/m2（2）根据UPS功率估算冷负荷 =设计运行UPS功率*0.8(功率因素)+150W/m2*机房面积(m2) 条件:(a)已知UPS运行功率； (b)机房面积 （c)UPS可提供的设备用电功率按面积平均分配到每个机房 其它冷负荷一般按150 W/m2,De
13、cember 22,26,第一种计算方法：机柜数量以及单个机柜用电功率,举例：机房面积200 平方米；服务器机柜60个：2KW/机柜，数量40个；4KW/机柜，数量20个；服务器冷负荷：160KW= 2KW/机柜*40个+ 4KW/机柜*20个其它冷负荷：30KW=200m2*150W/M2;机房合计冷负荷=服务器冷负荷+其它冷负荷190KW=160KW+30KW,December 22,27,第二种计算方法：参考UPS配电功率,举例：机房数量：2个单个机房面积200 平方米；UPS配置2台300KVA,并机运行，即一用一备；UPS可提供的配电功率为：240KW=300KVA*0.8(功率因素
14、）单位面积服务器冷负荷：600W/m2= 240KW/(200m2*2)单个机房冷负荷150KW=200m2*600W/m2+ 200m2*150W/m2机房合计冷负荷=服务器冷负荷+其它冷负荷,December 22,28,确定送风方式 机房净高度下送风在2.8米以上 下送风地板净空高要求=300MM(机房面积在400平米左右); 建议空调主线槽与送风方向一致; 空调上方净高=500MM； 上送风空调要求制作送风风帽; 接送风风管，合理布置出风口。 根据现场条件,确定机组冷却方式(风冷水冷35 进冷冻水7 进)事实测量通道、门、电梯尺寸等搬运通道通常按“N+1”配置方案,确定空调型号，以方便搬运；机组布放的其它事项,机房专用空调的配置方法,December 22,29,机房空调机组常用选件,漏水报警装置风扇调速器（单系统1套/台，双系统2套/台）上送风机组风帽冷冻水机组的2通或3通水量调节阀电动风阀高效过滤器EU5热气再热热水再热3级电加热或比例调节冷凝水排水泵,December 22,30,机房专用空调主要技术指标,制冷量：总制冷量、显制冷量显冷比=显制冷量/总制冷量风量：冷风比=冷量（单位Kcal/h）/风量（单位m3/h）机外余压：机组出风口的静压（上送风接风管的机组特别重要）噪音：室内机噪音、室外机噪音,December 22,31,
