大型機(jī)房精密空調(diào)的選擇

羅　倫

（蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇蘇州　215000）

?

大型機(jī)房精密空調(diào)的選擇

羅倫

（蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇蘇州215000）

摘要：機(jī)房空調(diào)是一種高精度空調(diào)，可以控制機(jī)房溫度、濕度。適用于計算機(jī)房、電信機(jī)房、服務(wù)器機(jī)房等,在選擇冷源形式時需要參考的內(nèi)容大致包括：系統(tǒng)投資，系統(tǒng)效能，運(yùn)營、維護(hù)的成本，以及所在地氣候條件等。

關(guān)鍵詞：精密空調(diào)；熱負(fù)荷；熱傳導(dǎo)

1　機(jī)房環(huán)境要求

機(jī)房主要是指計算機(jī)房、電信機(jī)房、服務(wù)器機(jī)房等對室內(nèi)環(huán)境有要求的設(shè)備工作間，機(jī)房空調(diào)是一種高精度空調(diào)，可以控制機(jī)房溫度、濕度。表1為開機(jī)機(jī)房溫濕度，表2為停機(jī)機(jī)房溫濕度。機(jī)房環(huán)境要求是：①開機(jī)時主機(jī)房的溫濕度應(yīng)執(zhí)行A級，基本工作間可根據(jù)設(shè)備要求按A、B兩級執(zhí)行。②主機(jī)房區(qū)的噪聲聲壓級小于68分貝，與室外壓差大于9.8帕。③送風(fēng)速度不小于3m/s。

表1　開機(jī)機(jī)房溫濕度

表2　停機(jī)機(jī)房溫濕度

2　機(jī)房專用精密空調(diào)特點(diǎn)

（1）大風(fēng)量、小焓差、熱負(fù)荷變化幅度較大。與相同制冷量的舒適性空調(diào)機(jī)相比，機(jī)房專用空調(diào)機(jī)的循環(huán)風(fēng)量約大一倍，相應(yīng)的焓差只有一半，運(yùn)行時不需除濕，循環(huán)風(fēng)量較大使得機(jī)組在空氣露點(diǎn)以上運(yùn)行。機(jī)房要求溫濕度指標(biāo)相對穩(wěn)定。在制冷量一定的情況下，風(fēng)量的增大將導(dǎo)致焓差的減少，因而通常機(jī)組只能在顯熱比相當(dāng)高的工況下運(yùn)行，這恰恰與機(jī)房的負(fù)荷特點(diǎn)相適應(yīng)。

（2）送回風(fēng)方式多樣。機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)回風(fēng)方式有：上送風(fēng)、下送風(fēng)，上回風(fēng)、下回風(fēng)、側(cè)回風(fēng)等。機(jī)房專用空調(diào)機(jī)送風(fēng)形式多為上送下回和下送上回式。機(jī)房中鋪設(shè)防靜電活動地板，空調(diào)采用下送上回式送風(fēng)，使冷氣直接進(jìn)入活動地板下，這樣使地板下形成靜壓箱，然后通過地板送風(fēng)口，把冷氣均勻地送入機(jī)房內(nèi)、設(shè)備機(jī)柜內(nèi)。有足夠的風(fēng)量把機(jī)房中的熱量帶走。大大提高空調(diào)效率，降低造價，布局美觀。

（3）過濾。通常標(biāo)準(zhǔn)型機(jī)組中，空氣過濾器均采用粗、中效過濾，而在一些進(jìn)口的特型機(jī)組中，從結(jié)構(gòu)設(shè)計上采用預(yù)留亞高效過濾器或高效過濾器的安裝位置，根據(jù)用戶需求選用（如凈化手術(shù)室等就選用亞高效過濾器）。一般A級潔凈要求使用高效或亞高效過濾器，B級潔凈要求使用亞高效或中效過濾器，即使是C級潔凈要求也應(yīng)該使用中效過濾器。然而，舒適性空調(diào)機(jī)以及常規(guī)的恒溫恒濕空調(diào)機(jī)一般只有初效過濾器，如果需要提高過濾效率，也只能是改裝，而且往往還需增加風(fēng)機(jī)、加大風(fēng)壓，以免空調(diào)機(jī)因安裝了高效或亞高效過濾器而使送風(fēng)能力大幅度下降。機(jī)房送風(fēng)形式要與設(shè)備散熱形式一致。

（4）可靠性較高。機(jī)房專用空調(diào)機(jī)在結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)設(shè)計和制造以及空調(diào)系統(tǒng)組成等方面都必須相應(yīng)采取一系列措施，例如設(shè)置后備機(jī)組或控制單元，微機(jī)控制系統(tǒng)自動對機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行診斷，實時對已出現(xiàn)或?qū)⒊霈F(xiàn)的故障發(fā)出報警，自動用后備機(jī)組或控制單元切換故障機(jī)組或故障單元。機(jī)房專用空調(diào)的控制系統(tǒng)功能比舒適性空調(diào)完善得多。機(jī)房專用空調(diào)機(jī)采用電子控制器或微機(jī)控制已經(jīng)十分普遍，有些企業(yè)已經(jīng)把模糊控制技術(shù)應(yīng)用在計算機(jī)房專用空調(diào)系統(tǒng)中。

（5）全年制冷運(yùn)行。無論是大、中型計算機(jī)，還是程控交換機(jī)，都要求空調(diào)機(jī)全年制冷運(yùn)行。而冬季的制冷運(yùn)行要解決穩(wěn)定冷凝壓力等問題。專用空調(diào)機(jī)能在室外降至-15℃時仍能制冷運(yùn)行，而采用乙二醇制冷機(jī)組，可在室外降至-45℃時仍能制冷運(yùn)行。

（6）使用壽命。機(jī)房專用空調(diào)設(shè)計壽命最低是10年，連續(xù)運(yùn)行時間86400h，平均無故率達(dá)25000h，實際運(yùn)用中可運(yùn)行15年。根據(jù)國家家電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，舒適性空調(diào)機(jī)可連續(xù)運(yùn)行的時間為3～5年，平均無故障時間5000h，比機(jī)房專用空調(diào)相差3倍。

3　機(jī)房專用空調(diào)機(jī)選型依據(jù)

3.1機(jī)房的熱負(fù)荷分析

（1）機(jī)房內(nèi)部產(chǎn)生的熱量。內(nèi)部產(chǎn)生的熱量包括：室內(nèi)計算機(jī)及外部設(shè)備的發(fā)熱量，機(jī)房輔助設(shè)施和機(jī)房設(shè)備的發(fā)熱量。這些發(fā)熱量顯熱大、潛熱小（照明發(fā)熱為顯熱，工作人員的發(fā)熱為顯熱小、潛熱大，由于水分蒸發(fā)凝結(jié)產(chǎn)生的熱量為潛熱)。

（2）機(jī)房外部產(chǎn)生的熱量。外部產(chǎn)生的熱量包括：傳導(dǎo)熱（通過建筑物本體侵入的熱量如從墻壁、屋頂、隔斷和地面?zhèn)魅霗C(jī)房的熱量為顯熱）。放射熱也稱輻射熱，由于太陽照射從玻璃窗直接進(jìn)入房間的熱量（顯熱）；對流產(chǎn)生的熱量等。

3.2熱負(fù)荷計算

計算機(jī)房空調(diào)負(fù)荷，主要來自計算機(jī)設(shè)備、外部設(shè)備及機(jī)房設(shè)備的發(fā)熱量，大約占總熱量的80%以上，其次是照明熱、傳導(dǎo)熱、輻射熱等，這幾項計算方法與一般空調(diào)房間負(fù)荷計算相同。

（1）外部設(shè)備發(fā)熱量計算

Q＝860Nc（kcal/h）

式中：N為電量（kW）；同時使用系數(shù)（0.2～0.5）；860為功的熱當(dāng)量，即lkW電能全部轉(zhuǎn)化為熱能所產(chǎn)生的熱量。

（2）主機(jī)發(fā)熱量計算。機(jī)房內(nèi)各種設(shè)備的總功率，應(yīng)以機(jī)房內(nèi)設(shè)備的最大功耗為準(zhǔn)，但這些功耗并未全部轉(zhuǎn)換成熱量，因此，必須用以上三種系數(shù)來修正，總系數(shù)一般取0.6～0.8之間為宜。主機(jī)發(fā)熱量計算式：

Q＝860×P×h1×h2×h3

式中：P為總功率（kW）；h1為同時使用系數(shù)；h2為利用系數(shù)；h3為負(fù)荷工作均勻系數(shù)。

（3）照明設(shè)備熱負(fù)荷計算。機(jī)房照明設(shè)備的耗電量，一部分變成光，一部分變成熱。變成光的部分也因被建筑物和設(shè)備等所吸收而變成熱。照明設(shè)備的熱負(fù)荷計算如下：

Q＝C×Pkcal/h

式中：P為照明標(biāo)稱額定輸出功率（W）；C為每輸出lW的熱量（kcal／hW），通常白熾燈0.86、日光燈1.0。

（4）圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳導(dǎo)熱。通過機(jī)房屋頂、墻壁、隔斷等圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)入機(jī)房的傳導(dǎo)熱是一個與季節(jié)、時間、地理位置和太陽的照射角度等有關(guān)的量。因此，要準(zhǔn)確地求出這樣的量是很復(fù)雜的問題。當(dāng)室內(nèi)外空氣溫度保持一定的穩(wěn)定狀態(tài)時，由平面形狀墻壁傳入機(jī)房的熱量可按下式計算：

Q=KF（t1-t2）kcal/h

式中：K為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)（kcal/m2h℃）；F為圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積（m2）；t1為機(jī)房內(nèi)溫度；t2為機(jī)房外的計算溫度（℃），當(dāng)計算不與室外空氣直接接觸的圍護(hù)結(jié)構(gòu)如隔斷等時，室內(nèi)外計算溫度差應(yīng)乘以修正系數(shù)，其值通常取0.4～0.7。

（5）從玻璃透入的太陽輻射熱。當(dāng)玻璃受陽光照射時，一部分被反射、一部分被玻璃吸收，剩下透過玻璃射入機(jī)房轉(zhuǎn)化為熱。透過玻璃進(jìn)入室內(nèi)的熱量可按下式計算：

Q＝KFq（kcal/h）

式中：K為太陽輻射熱的透入系數(shù)，透入系數(shù)K值取決于窗戶的種類，通常取0.36～0.4；F為玻璃窗的面積（m2）；q為透過玻璃窗進(jìn)入的太陽輻射熱強(qiáng)度（kcal/m2h）。

（7）其它熱負(fù)荷。除上述熱負(fù)荷外，使用電器等都將成為熱負(fù)荷。這些設(shè)備的功耗一般都較小，可粗略按其額定輸入功率與功的熱當(dāng)量之積來計算。機(jī)房內(nèi)使用大量的傳輸電纜，也是發(fā)熱體。其計算如下：

Q＝860Pl（kcal/h）

式中：860為功的熱當(dāng)量；P為每米電纜的功耗（W）；l為電纜的長度（m）。

4　概略計算

在機(jī)房初始設(shè)計階段，為了較快的選定空調(diào)機(jī)的容量，可采用概略計算方法。

（1）以單位面積估算。機(jī)房（包括程控交換機(jī)房）：樓層較高時，250～300kcal/m2h；樓層較低時，150～250kcal/m2h（根據(jù)設(shè)備的密度作適當(dāng)?shù)脑鰷p）；辦公室（值班室），90kcal/m2h。

（2）以機(jī)柜數(shù)量估算。一般按照每機(jī)柜2.5～4kW計算。機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量按下述三項中取其中的最大一項：①按機(jī)房人員取40m3/h.p；②維持機(jī)房室內(nèi)正壓所需的風(fēng)量；③取機(jī)房空調(diào)總風(fēng)量的5%；④地板送風(fēng)口風(fēng)速：1.5～2.0m/s；⑤地板送風(fēng)口總開孔面積占地板面積的0.6%。

（3）具體產(chǎn)品介紹。現(xiàn)在在國內(nèi)銷售的精密空調(diào)主要有：艾默生（Emerson）、佳力圖（CANATAL），海洛斯（HIROSS）、約頓（JOTON），APC、史圖斯（STULZ）、登高（DENCO），優(yōu)力（U-niflair）、菲尼克斯（PHOENIX）等幾大品牌。

The Selection of Precision Air Conditioning in Large Computer Room

LUO Lun
（Suzhou Institute of Trade& Commerce，Jiangsu，Suzhou 215000，China）

Abstract:Room air conditioning is a kind of high precision air conditioning which can control the room temperature and humidity.It is applicable to the computer room，telecommunications room，server room，and so on.When choosing cold source form，the following factors should be taken into consideration：system investment，system efficiency，operation and maintenance costs，the local climate conditions and so on.

Key words:precision air conditioning；heat load；heat conduction

作者簡介：羅倫，主要研究方向：機(jī)電。

收稿日期：2015-12-15

中圖分類號：TP308

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2095-980X（2016）01-0075-02