机房制冷解决方案

机房制冷解决方案

机房制冷解决方案

一、机房空调简述

    机房空调,顾名思义其是一种专供机房使用的高精度空调,因其不但可以控制机房温度,也可以同时控制湿度,因此也叫恒温恒湿空调机机房专用空调机,另因其对温度、湿度控制的精度很高,亦称机房精密空调。

二、作用

    在计算机机房中的设备是由大量的微电子、精密机械设备等组成,而这些设备使用了大量的易受温度、湿度影响的电子元器件、机械构件及材料。温度对计算机机房设备的电子元器件、绝缘材料以及记录介质都有较大的影响;温度过高,印刷电路板的结构强度会变弱,温度过低,绝缘材料会变脆,同样会使结构强度变弱;对记录介质而言,温度过高或过低都会导致数据的丢失或存取故障。 
   湿度对计算机设备的影响也同样明显,当相对湿度较高时,水蒸汽在电子元器件或电介质材料表面形成水膜,容易引起电子元器件之间出现形成通路;当相对湿度过低时;容易产生较高的静电电压。

    机房精密空调是针对现代电子设备机房设计的专用空调,它的工作精度和可靠性都要比普通空调高得多。由于计算机机房中的设备是由大量的微电子、精密机械设备等组成,然而这些设备使用了大量的易受温度、湿度影响的电子元器件、机械构件及材料。要提高这些设备使用的稳定及可靠性,需将环境的温度湿度严格控制在特定范围。机房精密空调可将机房温度及相对湿度控制于正负1摄氏度,从而大大提高了设备的寿命及可靠性。

 

三、特点

    机房空调的主要服务对象为计算机,为机房提供稳定可靠的IDC与检测机房工作温度、相对湿度、空气洁净度,具有高显热比、高能效比、高可靠性、高精度等特点。

    1、全年制冷

    由于机房的发热量很大,发热量过高会导致一系列问题。有的IDC机房发热量更是达到30 kw/㎡以上,所以全年都是制冷。

这里需要提到的一点是机房空调也有加热器,只不过是在除湿的时候启动的。应为除湿时出风温度要相对较低,避免房间温度降低得太快

    2、高显热比

    显热比是显冷量与总冷量的比值。空调的总冷量是显冷量和潜冷量之和,其中显热制冷是用来降温的,而潜冷是用来除湿的。机房的热量主要是显热,所以机房空调的显热比较高,一般在0.9以上(普通舒适型空调只有0.6左右)。 大风量、小晗差是机房空调与其他空调的本质区别。采用大风量,可以使出风温度不至于太低,并加大机房的换气次数,这对服务器和计算机的运算都是有利的。机房的短时间内温度变化太大会造成服务器运算错误,机房湿度太低会造成静电(湿度在20%的时候静电可以达到1万伏)。

    3、高能效比

    能效比(COP)即使能量与热量之间的转换比率,1单位的能量,转换为3单位的热量,COP=3。由于大部分机房空调采用涡旋式压缩机(最小的功率也有2.75KW),COP最大可以达到5.6。整机的能效比达到3.0以上。

    4、高精度设计

    机房空调不仅对温度可以调节,也可以对湿度可以调节,并且精度都是很高的。计算机特别是服务器对温度和湿度都有特别高的要求,如果变化太大,计算机的计算就可能出现差错,对服务商是是很不利的特别是银行和通讯行业。机房空调要求一般在温度精度达±2℃,湿度精度±5%,高精度机房空调可以温度精度达到±0.5℃,湿度精度达到±2% 。

    5、高可靠性

    一个机房最注重的就是可靠性。全年8760小时要无故障运行,就需要机房空调可靠的零部件和优秀的控制系统。一般机房多是N+1备份,一台空调出了问题,其他空调就可以马上接管整个系统。
 

四、组成
    1、控制监测系统

    控制系统通过控制器显示空气的温、湿度,空调机组的工作状态,分析各传感器反馈回来的信号,对机组各功能项发出工作指令,达到控制空气温、湿度的目的。

    2、通风系统

    机组内的各项功能(制冷、除湿、加热、加湿等)对机房内空气进行处理时,均需要空气流动来完成热、湿的交换,机房内气体还需保持一定流速,防止尘埃沉积,并及时将悬浮于空气中的尘埃滤除掉。

    3、制冷循环及除湿系统

    采用蒸发压缩式制冷循环系统,它是利用制冷剂蒸发时吸收汽化潜热来制冷的,制冷剂是空调制冷系统中实现制冷循环的工作介质,它的临界温度会随着压力的增加而升高,利用这个特点,先将制冷剂气体利用压缩机作功压缩成高温高压气体,再送到冷凝器里,在高压下冷却,气体会在较高的温度下散热冷凝成液体,高压的制冷剂液体通过一个节流装置,使压力迅速下降后到达蒸发器内在较低的压力温度下沸腾。

构成基本的制冷系统主要有四大部件,压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀。

    除湿系统一般利用其本身的制冷循环系统,采用在相同制冷量情况下减。

    4、加湿系统

    通过电极加湿罐或红外加湿灯管等设备,通过对水加热形成水蒸气的方式来实现。

    5、加热系统

    加热做为热量补偿,大多采用电热管形式。

    6、水冷机组水(乙二醇)循环系统

    水冷机组的冷凝器设在机组内部,循环水通过热交换器,将制冷剂汽体冷却凝结成液体,因水的比热容很大,所以冷凝热交换器体积不大,可根据不同的回水温度调节压力控制三通阀(或电动控制阀控制通过热交换器的水量来控制冷凝压力。循环水的动力是由水泵提供的,被加热后的水,有几种冷却方式较常用的是干冷器冷却,即将水送到密闭的干冷器盘管内,靠风机冷却后返回,干冷器工作稳定、可靠性高,但需要有--个较大体积的冷却盘管和风机。还有一种是开放的冷却方式,即将水送到冷却水塔喷淋「靠水份本身蒸发散热后返回,这种方式需不断向系统内补充水,并要求对水进行软化,空气中的尘土等杂物也会进入系统中,严重时会堵塞管路,影响传热效果,因此还需定期除污。

 

五、应用范围

    计算机房、电信机房、服务器机房、实验室、电力试验室、精密仪器室、银行、医院磁共振室、手术室、恒温恒湿车间等对环境要求较高的场合。