风冷型直接膨胀制式机房空调系统
1.机房总面积不大,总制冷量小于100×104kcal/h,采用集中供冷系统不经济的建筑。
2.需设空气调节的房间较分散。
3.无法设置冷冻机房或管道难以设置的建筑。
在风冷式冷凝器中,制冷剂放出的热量被空气带走。它的结构主要由若干组铜管组成。由于空气传热性能差,故通常都在铜管外增加肋片,以增加空气侧的传热面积,同时采用通风机来加速空气流动,使空气强制对流以增加散热效果。通风机有恒速的,也有可调速的(有的冷凝器使用“恒速+调速”的风机),能调速的风机会依据冷凝温度进行调速,使冷凝效果更稳定。为了保证整个系统工作的可靠及高效,需根据室外环境温度匹配合适的风冷型冷凝器。在安装时要根据冷凝器的安装距离,选择规格合适且符合制冷要求的铜管:符合厂商标准的工况,安装厂商标准配管;内外机距离超过厂商标准的,可以放大铜管口径,最大不得超过2档。
风冷机房空调易于安装布局,方便灵活,将冷凝器(室外机)安装在屋顶或悬挂在建筑外墙上即可,所以使用最多。但其缺点也非常明显:
(1) 噪声和热量对周围环境影响很大,尤其是在居民区,很容易引发矛盾。
(2) 在夏季高温期,当气温超过35℃时,散热不良引起高压跳车的故障率高。
(3) 室外机由于长期与大量空气接触,冷凝器翅片非常容易积灰,经常需要人工清洗,工作量很大。
(4) 制冷效率低于水冷型,更低于中央空调制冷。
(5) 在严寒地区,冷凝温度太低,造成系统运行困难。
(6) 由于压缩机需要提供制冷剂压缩和输送制冷蒸汽的双重功能,所以管路不能太长,内外机高程不能太大,一般要求管路在50m以内,室外机与室内机的高差不低于5m,不高于30m(部分欧洲产品要求3m内),超出这个范围,系统工作困难。
水冷直接膨胀式机房空调制冷机组
水冷型空调与风冷型直接膨胀制冷空调的机构基本相同,只是缺少了室外冷凝器,取而代之的是冷换热器。配有水量调节阀的水冷凝器安装在室内的主机中,根据压缩机的数量及制冷量选择合适的冷却水塔配合使用。有管壳式的,也有板式的。制冷剂在热交换器中被水直接冷却,热量最终能够被带到冷却塔处,散发到大气中。由于冷却塔为热湿性交换设备,所以冷却效果好。
对于水冷型直接膨胀式制冷机组,特别需要注意5点:
(1) 由于冷却水为循环水,长期与空气接触后会变得非常脏,容易堵塞冷凝器。要防止堵塞情况的发生,一方面要在水路中安装细目水过滤器,另一方面要注意冷却塔水质,必要时需清洗冷却塔。
(2) IDC机房内都是电子设备,非常惧水,因此水管路的走向和质量至关重要。
(3) 冷却塔、水泵、管路的单点故障都会导致整个系统瘫痪,因此充足的备份很重要。
(4) 冷却塔的噪声和飘水问题会对周围有影响,在建设时就必须充分考虑这些因素。
(5) 寒冷地区需注意管路保温以及冷却塔的结冰问题。一旦冷却塔结冰严重或管路冰堵,会造成整个系统能够完全停止运行。
冷冻水机房空调系统
冷冻水系统是在室内主机中装有冷冻水盘管,以冷水机组提供的冷冻水作为冷源以电脑控制水阀进而控制水流量,对机房进行恒温、恒湿控制。
这种冷源方式一般不设压缩制冷系统,仅以系统提供的冷冻水作为冷源。系统向机组提供7℃冷水,回水为12℃。采用这种冷源方式,其建筑必须原来就具有充足、稳定的冷水供给。如果机房规模比较大,冷量需求大,又有空间,就可以考虑自建冷冻机房。
双冷源机房空调系统
为确保机房空调的制冷的保障性,同时充分利用中央空调制冷的高效率,我们可以使用双冷源专用空调机组。
双冷源机组中的一个冷源是冷冻水,另一个冷源是压缩制冷。压缩制冷的冷凝方式又有风冷型和水冷型。双冷源机组有很好的保障性,但其价格偏高。
自然冷却式机房空调(乙二醇冷却制冷)
自由制冷型机房空调与水冷系统一样,其冷凝器安装在室内主机中,不同的是机组配有独立的干冷器。当室外温度低于0℃以下时,需在水中加入不同浓度的乙二醇溶液。每个室内机组可以配用一套泵组和干冷器,也可以采用“主备”机替换使用的方式。自由制冷的机组比较经济,在外界温度比较低(一般低于15℃)时,可以停止压缩制冷,直接使用空调外机的冷却水作为冷源,达到节能的效果。为防止室外温度过低而造成盘管内冻结,常使用乙二醇等物质与睡的混合物作为冷却流体。在室外温度超过15℃时,开启压缩制冷,保证机房温度。
机房空调与普通舒适空调的区别
计算机机房对温度、湿度及洁净度均有较严格的要求,因此,计算机机房空调在设计上与传统的舒适性空调有着很大区别,表现在以下5个方面:
1.传统的舒适性空调主要是针对于人员设计,送风量小,送风焓差大,降温和除湿同时进行;而机房内显热量占全部热量的90%以上,它包括设备本身发热、照明发热量、通过墙壁、天花、窗户、地板的导热量,以及阳光辐射热,通过缝隙的渗透风和新风热量等。这些发热量产生的湿量很小,因此采用舒适性空调势必造成机房内相对湿度过低,而使设备内部电路元器件表面积累静电,产生放电从而损坏设备、干扰数据传输和存储。同时,由于制冷量的(40%~60%)消耗在除湿上,使得实际冷却设备的冷量减少很多,大大增加了能量的消耗。
机房空调在设计上采用严格控制蒸发器内蒸发压力,增大送风量使蒸发器表面温度高于空气露点温度而不除湿,产生的冷量全部用来降温,提高了工作效率,降低了湿量损失(送风量大,送风焓差减小)。
2.舒适性空调风量小,风速低,只能在送风方向局部气流循环,不能在机房形成整体的气流循环,机房冷却不均匀,使得机房内存在区域温差,送风方向区域温度低,其他区域温度高,发热设备因摆放位置不同而产生局部热量积累,导致设备过热损坏。
而机房空调送风量大,机房换气次数高(通常在30~60次/小时),整个机房内能形成整体的气流循环,使机房内的所有设备均能平均得到冷却。
3.传统的舒适性空调,由于送风量小,换气次数少,机房内空气不能保证有足够高的流速将尘埃带回到过滤器上,而在机房设备内部产生沉积,对设备本身产生不良影响。且一般舒适性空调机组的过滤性能较差,不能满足计算机的净化要求。
采用机房空调送风量大,空气循环好,同时因具有专用的空气过滤器,能及时高效的滤掉空气中的尘挨,保持机房的洁净度。
4.因大多数机房内的电子设备均是连续运行的,工作时间长,因此要求机房专用空调在设计上可大负荷常年连续运转,并要保持极高的可靠性。舒适性空调较难满足要求,尤其是在冬季,计算机机房因其密封性好而发热设备又多,仍需空调机组正常制冷工作,此时,一般舒适性空调由于室外冷凝压力过低已很难正常工作,机房专用空调通过可控的室外冷凝器,仍能正常保证制冷循环工作。
5.机房空调一般还配备了专用加湿系统,高效率的除湿系统及电加热补偿系统,通过微处理器,根据各传感器返馈回来的数据能够精确的控制机房内的温度和湿度,而舒适性空调一般不配备加湿系统,只能控制温度且精度较低,湿度则较难控制,不能满足机房设备的需要。
机房空调应用范围:数据中心、计算机机房、通信基站、配电房、医疗、核磁共振室、手术室、实验室、精密车间、档案室、博物馆。