机房精密空调

　　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。大家都知道，计算机机房中摆放计算机设备及程控交换机产品等，由大量密集电子元件组成。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。

为什么需要精密空调

　　在许多重要的工作中信息处理是不可或缺的一个环节，因此，公司的正常运转离不开恒温恒湿的数据机房。IT硬件产生不寻常的集中热负荷，同时对温度或湿度的变化又非常敏感。温度或湿度的波动可能会产生一些问题，例如，处理时出现乱码，严重时甚至系统彻底停机。这会给公司带来巨大的损失，具体数额取决于系统中断时间以及所损失数据和时间的价值。标准舒适型空调的设计并非为了处理数据机房的热负荷集中和热负荷组成，也不是为了向这些应用提供所需的精确的温度和湿度设定点。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。

机房温度和湿度设计条件

　　保持温度和湿度设计条件对于数据机房的平稳运行至关重要。设计条件应在22℃~24℃(72℉～75℉)和35%~50%的相对湿度(R.H.)。与环境条件不合适可能造成损坏一样，温度的快速波动也可能会对硬件运行产生负面影响，这就是即便硬件末在处理数据也要使其保持运行状态的一个原因。相反，舒适型空调系统的设计只是为了在夏天35℃(95℉)的气温和48%R.H.的外界条件下，使室内的温度和湿度分别保持27℃(80℉)和50%R.H.的水平。相对而言，舒适空调没有专用的加湿及控制系统，简单的控制器无法保持温度所需的设定点

　　(23士2℃)，因此，可能会出现高温、高湿而导致环境温湿度较大范围的波动。

机房环境不适合所造成的问题

　　如果数据机房的环境不适合，将对数据处理和存储工作产生负面影响，可能使数据运行出错、宕机，甚至使系统故障频繁而彻底关机。

　　1.高温和低温

　　高温、低温或温度快速波动都有可能会破坏数据处理并关闭整个系统。温度波动可能会改变电子芯片和其它板卡元件的电子和物理特性，造成运行出错或故障。这些问题可能是暂时的，也可能会持续多天。即使是暂时的问题，也可能很难诊断和解决。

　　2.高湿度

　　高湿度可能会造成磁带物理变形、磁盘划伤、机架结露、纸张粘连、MOS电路击穿等故障发生。

　　3.低湿度

　　低湿度不仅产生静电，同时还加大了静电的释放，此类静电释放将会导致系统运行不稳定甚至数据出错。

机房专用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，计算机机房专用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。

　　机房专用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。

　　而机房专用空调送风量大，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。

　　采用机房专用空调送风量大，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．机房专用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。

　　综上所述，机房专用空调与舒适型空调在产品设计方面存在显著差别，二者为不同的目的而设计，无法互换使用。计算机机房内必须使用机房专用空调。目前，国内许多行业，如金融、邮电通信、电视台、石油勘探、印刷、科研、电力等已经广泛采用，提高了机房内计算机、网络、通信系统的可靠性和运行的经济性。

范围

　　机房精密空调机广泛适用于计算机机房、程控交换机机房、卫星移动通讯站、大型医疗设备室、实验室、测试室、精密电子仪器生产车间等高精密环境，这样的环境对空气的温度、湿度、洁净度、气流分布等各项指标有很高的要求，必须由每年365天、每天24 小时安全可靠运行的专用机房精密空调设备来保障

空调的特点

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%。

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。

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。

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。

送回风方式较多

　　空调房间的送风方式取决于房间内热量的发源及分布特点，针对机房内设备密集式排列，线缆、桥架较多以及走线方式等特点，空调的送风方式分为下送上回、上送上回、上送侧回、侧送侧回。

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。

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。

机房精密空调的选型设计方案

模块化机房精密空调采用一体式机身结构设计，具备新风节能、大风量、高显热、高效过滤、网络控制等功能，满足机房的高负荷长时间连续运转的散热要求。特征：节能一体式机房空调采用一体式机身结构设计，具备新风节能、大风量、高显热、高效过滤、网络控制等功能，满足机房的高负荷长时间连续运转的散热要求。多种制冷方式：风冷机房空调、水冷机房空调、冷冻水机房空调、风冷双冷源机房空调、水冷双冷源型等多种机型，制冷量风冷型单机从5.5KW～200KW，水冷型单机从5.5KW～200KW。

全年制冷

　　由于机房的发热量很大，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精密空调也有加热器，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（机房要求温度变化每10分钟不超过1℃，湿度每小时不超过5%）。

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，所以机房精密空调的显热比较高，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）。

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。由于大部分机房精密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。

高精度设计

　　机房精密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。现在的机房精密空调要求一般在温度精度达±2℃，湿度精度±5%，高精度机房精密空调可以温度精度达到±0.5℃，湿度精度达到±2% 。

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。目前最知名的产品有：CAROSS卡洛斯、艾默生、雷诺威等都是目前做顶端的产品。

　　与相同制冷量的舒适性空调机相比，机房精密空调机的循环风量约大一倍，相应的焓差只有一半，机房精密空调机运行时通常不需要除湿，循环风量较大将使得机组在空气露点以上运行，不必要像舒适性空调机那样为应付湿负荷而不得不使空气冷却到露点以下，故机组可以通过提高制冷剂的蒸发温度提高机组运行的热效率，从而提高运行的经济性。根据经验，显热比为1.0的机组的单位制冷量的能耗仅是显热比为0.6的机组的60%左右。同样，机房要求温湿度指标相对稳定，较大的循环风量将有利于稳定机房的温湿度指标，显然，在制冷量一定的情况下，风量的增大将导致焓差的减少，因而通常机组只能在显热比相当高的工况下运行，这恰恰与机房的负荷特点相适应。

　　通常舒适性空调冷负荷中有30%是为了消除潜热负荷，有70%是为了消除显热负荷。对机房来讲，其情况却大不相同，机房主要是设备散出的显热，室内工作人员散出的热负荷及夏季进入房间的新鲜空气的热湿负荷（仅占总负荷的5%）。并且冬季是需要加湿而不是减湿，即使在冬季机房仍需要消除热负荷，特别是程控机房更是如此。鉴于以上特点，如将一般舒适性空调机组用于机房，则会造成能量浪费。例如一个热负荷为 7056kcal/h的机房，若使用机房精密空调机组，则总耗电量为2.7kw，而舒适性空调机组则需耗电8.1kw，即多耗电两倍。同样制冷量的空调机其风量各异，舒适性空调机的风量与冷量比为1:5，而恒温恒湿机风量与冷量比为1:3.5，机房专用精密空调机具有大风量、小焓差、高显热比的特点，通常焓差为2kcal/kg左右。也就是说，机房的热负荷90%～95%是显热负荷，同样的热负荷显热比越高要求送风量越大。这就要求机房的机房精密空调系统能够提供较大的送风量，所以一般机房送风量要比通常舒适性空调房间所需的送风量大1.6～2倍。

机房的热负荷变化幅度较大

　　通常要在10%～20%之间变动，这是由于主机设备所处的工作状态不同，消耗的功耗不同所造成的。因此，机房精密空调系统必须能够适应这种负荷的变化，以使电子元器件工作在所要求的环境条件之中，保证电路性能的可靠性。

送回风方式多样

　　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，机房精密空调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。

过滤

　　通常标准型机组中，空气过滤器均采用粗、中效过滤，而在一些进口的特型机组中，从结构设计上采用预留高效过滤器或高效过滤器的安装位置，根据用户需求选用（如净化手术室等就选用亚高效过滤器）。只要用户要求，过滤系统可以很方便地以更换过滤器或者增加过滤器的方式进行升级。一般Ａ级洁净要求使用高效或亚高效过滤器，Ｂ级洁净要求使用亚高效或中效过滤器，即使是Ｃ级洁净要求也应该使用中效过滤器。然而，舒适性空调机一般只有初效过滤器，如果需要提高过滤效率，也只能是改装，而且往往还需增加风机、加大风压，以免空调机因安装了高效或亚高效过滤器而使送风能力大幅度下降。

可靠性较高

　　针对高精密机房专用空调系统高可靠性的要求，恒温恒湿机房空调在结构与控制系统设计和制造以及空调系统组成等方面都必须相应采取一系列措施，例如设置后备机组或后备控制单元，微机控制系统自动对机组运行状态进行诊断，实时对已经出现或将要出现的故障发出报警，自动用后备机组或后备控制单元切换故障机组或故障单元。众所周知，机房精密空调的控制系统功能比舒适性空调完善得多。

　　控制系统的性能与空调系统技术经济性能密切相关。不少机房专用精密空调机生产企业专门开发一系列的控制器作为空调系统的组成部分。采用电子控制器或微机控制已经十分普遍，有些企业已经把模糊控制技术应用在计算机房专用精密空调系统中。

　　机房精密空调机组均采用先进可靠的微电脑控制系统。控制系统由两大部件组成，即智能控制器I2-manager和操作显示器组件Tmaster。控制器提供强大的模拟和数字控制能力，可以满足广泛的监测和控制功能，包括实时钟、RS232/RS485通信接口以及标准的网络连接。大屏幕液晶多制式显示器，可显示地道的中文，更加适合中国用户需求。操作人员可通过键盘/显示器组件查询设备运行状态及各种故障记录，调整设定参数，保证最高的运行效率。

　　控制系统可以控制同一机组内各台压缩机分时启动，降低启动电流，均衡同一机组内各台压缩机的工作时间，防止压缩机频繁启动。多台机组可互相串联，互为备份。多台机组可自动分时启动，降低启动电流，均衡不同机组的工作时间。这样，有利于提高专用空调机组的寿命和运行的可靠性。

风冷式恒温恒湿空调机：

1、制冷量测定条件：进风干球温度23℃，湿球温度17℃；冷凝器进风干球温度35℃，湿球温度24℃。

2、蒸发盘管：直接膨胀式蒸发器、铜管为高热传导无缝铜管外套亲水冲缝铝片，铝片紧附于铜管上并经机械涨管，使铜管与铝片紧密贴合。

3、合理的制冷循环、维护保养方便，机组结构紧凑、外型小巧，所有维护、保养均可正面进行，有效减少安装维修空间，便于安装、运输及维护。

4、安全可靠的运行、优秀稳定的性能，压缩机全部采用高性能涡旋式压缩机，送风机选用低噪音高效率离心式风机，制冷系统配件皆来自国际知名品牌，性能稳定。

5、人性化的微电脑控制系统，操作简单方便。高精度的PLC控制技术，多级能量调节，室内温湿度波动小， 温度精度达±0.5°C，湿度精度±3%。

安装

1、 风冷恒温恒湿机室外机与室内机应尽可能靠近，尽量减少制冷剂管道的弯头数。

2、风冷恒温恒湿机室外机与室内机都应该在机架与支座之间加橡胶垫，以减少震动的传播。

3、连接气体管与流体管必须保温，不要将两者焊在一起，为了方便和支承起见，可以将它们绑在一起块，但彼此要用保温材料互相间隔，在穿墙处制冷剂管道外包玻璃纤维绝热层和密封材料减少振动，并保持一定的灵活性。

4、关闭室外机与室内机截止阀，连接管道焊接完毕后须检漏处理，经过正确抽真空和干燥之后，若有需要补充制冷剂的话，向液体截止阀旁边通口充注液态制冷剂。

A：电导率 125-1250MS/CM B：水质硬度 15-30德国度

C：进水压力 0.1-1.0Mpa D：进水温度： 10-40℃

5、排水管应伸出建筑物外，其排水不得顺流到墙面。

6、在初次开机或长时间停机重新开机时，必须提前接通电源，给曲轴箱加热至少6小时。

（除非压缩机表面温度至少比周围温度高10℃以上）。

7、冷凝器蒸发器表面应保持清洁，定期清洗。

水冷恒温恒湿型空调机特点：

（1）加热器分电加热和热氟加热器。电加热器采用全不锈刚绕片式或PTC电加热管，具有结构简单，易于控制，加热量大，并可实现多级加热量的控制，满足不同工况的要求。热氟加热器采用先进的制冷技术融合节能环保理念所衍生的技术结晶，该加热方式是利用机组的耗热量来取代电加热量，从而实现节能目的。

（2）加湿器采用品牌电极式蒸汽加湿器，电极式蒸汽加湿器是利用交流电能直接对自来水进行加热产生洁净蒸汽的过程。具有加湿量大、加湿效率高、可实现高精度的无级加湿。

（3）送风系统：送风机为前倾/后倾式系列的双进风、双宽度离心风机。风机选型采用专业的CAD选型软件进行优化设计，以获取风机运行的最佳工作点。

应用范围：
恒温恒湿精密空调广泛应用于医药生物、航空航天、医疗卫生、洁净室、实验室、电力通信、棉纺、毛纺、化纤、纸张、包装、纤检、质检、计算机房、ISP设备间、通讯机房、通讯基站、静电实验室、洒窖恒温恒湿、博物馆、档案馆、文体、胶片车间、玻璃制造、食品行业、纺织行业、汽车制造、电子行业、烟草储存、精密机械等具有温湿度要求如温度18~28℃精度±1℃DB、湿度40~70%±5%RH的场所。