机房空调内机循环风量设计探讨

机房空调内机循环风量规划讨论

国家空调设备质量监督查验中心是经过CMA和CNAS认证的国内机房空调检测的权威机构，机房空调检测咨询电话：4000-114-585；

会集放置核算机体系或程控交换机体系，并能满意这类设备各项环境要求的特别空间称为机房。实践证明，机房环境中的温度、湿度、洁净度及空气流动速度直接联系到设备的牢靠运转以及运用功率和寿数。而机房内合理空气环境的完结首要经过空调来完结．相较于舒适性空调空间，机房空间有以下共同特色：

1)设备散热量大且热密度会集．

2)设备散湿量很小，均匀散湿量只要8-16g/(m2．h)．

3)空调送风焓差小，送风量大，空气处理进程以制冷为主，除湿为辅．在小焓差状况下，要消除设备发生的大热量，增大通风量是必定的．

4)合适的送风办法及机组的高稳定性和高牢靠性．

因此，要满意机房空间的这些特别要求就要求机房空调在功能上有必要具有较高的显热比和较大的循环风量，而这也是机房空调开发进程中首先要处理的两个关键问题．

1  行业商场状况

现在我国商场上首要机房空调品牌有20多个，其间80%以上为外国品牌．并以美国爱默生旗下的力博特(Libert)、意大利海洛斯(Hiross)、德国施图兹( Stulz)、加拿大佳力求(Canatal)4大品牌知名度和销量为最高。在20世纪80-90时代，我国机房空调设备悉数依托进口，近些年这些品牌大部分开端以独资、合资等办法在国内本乡出产，而国内的一些空调厂商如美的、格力等也开端涉足机房空调范畴，仅仅商场占有率还比较低，机房空调检测知名度不高，

依据图1能够看到2009年国内机房空调商场上，4大品牌算计占有了60.4%的比例。且78.1%的商场比例悉数为外资品牌独占，在外资品牌占肯定主导的机房空调行业，国内企业作为后来的跟进者，在新产品开发中就既要注意对外国技能的学习又要枳极贯彻执行我国的机房空调国家标准．在这样一条准则的辅导下，笔者在机组风量和显热比设汁中碰到了一些问题，下面将机房空调检测进行具体的剖析．

2  国标规则的理论剖析

我国于2003年II月25日发布了机房空调国家标准《GB 19413-2003-T核算机和数据处理机房用单元式空气调节机》，其间对机房空调名义制冷功能的一般要求在5.4.1条款规则如下：

1)空调机应有较大的送风量和较小的凉风比，送风温差不大于7℃，且送风温度应高于机房露点温度．

2)空调机蒸发器的面积应足够大，使显热比不小于0.87．

风冷式机组名义制冷的标准工况见表1．

查湿空气焓湿图知，当干球温度23℃，湿球温度17℃时，空气的相对湿度为55%，含湿量为9.7g/kg，露点温度为13.5℃，焓值为48 kJ/kg.

焓差法核算空调才能：

全热制冷才能

界说显热比用Rs表示，由式(1)和(2)能够得到

国标5.4.1条款2）中要求显热比不小于0.87，

即

将上述两个条件及ti=23℃，hi=48kJ/kg，Cp=1.005kJ/(kg．℃)代入式(2)~(4)可推出

由式(5)能够看到，要使送风温差不大于7℃，机组出风干球温度的最小值只能取16℃，此刻，要使循环风量最小，式(5)左右两边只能均取等号，可核算出：出口空气焓值ho= 39.9 kJ/kg.将to、ho、hi代入式(1)，能够得到在确保显热比为0.87的条件下，1kW制冷量所需求的最小风量为376m3/h。

3  外资品牌产品手册剖析

机房空调商场上干流品牌样本参数见表2、3、4、.5.

依据图2能够看出假如一起满意国标对循环风量、送风温差和显热比的要求，商场上干流外资品牌标称的机组循环风量缺乏百分比在10%-37%之间，明显达不到要求。

4  突际测验数据验证

下面以某闻名外资品牌3匹机房空调铭牌参数与实践测验数据为例进行验证，表6为某外资品牌机房空调室内机铭牌参数．

1)从风量经济性视点考虑，本文规划出风干球温度为16℃．按国标标准已知进风干球温度23℃，湿球温度17℃，进风空气焓值48kJ/kg.C。为空气的定压比热，取1.005 kJ/( kg．℃)，空气密度为1.18 kg/m3．

2)要确保7500W额外制冷量的前提下显热比大于等于0.87，依据式(1)、(2)、(4)能够得到机组的规划风量至少应为

由此可见，该机房空调机组若要确保制冷量满意铭牌要求，一起契合国标要求测验工况下的显热比不小于0. 87及送风温差不大于7℃的要求，其标称的额外风量值偏小20.5%．而依据其铭牌的标称值，显冷量与额外制冷量的比值却高达0.91.机房空调检测

为查验该机组的实践运用作用，在广东美的商用空调研制中心12匹焓差试验室进行了实践机房空调检测．

5  问题原因剖析

以上风量缺乏的揣度是依据国标送回风温差不大于7℃的规则做出的，因为风量和送回风温差是彼此制约的联系，外资品牌风量规划遍及偏小，其送回风温差的规划必定会大于7℃．

依据各厂家的标称数据和相对应的测验工况（干球温度24℃，相对湿度50%，查湿空气焓湿图，知湿球温度17. 06℃，露点温度12. 96℃，相对湿度50%，焓值48. 18 kJ/kg，空气密度1.18 kg/m3）能够核算其相对应的送风温差：

 

6  新观念的证明

若将机组送回风温差的约束由不大于7℃调整为不大于11℃，则机组每千瓦全热制冷量需求的最小风量就由376 m3/h下降为264 m3/h．机组风量的大幅度下降一方面能够下降机组的规划尺寸和风机噪音，另一方面也可能对机房空间的温度控制精度及换气次数发生影响，进而影响机房设备的散热作用机房空调检测．

6.1  机组风量下降对噪声的影响

风机的声功率级Lw（单位为dBA）与风全压H（单位为Pa）、风量L（单位为m3/h）存在以下近似联系：

国家标准《电子核算机机房规划标准》对电子核算机机房的温度要求如下：保持温度稳定[温度动摇控制在24±(1-2)℃之内]；国标GB/T 19413 -2010《核算机和数据处理机房用单元式空气调节机》对机房的温度控制精度要求如下：当机房空调的回风温度设在17-28℃时，温度控制精度为±1℃，依据有关材料介绍，经历答应进、出风温差是：在室温答应动摇规模≥±1℃时，进、出风湿差应≤15℃；在室温答应动摇规模=±1℃时，温差值应为6 -10℃。机房风量的改变会影响机房空间的温度控制精度。机房空调检测

机房中的风量需求首要包含两部分，机房设备散热所需求的风量以及新风需求所需求的风量，前若首要由机房空调机组供给．若在机房设备的技能标准中现已给出所需求的风量，则能够直接核算到总风量中，若没有特别规则，一般能够按式(9)核算：

由以上剖析可知，若要确保机房温度控制精度为±1℃，则式(9)中设备的进、出口温差在6-10℃之间取值．

当温差取10℃时，代人式(9)得：G=301Qm3 /h．

当温差取6 ℃时，代入式(9)得：G=498Q m3/h．

要确保机房温度控制精度在±1℃，机房空调每千瓦全热制冷量需求的风量在301 - 498 m3/h之间．

6.3  机组风量下降对机房换气次数的影响

较小的IDC主机房面积一般在200 - 300m2，净高一般为2.4 -3.0 m，机房热负荷一般按0.3 -0.4 kW/m2核算．可是对予小型机比较多的机房则需求单独核算。

假定某机房面积为250 m2，净高为2.7 m，机房热负荷按0. 35 kW/( m2．h)核算，校核不同送风温差条件下风量是否满意换气次数的要求。

空调机组额外制冷量：87.5 kW，则各条件下机房的换气次数见表8．

在国内前期的研究中，关于送风温差的了解也根本是要确保大风量，天津大学李新禹在2004年的一篇文章中说到送风温差一守时(一般送风温差为4 -6℃)的说法，由文献[14]可知，能够说国标GB/T I9413-2003在必定程度上对机房空调送风温差的约束过显严厉．跟着机房空调在我国商场的不断推行和国内研究者的深入研究，。一些新的观念也不断涌现，哈尔滨空调股份有限公司张红娣指出机房空调的规划出风温度为13-15℃，为大风量小焓差，而舒适性空调为小风量大焓差，出风温度设汁为6-8℃。钟志鲲，丁涛在《数据中心机房空气调节体系的规划与运转保护》一书中也提出了相同的观念．机房空调检测

7  定论

本文经过对国标《GB/T 19413-2003核算机和数据处理机房用单元式空气调节机》关于循环风量和显热比相关条款的剖析，以及剖析成果和机房空凋商场七干流外资品牌样本和试验测验数据的比照，得出以下定论：

1)严厉依照国标要求，机组送回风温差≤7℃，则每千瓦制冷量所需的最小风量为378m3/h.而干流外资品牌机房窄调规划送回风温差为≤11℃，在确保相同显热比的条件下，每千瓦制冷量所需求的最小风量为264 m3/h，风量下降29.8%，噪音均匀可下降1.2dBA.别的，从机房温度控制精度、机房换气次数两个方面的剖析也说明将每千瓦全热制冷量需求的最小风量规划为264m3/h根本是能够的。

2)机房空调新的国家标准GB/T19413-2010中也取消了对送回风温差不大于7℃的约束，仅保留了对湿热比的要求，由文献[11]可知，这一改变与本文的观念不约而同．信任新的国标必定会更好地辅导工业的产品规划和促进商场的健康有序开展．

3)较大的送风量尽管有助于快速带走机柜的热量，但跟着IDC工业的快速开展，单机柜负荷的快速升高，仪仪依托大循环风量来带走热量将会遭到严峻检测，有必要探求新的更高效的冷却办法．

文章来源：机房空调www.nhatbantv.com