数据中心机房精密空调的相关术语及基础知识简析

    

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。“机房精密空调”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计算机房精密空调，然而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，但常用的相关术语及基础知识却不为人们所熟悉且不容小觑。 

机房精密空调相关术语

一、空调器的有关术语

1.制冷量（国标GB7725规定：名义制冷量与实际制冷量允许有偏差，但实测制冷量不小于名义制冷量的92%）、热泵制热量、制冷消耗功率、制热消耗功率、除湿量、制冷剂（制冷工质）、循环风量。

2.干湿球温度：国标GB7725规定，测试制冷量的工况（工作状况参数）条件是，在夏季:室内干球温度为27℃，湿球温度为19.5℃，室外干球温度为35℃，湿球温度为24℃。

3.露点温度：湿空气开始凝露为水时的温度。其与空气的相对湿度有密切关系，若相对湿度越大，其露点就越高，物体表面也就越容易凝露。

4..蒸发温度：制冷剂在蒸发器内蒸发时的温度，也是制冷剂对应于蒸发压力的饱和温度.它对制冷效率影响较大，它每降低1度，制取同样的冷量需增加功率4%，所以在条件许可的情况下，适当提高蒸发温度，对提高空调器制冷效率是有利的。家用空调器的蒸发温度一般比空调出风口温度低5-10℃，正常运行时，蒸发温度在5~12℃，出风温度在10-20℃。

5.吸气温度：是指压缩机吸气入口处的气体温度，也称为回气温度。制冷剂在蒸发器中不能充分蒸发，就会产生吸气温度过低，吸气温度过低会造成吸气口附近凝露或结霜。当制冷剂充注量不足时，通过节流器的制冷剂循环量太小或回气管路太长、管径太小时，均会造成吸气温度升高。吸气温度一般不可超过35度，过高的吸气温度会造成压缩机消耗功率增大、制冷量减少、排气温度升高等问题。在家用空调器制冷系统中，回气温度一般略高于蒸发温度，其温差约为5-12℃.

6.排气温度：是指压缩机排气出口处的气体温度。排气温度与吸气温度、压缩机的压缩比等有关。压缩比不变，吸气温度高，排气温度也高。吸气温度不变，压缩比越大，排气温度也高。家用空调排气温度不宜超过115℃，否则会影响空调的制冷效果.

7.性能系数：制热时称为性能系数（COP），制冷时称为能效比（EER），它是指制热（冷）量与所耗功率的比率，它与空调器的工作参数、制冷剂等因素有关.

8.单位重量制冷量：也称为能重比，是指空调器每消耗1千克原材料所能产生的制冷量，单位是W/ｋｇ.能重比高的空调器，说明产生同等制冷量空调器所消耗的原材料少、成本低，也反映了产品制造工艺的水平.

9.匹：匹是一个非法的计量单位，所谓的一匹机是指输出功率为一匹马力（750W）的压缩机为动力的空调器，由于压缩机的效率约为0.8~0.85，其性能系数一般为2.8~3.0W/W，折算下来，一匹机为2200-2500W.作为从业人员，不应该使用匹作为计量单位.

 

二、空调器的主要部件

1.压缩机

   (1)往复式压缩机：优点是运行可靠性高，振动小；缺点是构造复杂，运动部件多，机械损失大，体积大.其性能系数低于旋转式压缩机和涡旋式压缩机.小型机中用量正逐渐减少，70以上机型中仍使用较多.

   (2)旋转式压缩机：优点是结构简单，部件少，体积小，机械损失小。缺点是振动大。双缸旋转式压缩机振动副度有所改善.

   (3)涡旋式压缩机：体积小、重量轻、效率高。(格力空调使用较多的是美国Copeland和日本SANYO公司生产的涡旋式压缩机).

2.热交换器

  (1)铝箔肋片.分为平片、波纹片和冲缝片.它主要使用在冷凝器上.

   (2)内螺纹紫铜管.主要使用在管路的连接上.

 

3.毛细管

    是一根内径为0.5~2.0mm、长度为500-2000mm的紫铜管，靠其流动阻力沿管长方向的压力变化来控制制冷剂的流量并保证蒸发器与冷凝器的压力。当有一定过冷度的液体制冷剂进入毛细管后，会沿着流动方向发生压力状态变化，过冷液体随压力逐渐降低而变为相应压力的饱和液体，称为液相段，其压力不大且呈线性变化。从毛细管中出现第一个气泡至毛细管末端，称为气流共存段，其饱和蒸气的含量沿流动方向逐步增加而压力呈非线性变化。越到毛细管末端，单位长度的压力越大。

    当压力降到低于其相应的饱和压力时，就要产生闪发现象，使制冷剂液体自身蒸发降温，也就是说，随着压力的降低制冷剂的温度相应降低。制冷剂通过毛细管的流量随入口压力的增加而增加，同时随蒸发器压力的降低而增加，在达到极限值时，其流量不再随压力变化而增大.通过改变毛细管的长度或内径，可以调整空调器的蒸发温度，提高蒸发温度，可以缩短毛细管的长度或增大内径，反之，如果要降低蒸发温度，可加长毛细管或减小其内径。在特定的工况下，毛细管与制冷剂充注量匹配，使制冷装置的工作状态达到最佳。

    且当压缩机停机后，系统内高低压力能通过毛细管迅速达到平衡，有利于压缩机的再次启动。但它对于制冷系统工况的变化适应性差，不能在各种情况下处于最佳状态。且由于内径小，容易被脏物和水分堵塞，因此制冷系统必须保证内部清洁、干燥，并在毛细管前使用过滤器。

 

4.电磁四通换向阀

    其由三部分组成：先导阀、主阀和电磁线圈。电磁线圈可以拆卸，先导阀与主阀焊接成一体。工作原理为通过电磁线圈电流的通断，来启闭左或右阀塞，从而可以用左、右毛细管来控制阀体两侧的压力，使阀体中的滑块在压力差的作用下左右滑动从而转换制冷剂的流向，达到制冷或制热的目的。

5.电机

    压缩机电机,轴流电机,它主要使用在室外机上.离心电机它主要使用在室内上.380V(压缩机电机)和220V(室外机和室内机).

6.变压器

    其初级侧通常是220V交流电压，次级侧输出所需的电压为(36V,24V,12V).它的主要作用是给集成电路板控制压缩机,风机,百叶窗,风速,四通换向阀切换.

7.过载过流保护器

    过电流是指超过额定电流后,过载是指温度过高90℃以上切断保护电路

8.感温器

    通过温度感温器传送信号对压缩机进行控制.它在形式上分为:机械式,电子式.

9.高压开关

    引进高压开关动作的原因：室外风扇停转、冷凝器散热太脏等。

 

10.干燥过滤器

     是一根特制的铜管，一端装有金属滤网，另一端装有金属多孔滤体，中间放置了吸水能力较强的干燥剂（如硅胶、活性氧化铝、分子筛等）用来过滤吸收分子。它接在毛细管之前。其作用是滤去制冷系统中的污垢和吸附制冷系统中残存的少量分子。

11.光触媒净化器

     使用周期大约为半年，经过日晒之后，仍可使用。

12.活性碳净化器

     使用寿命为半年，清洗后性能下降。

计算机房精密空调基础知识解析

    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。

 

1.机房专用精密空调特点

    机房专用精密空调是针对设备降温，可以按照机房室内环境要求让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，送风焓差小;显热量大，潜热量小;不间断运行、常年制冷;送回风方式较多;洁净度要求高等。

2.普通舒适空调不能代替机房专用精密空调

    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;风速低，机房冷却不均匀;不能满足计算机的净化要求;不配备加湿系统，难满足可靠性要求。

3.机房楼层的选择和精密空调的关系

    机房安装的环境往往直接影晌到精密空调的制冷效果，一般精密空调外机多安装于裙楼顶层或大楼顶层的平台等通风散热比较好的地方，机房的楼层最好选择在大楼的二、三层，因为每一台精密空调都有一台室外机组(冷凝器)。

4.机房建筑平面/空间与精密空调的关系

    主机房的主体结构宜采用大开间大跨度的柱网，可以提高机房的使用率，保障精密空调气流通畅。如果采用下送风上回风方式，高架地板下高度宜在350mm以上，天花板距主梁的高度宜在300mm以上，同时可以敷设各类管线。

 

空调一般分为两大类：

1、适性空调：这类空调的作用是造成室内空气具有良好的生活环境,给人们提供一个良好的工作和生活环境,使在里边的人感到舒适。

2、工艺性空调(精密空调)：为了满足精密设备特殊工艺及特定环境的要求而设计的，其目的是精确控制其温度、湿度等并要求控制在一定范围。

国家计算机房环境要求：

温度：夏季23±1 ℃ ；

温度：不允许发生大范围变化，其值小于5℃/H；

湿度范围：45%~65%RH ±5%

洁净度：每升空气中粒子大于0.5微米的颗粒数＜＝18000粒/升

气流速度：地板风口出风速度；

 

温度过高对计算机房的危害：

温度过高5 ℃ ：计算机可靠性下降25%；

温度过高10 ℃ ：计算机可靠性下降40%；

湿度过高或过低对计算机房的危害：

湿度超过80%RH ：空气凝露,可能导致设备短路

湿度低于30%RH ：产生静电

精密型与舒适型空调机组的比较：

 

    机房专用空调基本系统构成：制冷系统、加热系统、加湿系统、去湿系统。

 

加热系统： 分电加热，热汽加热，热水加热等几大类。

电加热 ：元件通电发热产生热源。

热汽加热：利用暖汽系统进行加热。

热水加热：利用热水系统进行加热。

热汽、热水加热多用于中央空调，精密空调为提高效率，多采用电加热。

加湿系统：电极式加湿器、红外线式加湿器、超声波加湿器

 

电极式加湿器原理：在电极上施加电压将水击穿，在电流的作用下形成热量使水沸腾产生蒸汽。

除湿系统：空气降温时或除湿时空调房间内达到饱和，饱和水蒸汽会在蒸发器上冷凝成水排出到室外。

7 种冷却模式：

直接膨胀 – 风冷

直接膨胀 – 水冷

直接膨胀 –水冷和自然冷却 (低噪音/更节能型)

冷冻水机组

双冷源 – 直接膨胀 （风冷）和冷冻水机组

双冷源 – 直接膨胀（水冷）和冷却水机组

双路冷冻水机组

最后由衷的希望通过本文章的简单介绍，使各位读者能够了真正对数据中心的机房精密空调有一定专业性的理解。

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