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恒溫恒濕機(jī)房空調(diào)用途與優(yōu)點(diǎn)
時(shí)間:2023-06-08 08:13:03 點(diǎn)擊次數(shù):254

一個(gè)機(jī)房*注重的就是可靠性。全年8760小時(shí)要無故障運(yùn)行,就需要機(jī)房空調(diào)可靠的零部件和優(yōu)秀的控制系統(tǒng)。一般機(jī)房多是N+1備份,一臺空調(diào)出了問題,其他空調(diào)就可以馬上接管整個(gè)系統(tǒng)。目前*知名的產(chǎn)品有:CAROSS卡洛斯機(jī)房空調(diào)、艾默生機(jī)房空調(diào)、杭井機(jī)房空調(diào)等都是目前做頂端的產(chǎn)品。

1.傳統(tǒng)的舒適性空調(diào)

傳統(tǒng)的舒適性空調(diào)主要是針對于人員設(shè)計(jì),送風(fēng)量小,送風(fēng)焓差大,降溫和除濕同時(shí)進(jìn)行;而機(jī)房內(nèi)顯熱量占全部熱量的90%以上,它包括設(shè)備本身發(fā)熱、照明發(fā)熱量、通過墻壁、天花、窗戶、地板的導(dǎo)熱量,以及陽光輻射熱,通過縫隙的滲透風(fēng)和新風(fēng)熱量等。這些發(fā)熱量產(chǎn)生的濕量很小,因此采用舒適性空調(diào)勢必造成機(jī)房內(nèi)相對濕度過低,而使設(shè)備內(nèi)部電路元器件表面積累靜電,產(chǎn)生放電從而損壞設(shè)備、干擾數(shù)據(jù)傳輸和存儲。同時(shí),由于制冷量的(40%~60%)消耗在除濕上,使得實(shí)際冷卻設(shè)備的冷量減少很多,大大增加了能量的消耗。

機(jī)房專用空調(diào)在設(shè)計(jì)上采用嚴(yán)格控制蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)壓力,增大送風(fēng)量使蒸發(fā)器表面溫度高于空氣露點(diǎn)溫度而不除濕,產(chǎn)生的冷量全部用來降溫,提高了工作效率,降低了濕量損失(送風(fēng)量大,送風(fēng)焓差減?。?/p>

舒適性空調(diào)風(fēng)量小,風(fēng)速低,只能在送風(fēng)方向局部氣流循環(huán),不能在機(jī)房形成整體的氣流循環(huán),機(jī)房冷卻不均勻,使得機(jī)房內(nèi)存在區(qū)域溫差,送風(fēng)方向區(qū)域溫度低,其他區(qū)域溫度高,發(fā)熱設(shè)備因擺放位置不同而產(chǎn)生局部熱量積累,導(dǎo)致設(shè)備過熱損壞。

而機(jī)房專用空調(diào)送風(fēng)量大,機(jī)房換氣次數(shù)高(通常在30~60次/小時(shí)),整個(gè)機(jī)房內(nèi)能形成整體的氣流循環(huán),使機(jī)房內(nèi)的所有設(shè)備均能平均得到冷卻。

2.符合數(shù)據(jù)中心高熱密度要求的系統(tǒng)容量設(shè)計(jì)

電子設(shè)備環(huán)境下的熱密度是一般辦公環(huán)境熱密度的3-5倍,而且還在以更快的速度增加。

具體而言,每250-300平方英尺的辦公室要求1冷噸的制冷量(12,000BTU/小時(shí)或3,413瓦),平均為15瓦/平方英尺。然而,每50-100平方英尺的數(shù)據(jù)中心就要求1冷噸的制冷量,平均為75瓦/平方英尺。這是數(shù)據(jù)中心在某一年度的平均值,有些站點(diǎn)的負(fù)載熱密度高達(dá)200~300瓦/平方英尺。

從氣流角度來看,精密空調(diào)的設(shè)計(jì)與舒適性空調(diào)不同,其設(shè)計(jì)的目的是為了解決數(shù)據(jù)中心內(nèi)較大負(fù)載熱密度。精密空調(diào)可實(shí)現(xiàn)較高的顯熱比,有助于維持設(shè)定溫濕度水平,并可通過較大的空氣流動,實(shí)現(xiàn)更好的空氣過濾。

精密空調(diào)一般為每冷噸制冷量配置500~900立方英尺/分鐘的風(fēng)量,這與舒適性空調(diào)350~400立方英尺/分鐘的風(fēng)量形成鮮明的對比。

此外,刀片服務(wù)器及其它新一代機(jī)架設(shè)備對數(shù)據(jù)中心提出了前所未有的散熱要求。新一代服務(wù)器和通信交換機(jī)產(chǎn)生的熱量/平方英尺是十年前的十倍。現(xiàn)在,數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)人員和工程師需要考慮,同時(shí)采用高架地板精密空調(diào)和專業(yè)散熱裝置。舒適性空調(diào)僅僅是采用簡易裝置,來應(yīng)對這種新挑戰(zhàn)和相關(guān)的散熱要求。

3.精密濕度控制

如果忽視濕度的影響,將會導(dǎo)致長期的、嚴(yán)重的問題,包括主設(shè)備、其他資源以及基礎(chǔ)設(shè)施的損失。數(shù)據(jù)中心環(huán)境的*佳相對濕度范圍是45%~50%。相對濕度過高時(shí),濕氣會腐蝕開關(guān)電路,引起功能失效和設(shè)備故障。而當(dāng)相對濕度過低時(shí),會產(chǎn)生干擾設(shè)備正常運(yùn)行的靜電放電。由于數(shù)據(jù)中心一般是需要全年365×24小時(shí)不間斷制冷,所以更易產(chǎn)生較低的相對濕度。

舒適性空調(diào)一般沒有濕度控制,則很難保持?jǐn)?shù)據(jù)中心穩(wěn)定的相對濕度。如果增加了必要的控制和部件,那么它們必須作為一個(gè)完整系統(tǒng)運(yùn)行。精密空調(diào)有多種運(yùn)行模式,可以提供適當(dāng)比率的制冷、加濕和除濕,更適合于對濕度控制精度要求較高的數(shù)據(jù)中心。

4.防止灰塵等污染物

即使少量的灰塵或其他顆粒,也會損壞存儲媒介和電子元件。大多數(shù)舒適性空調(diào)采用住宅型空氣過濾器,過濾效率僅為10%,這對于數(shù)據(jù)中心環(huán)境而言是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。精密空調(diào)的過濾器具有更高效的內(nèi)部過濾腔,其效率可達(dá)20%-30%,且符合ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)。

5.高效的不間斷制冷

大多數(shù)寫字樓內(nèi)使用的舒適性空調(diào)每天平均要運(yùn)行8小時(shí),每周運(yùn)行5天。假設(shè)僅在夏季月份有制冷要求,則相當(dāng)于每年要運(yùn)行約1,200小時(shí)。

不管外部環(huán)境如何,大多數(shù)數(shù)據(jù)中心要求每年365天、每天24小時(shí)的不間斷散熱。精密空調(diào)及其部件設(shè)計(jì)滿足高標(biāo)準(zhǔn)的制冷需求。當(dāng)精密空氣調(diào)節(jié)機(jī)組內(nèi)其他部件可根據(jù)需求開啟或關(guān)閉時(shí),風(fēng)機(jī)系統(tǒng)則需要每年8,760小時(shí)地持續(xù)運(yùn)行。

此外,帶有室外熱交換器的舒適性空調(diào),當(dāng)外部環(huán)境溫度降至32°F以下時(shí),由于壓力過低,一般不能運(yùn)行。但是精密空調(diào)可在-30°F的條件下正常運(yùn)行,而乙二醇制冷系統(tǒng)在-60°F的條件下正常制冷。

6.較低的運(yùn)營成本

由于基礎(chǔ)工程、設(shè)計(jì)和設(shè)備存在差異,因此,舒適性空調(diào)與精密空調(diào)的初期投資費(fèi)用不能反映全部問題。較為精確的比較,是考慮兩個(gè)系統(tǒng)運(yùn)營成本的差異。

基于以下假設(shè),對兩種方法的運(yùn)營成本比較(可針對具體情況進(jìn)行更為詳細(xì)的分析):

?每冷噸制冷量需要1.0馬力(0.747kw)功率。

?壓縮機(jī)電機(jī)和風(fēng)機(jī)的效率為90%。

?電力成本為$0.06/瓦時(shí)。

?11月~次年3月(3,650小時(shí))要求加濕。

?精密空調(diào)的顯熱比(SHR)為0.90,舒適性空調(diào)的顯熱比為0.60。

首先,計(jì)算一冷噸制冷量的機(jī)組運(yùn)行一年的成本:

(0.746kW/冷噸×8760小時(shí)/年×$0.06/kWh)/0.90效率=$436每冷噸/年

然后,用總成本除以系統(tǒng)的顯熱比,得出每冷噸顯冷量的成本。對于精密空調(diào)而言,每冷噸顯冷量的成本是:

$436/0.90顯熱比=$484每冷噸/年

對于舒適性空調(diào)而言,每冷噸顯冷量的成本是:

$436/0.60顯熱比=$727每冷噸/年

在上述范例中,舒適性空調(diào)每年的運(yùn)營成本比精密空調(diào)的運(yùn)營成本高出$243/每冷噸顯冷量。這和業(yè)界普遍認(rèn)同的原則一致,即舒適性空調(diào)3冷噸制冷量相當(dāng)于精密空調(diào)2冷噸制冷量。

第二點(diǎn)比較是再加濕成本,通過計(jì)算每產(chǎn)生1冷噸顯冷量的同時(shí),會產(chǎn)生的潛冷量來確定。

對于精密空調(diào)而言:

在上述情況中,當(dāng)考慮了所有制冷和再加濕成本時(shí),舒適性空調(diào)每年的運(yùn)營成本比精密空調(diào)高出$670/冷噸顯冷量。

7.增強(qiáng)服務(wù)與支持

關(guān)鍵環(huán)境需要關(guān)鍵支撐系統(tǒng)的高可用性。因此,這些系統(tǒng)運(yùn)行可靠,并且符合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的控制要求很重要。

精密空調(diào)的部件冗余比舒適性空調(diào)的要多,以保證其出現(xiàn)某些故障時(shí)仍能繼續(xù)運(yùn)行。此外,精密空調(diào)是由廠方培訓(xùn)的服務(wù)工程師進(jìn)行安裝,他們更熟悉數(shù)據(jù)中心的需求和敏感性。制造商可提供對精密空調(diào)24小時(shí)緊急服務(wù)和預(yù)防性維護(hù)服務(wù)。由于即使短暫的停機(jī)都會影響機(jī)房安全底線,因此,設(shè)計(jì)精密空調(diào)的首要考慮因素是適用性。

處理關(guān)鍵業(yè)務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的有效、可靠運(yùn)行是各行業(yè)公司取得成功必不可少的要素。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)停止運(yùn)行的成本很高。但是用戶對小型或者遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心的環(huán)境可能不太關(guān)注,缺乏對敏感電子設(shè)備制冷要求的理解,有些用戶*終還是嘗試采用舒適性空調(diào)系統(tǒng)為精密電子設(shè)備提供制冷。

結(jié)果是加大了被保護(hù)設(shè)備過早失效的風(fēng)險(xiǎn),提高了必要運(yùn)營成本。

精密空調(diào)是專門設(shè)計(jì)用于滿足高熱密度電子類負(fù)載的需求,此類負(fù)載產(chǎn)生的顯熱高于一般的舒適性環(huán)境,且需要全年365天、每天24小時(shí)的不間斷制冷。電子設(shè)備對濕度變化更為敏感,要求空氣質(zhì)量要求比一般舒適性環(huán)境高。

計(jì)算機(jī)機(jī)房對溫度、濕度及潔凈度均有較嚴(yán)格的要求,因此,計(jì)算機(jī)機(jī)房專用空調(diào)在設(shè)計(jì)上與傳統(tǒng)的舒適性空調(diào)有著很大區(qū)別,表現(xiàn)在以上7個(gè)問題。

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