精密空调培训.pdf

键入文字 1 精密空调培训手册 版本：v1.0_20120613 此手册内容是针对公司国内营销体系中的市场销售人员及产品售前技术支 持人员编写；包含精密空调入门、科士达精密空调产品、应用选型等相关 知识。 2012 2012-06-13 - 目 录目 录 第一部分 精密空调入门知识 . 1 第 1 章 精密空调概述 1 1-1 机房精密空调的起源 . 1 1-2 机房精密空调的定义 . 3 1-3 机房精密空调与传统空调的区别 . 3 1-4 机房精密空调的特点 5 第 2 章 应 用 8 2-1 机房精密空调的使用目的 8 2-2 机房精密空调的应用场合 11 2-3 机房精密空调的应用要求 12 第 3 章 精密空调的型式 13 3-1 机房精密空调的类型 13 3-2 单冷源 14 3-3 乙二醇经济冷却式 16 3-3 双冷源 17 3-4 送风型式 19 第 4 章 精密空调的构成 23 4-1 系统组成 23 4-1 器件 25 第 5 章 行业概况 31 5-1 行业标准 31 5-2 行业品牌 32 第 6 章 相关术语及解释 33 第二部分 精密空调的应用选型 . 36 第 7 章 精密空调选型概述 . 36 7-1 精密空调选型步骤 36 7-2 数据中心（机房）的标准及要求 36 7-3 数据中心(机房)热负荷计算 . 41 7-3 依据现场条件选择精密空调型式 44 7-4 精密空调设计方案建议书 46 第 8 章 科士达精密制冷解决方案 . 47 8-1 科士达精密空调的适用性 47 8-2 科士达精密制冷解决方案 47 第三部分 科士达精密空调产品介绍 . 51 第 9 章 matrixajir 系列精密空调 51 9-1 科士达 matrixair 系列精密空调简介 51 9-2 科士达 matrixair 产品介绍 . 51 9-3 科士达 kc 系列风冷冷凝器 55 第 10 章 stationair 系列精密空调 . 57 第 11 章 focusair 系列行级精密空调 . 57 第四部分 其他 . 62 第 12 章 标书的组成部分 62 12-1 资质信誉部分 62 12-2 技术要求部分 63 12-3 服务部分 65 第 13 章 参数表 66 13-1 艾默生-力博特/海洛斯 . 66 13-2 世图兹 71 13-3 施耐德-优力/apc 76 13-4 依米康 78 13-5 佳力图 81 13-6 阿尔西 82 13-7 克莱门特 84 精密空调培训手册精密空调培训手册 1 第一部分 精密空调入门知识 第一部分 精密空调入门知识 第一部分为精密空调的入门知识，通过以下几章内容的学习，让您对精密空 调有了初步的了解。 第 1 章 精密空调概述 第 1 章 精密空调概述 1-1 机房精密空调的起源 1-1 机房精密空调的起源 无论何物都是在一定条件下形成的产物，机房精密空调也不例外。想比较深 刻的认识机房精密空调，首先需对形成它的条件有所了解，并对这些条件形成一 定的认识；再者要明白这些条件是会随着外部因素的影响而改变的，并形成了另 一种新产物。它们存在着这样的关系，既是机房精密空调服务于“某些条件” ， 而这些条件又决定了服务的要求， 因素对要求起影响。 我们把这些条件定义为 “应 用条件” 。本节主要讲述形成机房精密空调的应用条件及对这些条件产生影响的 相关因素。 1.信息时代的到来 1.信息时代的到来 20 世纪 40 年代末 50 年代初揭幕的第三次科技革命一直延续到现在，新科 技革命以电子信息业的突破与迅猛发展为标志，主要包括信息技术、生物工程技 术、新材料技术、海洋技术、空间技术五大领域。 晶体管和大规模集成电路，极大地降低信息传播的费用，其结果是：人类社 会从工业时代进入了信息时代。 这些新技术正在从根本上改变我们的社会经济生 活。让我们共同回顾这一时期人类所取得的重大突破： 1945 年，第一部电子计算机投入使用； 1957 年，第一颗人造卫星由前苏联发射升空，开辟了航天时代； 1961 年，前苏联进行人类第一次无人驾驶宇宙飞船登月试验并取得成功； 1969 年，阿波罗号飞船使人类第一次在月球上留下足迹； 1983 年，第一个机器人在联邦德国大众汽车股份公司投入服务； 1989 年，互联网出现，一个全新的网络经济从此迅猛发展。 2.数据中心 2.数据中心 数据中心又叫服务器农场(server farm)， 它用于容纳计算机系统和相关的组 精密空调培训手册精密空调培训手册 2 件，如通信和存储系统，通常包括冗余的或备用的电力设备，冗余的数据通信连 接以及环境控制(如空调，消防设备)和安全设备，是信息化的重要基础设施。 数据中心的根源来自早期计算机领域巨大的计算机房。 早期计算机系统体积 非常大，本身就需要占用很大的空间，同时运行和维护也都很复杂，需要在一个 特殊的环境中运行，因此需要许多电缆连接所有的组件，如标准机架安装设备， 高架地板和电缆盘(或安装在屋顶或架空在地板下)。此外，过去的计算机也需要 大量的电力，会产生大量的热量，通过专用的计算机房和冷却系统可以对散热效 果进行较好的控制。 “数据中心是一整套复杂的设施。 它不仅仅包括计算机系统和其它与之配套 的设备（例如通信和存储系统） ，还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备、 监控设备以及各种安全装置”维基百科维基百科 “多功能的建筑物，能容纳多个服务器以及通信设备。这些设备被放置在 一起是因为它们具有相同的对环境的要求以及物理安全上的需求， 并且这样放置 便于维护，而并不仅仅是一些服务器的集合”谷歌谷歌 3.发展历史 3.发展历史 早期的计算机设备体积臃肿， 发热量巨大， 当时采用中央空调、 工业冷冻机、 商用柜机来进行冷处理，往往效果不佳，主要是数据处理、通讯自控和故障诊断 的复杂电子系统需要进行严格控制温度、湿度、洁净度和气流速度的精密控制这 样提出了恒温恒湿空调机组的需求， 这种精密控制空调机专门用于对技术设备要 求高的环境， 这些环境要求严格地控制温度和湿度， 同时必须保证一天 24 小时， 一年 365 天连续不断地工作。 能够充分满足机房环境条件要求的机房专用空调机是在近 30 年中逐渐发展 起来的一个新机种机房精密空调。早期的机房使用舒适性空调机时，常常出 现由于环境温湿度参数控制不当而造成机房设备运行不稳定，数据传输受干扰， 出现静电等问题。而使用通用的恒温恒湿空调机，虽然可以获得一定的温湿度环 境，但是控制精度不足、运行费用偏高，同时也存在也存在安全性、可靠性以及 操作方面的一系列的不足。 机房精密空调是信息时代下的产物。 计算机的出现及互联网的诞生催生了计 算机机房（数据中心） ，这个“特殊环境”随着技术的进步而产生不同的、更高 的要求， 即对机房精密空调也有着不同要求。 机房精密空调的应用对象是需要 “特 殊环境”的场合，为这个场合提供适合的环境。 精密空调培训手册精密空调培训手册 3 1-2 机房精密空调的定义1-2 机房精密空调的定义 我们应该如何去理解及定义机房精密空调呢？从大的体系上来看， 空调不是 一个新的事物，从诞生到现在已经 100 多年的时间（1902 年，美国人威利斯 开利设计了第一个空调系统） ；但它与传统的空调又有着区别。 1.1. 新/旧的定义 新/旧的定义 1.1 旧的定义 从空调这个大的系统上来看，机房精密空调无论在原理上，还是在基本功能 上都与我们传统的空调一样，没有本质的区别。 1.2 新的定义 在应用条件上看，机房精密空调又可以看作一种新的机型。其提出了不同的 要求，而这些要求是传统空调不能做到的。 如：恒温恒湿、洁净度要求高、风量大、一天 24 小时，一年 365 天连续不 断地工作等等。 2.2. 标准定义 标准定义 机房精密空调经过几十年的发展，已经以专用空调的型式定义，而且对于他 也有了规范性的定义。 2.1 国标（gb/t 19413）定义 一种向机房提供诸如空气循环、空气过滤、冷却、再热及湿度控制的单元式 空气调节机。 2.2 美标（ashrae127）定义 计算机及数据处理用单元式空气调节机，其主要组成包括直接膨胀式制 冷 盘管或冷冻水制冷盘管，空气传输装置，空气过滤装置。这种空调通 常含有压 缩机、冷凝器、加湿器和加热器。其功能是提供空气过滤、空气循环、冷却、加 热和湿度控制。 1-3 机房精密空调与传统空调的区别 1-3 机房精密空调与传统空调的区别 前面已经提到，机房精密空调与传统空调即有共性，也存在区别。了解他们 的区别才能更好的去认识机房精密空调。 1.显热比 1.显热比 精密空调的除湿产生的制冷量占总制冷量的 5%10%左右。舒适性空调的 精密空调培训手册精密空调培训手册 4 比例约为 40%。舒适性空调的电力消耗有较大部分用在除湿上，对数据中心而 言是浪费了电力，同时带来机房环境相对湿度下降。 2.风量 2.风量 精密空调的风量非常大， 约为300m/h每kw， 而舒适性空调的风量是100m /h 每 kw。低风量无法满足机房洁净换气要求，而且低风量无法保证机房气流 分布，容易带来局部过热。 3.洁净度 3.洁净度 精密空调的过滤器等级较高，能较好的过滤空气中的微粒灰尘，而舒适性空 调的过滤系统非常简单。 4.控制精度 4.控制精度 精密空调控制的温度精度为 1，湿度精度为 5%rh，舒适性空调温度精度 3，无湿度控制，容易导致温湿度异常波动。 5.设计点 5.设计点 精密空调的设计点是 24/50%rh，舒适性空调的设计点是 27/50%rh， 在机房环境下不是最理想工作点。 6.寿命 6.寿命 精密空调设计寿命 810 年，全天候 36524 小时运行。舒适性空调设计 寿命 35 年，冬、夏两季间断运行。 7.标准 7.标准 精密空调产品经过深入的设计计算和充分的测试验证， 同时采用行业认可的 高品质部件。 传统空调是为人而设计的，而精密空调是为设备专门设计的；只有在数据中 心机房应用机房专用精密空调，才能通过环境调节上彻底解决以上问题。 表 1-1 舒适性空调与精密空调的区别 项目 舒适性空调 精密空调 项目 舒适性空调 精密空调 热密度(w/平方米) 100150 500800 显热比 0.650.7 0.91.0 运行温度范围 -5c35c-40c42c 控制温度精度 23 1 湿度控制 无 5% 换气能力(次/小时) 515 3060 精密空调培训手册精密空调培训手册 5 空气过滤 简单 ashrae20%+ g4f5(1030 万级) 出风温度 68c 1014c 再热器 无 提供 加湿器 无 提供 集中监控能力 无 提供 运行时间(h/年) 100025008760 使用寿命 23 年 8 年 断电自动恢复 无 断电可自动恢复 冗余备份 无 n+x 1-4 机房精密空调的特点 1-4 机房精密空调的特点 机房精密空调作为一种新的机型，其有自身的特点，这些特点体现了其存在 的价值。 1.1. 大风量、小焓差 大风量、小焓差 与相同制冷量的舒适性空调机相比， 机房专用精密空调机的循环风量约大一 倍，相应的焓差只有一半，机房专用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，若使用机房专用空调 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。 精密空调培训手册精密空调培训手册 6 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 1.62 倍。 2.2. 送、回风方式多样 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。 机房专用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，机房专用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， 机房专用精密空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。 3.3. 高可靠性 高可靠性 针对机房精密空调系统高可靠性的要求， 机房专用精密空调机在结构与控制 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，机房专用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空 调系统中。 机房专用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，即智能控制器和操作显示器组件。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 精密空调培训手册精密空调培训手册 7 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。 4.全年制冷运行 4.全年制冷运行 无论是大、中型计算机，还是程控交换机，都要求空调机全年制冷运行。而 冬季的制冷运行要解决稳定冷凝压力和其它相关的问题。 多数机房专用空调机能 在室外气温降至-15时仍能制冷运行，而采用乙二醇制冷机组，可在室外气温 降至-45时仍能制冷运行。与此形成鲜明对比的是舒适性空调机或常规恒温恒 湿机，在此种条件下，根本无法工作。 5.5. 设计点对应运行点 设计点对应运行点 如果把舒适性空调机用作机房精密空调系统，由于机房要求其运行点为：冬 季：202，夏季：232，而舒适性空调机的设计点温度一般为 27，所 以机组的实际供冷能力一般比样本标明的额定值低 10%25%。 此外， 运行点偏 离设计点时，在一定程度上机组的部分机件性能由于偏离了最佳运行点，从而影 响了机组整体的匹配状态，不利于机组性能的充分发挥和高效率运行。然而机房 专用精密空调机，由于把运行点作为设计点，因而机组始终处于最佳运行点，这 就从根本上避免了这些问题。 6.6. 使用寿命长 使用寿命长 一般机房专用精密空调厂家的设计寿命是最低是 10 年，连续运行时间是 86400 小时，平均无故率达到 25000 小时，实际运用过程中,机房专用精密空调 可运行 15 年。根据国家家电行业标准，舒适性空调机的基础设计寿命每年按运 行半年计算，为 3 年时间，无连续运行时间指标，平均无故障时间 5000 小时， 只适合于间断运行，在实际使用过程中，舒适性空调机可连续运行的时间为 3 5 年，比机房专用精密空调相差 3 倍。 7.7. 过滤等级 过滤等级 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亚高效过滤器或高效过滤器的安装位置，根据用 精密空调培训手册精密空调培训手册 8 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。 一般级洁净要求 使用高效或亚高效过滤器，级洁净要求使用亚高效或中效过滤器，即使是级 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。 8.8. 适用负荷变化 适用负荷变化 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。 第 2 章 应 用 第 2 章 应 用 2-1 机房精密空调的使用目的 2-1 机房精密空调的使用目的 为什么要在计算机机房里（数据中心）等特殊场所使用机房精密空调呢？因 为数据中心内的 it 设备在 365 天全天候的不间断运行的过程中，会产生巨大的 发热量，为了保证设备工作的安全性和可靠性，必须为 it 类设备提供正常的工 作温度，湿度，灰尘等环境。因此，每个 it 设备的厂家对设备运行环境的温度、 湿度和洁净度都有着严格的范围。当环境超出这些范围时，将对 it 设备运行产 生严重干扰或损坏， 因此机房集中监控系统对机房环境的监控发挥着重要的作用。 1.1. 高温对 it 设备运行的影响 高温对 it 设备运行的影响 1.1 温度与平均无故障运行时间的关系10法则 温度与平均无故障运行时间的关系： 由于现代电子设备所用的电子元器件的 密度越来越高，使元器件之间通过传导、辐射和对流产生热耦合。因此，热应力 已经成为影响电子元器件时效的一个最重要的因素。对于某些电路来说，可靠性 几乎完全取决于热环境。为了达到与其的可靠性目的，必须将元器件的温度降低 到实际可以达到的最低水平。有资料表明：环境温度每提高 10，元器件寿命 约降低 30%-50%， 影响小的也基本都在 10%以上， 这就是有名的 “10” 法则。 1.2 高温对元器件的影响 （1）半导体器件。电子元器件在工作时产生大量的热，如果没有有效的措施及 时把热带走，就会使集成电路和晶体管等半导体器件形成结晶，这种结晶是直接 精密空调培训手册精密空调培训手册 9 影响计算机性能、工作特性和可靠性的重要因素。根据实验得知，室温在规定范 围内每增加 10，其可靠性约下降 25%。 （2）器件周围的环境大约超过 60时，就将引起计算机发生故障，当半导体期 间的温度过高时，其穿透电流和电流倍数就会增大。 （3）电容器。温度对电容器的影响主要是：使电解电容器电解质中的水份蒸发 增大，降低其容量，缩短其使用寿命，改变电容器的介质损耗，影响其功率因数 等参数变化。由实验得知，在超过规定温度工作时，温度每增加 10，其使用 时间下降 50%。 （4）记录介质。实验表明：当磁带、磁盘、光盘所处温度持续高于 37.8时， 开始出现损坏；当温度持续高于 65.6时则完全损坏。对于磁介质来说，随着 温度的升高，磁导率增大；当温度达到某一个值时，磁介质丢失磁性，磁导率急 剧下降。磁性材料失去磁性的温度称为居里温度。 （5）绝缘材料。由于高温的影响，用玻璃纤维胶板制成的印制电路板将发生变 形甚至软化，结构强度变弱，印制板上的铜箔也会由于高温的影响而使粘贴强度 降低甚至菠萝，高温还会加速印制插头和插座金属簧卡的腐蚀，使接点的接触电 阻增加。 （6）电池环境温度与寿命的关系。电池是对环境温度最敏感的器件（设备） ，温 度在工作温度 25的基础上，每上升 10，寿命下降 50%。 2.2. 低温对 it 设备运行的影响 低温对 it 设备运行的影响 低温同样导致 it 设备运行、绝缘材料、电池等问题。当机房温度过低时， 部分 it 设备将无法正常运行。 2.1 机房温度过低导致设备无法运行 机房的环境温度低于 5时，通信设备将无法正常运行；机房的环境温度低 于-40时，铅酸电池无法提供能量。 2.2 绝缘材料 低温时，绝缘材料会变硬、变脆，使结构强度同样减弱。对于轴承和机械传 动部分，由于其自身所带的润滑油受冷凝结，黏度增大而出现黏滞现象。温度过 低时，含锡量高的焊剂会发生支解，从而降低电气连接的强度，甚至出现脱焊、 短路等故障。 2.3 电池环境温度与放电容量的关系 随着温度的下降，电池放电容量下降。 3、3、 度过 3.1 的水 或这 蒸气 的天 3.2 病毒 inte （e 由 e 复杂 电敏 常容 为 200 4.4. 灰灰 4.1 湿度对 it湿度对 it 类类 通常，it 类 过高；超过 湿度过高对 当空气的 水膜； 湿度为 这飞弧，会 在相对湿 气压力随温 当相对湿 天气里打印 湿度过低对 静电放电 毒” ， 在内、 据报道，仅 el 公司公布 electricalo eos/eds 引 杂性的特点 it 类设备 敏感器件受 容易产生静 实验表明 20%时，静 000v 以上。 灰灰尘对主尘对主设设 除温度和 腐蚀电路板 类类设备运设备运行行 类设备的工 过 80%属于潮 对 it 类设备 相对湿度大 为 100%时 会严重降低电 湿度保持不变 温度升高而增 湿度由 25%增 机无法正常 对 it 类设备 电(electrost 外因条件具 仅美国电子 布的资料显 overstree, 引起的，es 。 由众多芯片 静电损伤的 静电电压。 ，当机房相 静电电压为 。这足以表 设设备运行的备运行的影影 湿度外，灰 板 行行的影响 的影响 工作环境要求 潮湿；低于 备运行的影响 大于 65%时 ， 水膜厚度 电路可靠性 变的情况下 增大，水分 增加到 85% 常工作的原 备运行的影响 aticdisch 具备的特定 子工业每年 显示，在引 ,eos）/esd sd 对计算机 片、元器件组 的阈值电压 相对湿度为 为 10000v; 表明湿度对运 影影响 响 灰尘对 it 类 10 求湿度为 4 于 40%术语湿 响 时，物体的表 度为 10m。 性。 下，温度越高 分子易于进入 %时，纸张 原因。 响 arge,esd) 时刻便会发 因静电放电 引起计算机 d 是最大的 机的破坏作 组成，这些 压不同。在空 30%时，静 当机房相对 运行中的 it 类设备是更厉 40%55% 湿度过低 表面附着一 。 这样的水 高，对设备的 入材料内部 的厚度将增 )是电子工业 发作， 已成为 电造成的损 机故障的诸 的隐患，将近 作用具有隐蔽 些元器件对静 空气湿度过低 静电电压为 对湿度为 t 设备的重要 厉害的杀手 精密精密 。超过 65% （空气干燥 一层厚度为 膜容易造成 的影响越大 部。 增加 80%， 业中的曾普 为电子工业 失就达几百 诸多因素中 近一半的计 蔽性、潜在 静电都很敏 低时，工作 为 5000v;当 5%时，静 要性。 手。 空调培训手空调培训手册册 %的湿度，为 ） 。 0.001-0.01 成 “导电小路 大，这是因为 这就是在潮 普遍存在的 业的隐形杀手 百亿美元。根 ，电气过应 计算机故障都 在性、随机性 敏感，不同的 作人员的活动 当机房相对湿 电电压可高 册册 为湿 1m 路” 为水 潮湿 “硬 手。 根据 应力 都是 性和 的静 动非 湿度 高达 精密空调培训手册精密空调培训手册 11 微小颗粒吸收空气中的湿气后， 在被微小颗粒污染的设备表面上形成电解层， 这对许多金属会产生腐蚀作用。如果电解液浸透到导线保护层形成腐蚀点，并且 该腐蚀点所处位置的导体有不同的电压，则在导线与导体之间就可能产生电弧， 这样的电弧通常会烧坏元器件。严重的电弧会电解电路板形成导电电桥。 4.2 降低绝缘性能 灰尘中存在大量的金属离子，这些金属离子与潮湿空气结合，就会降低电路 与元器件的绝缘性能。 4.3 灰尘影响散热，间接地促使零部件温度升高，影响寿命 一定量的灰尘附着在电路与元器件上，影响散热效果，导致局部元器件的温 度上升。 贝尔实验室的研究报告认为，导致电子设备退化的最主要环境因素是灰 尘颗粒和水蒸气，暴露在潮湿空气中的电子设备被微笑颗粒污染后，就可能产生 故障，这种故障通常表现为串话和软故障。 2-2 机房精密空调的应用场合 2-2 机房精密空调的应用场合 1.通信行业 1.通信行业 中国电信：长途/市话程控交换机房、计费中心机房、卫星通信中心机房、 地面站中心机房。 中国移动: 移动程控交换机房、计费中心计算机房、移动通信基站。 中国联通: 长途/市话程控交换机房、计费中心计算机房、数据局计算机房 移动程控交换机房、计费中心计算机房、移动通信基站。 中国网通: 骨干网络机房、城域网机房、网络计费中心计算机房。 中国邮政: 绿卡工程、综合网工程计算机机房。 2.2. 银行证券保险公司 银行证券保险公司 各商业银行大区域信息中心计算机房、省级计算中心机房、地市级计算中心 机房。 股票证券所交易中心计算机房、保险公司结算中心计算机房。 3.医院 3.医院 核磁共振室、贵重仪器室。 4.4. 其它行业 其它行业 民航、电力、石油、海关、铁路、军队、税务、高速公路、公安、高等院校 精密空调培训手册精密空调培训手册 12 等的通信中心机房和计算中心机房。 5.5. 大企业 大企业 航空航天、设计院、汽车制造厂、飞机制造厂、造船厂、铁道机车厂、炼油 厂/化工厂、钢铁公司总控制中心机房、通信中心机房、计算机中心机房 6.6. 跨国公司 跨国公司 摩托罗拉、爱立信、西门子、北方电信、朗讯科技、宝洁、ibm、hp、sun、 dec 康柏、戴尔电脑等跨国公司中国总部和生产基地的计算机中心机房。 7.7. 政府机构共用事业 政府机构共用事业 国务院各大部委计算机信息中心、 各省/市/区级人民政府信息决策中心计算 机房、自来水/煤气公司计算机调度中心机房、地铁控制中心机房、电力调度中 心机房、核电站、日报社/新闻出版机构计算机房。 8.8. 特殊用途 特殊用途 精密贵重设备间、博物馆文物仓库、图书馆、档案馆、印钞厂、大型造纸厂 检验室、实验室、有温湿度要求的其它场所。 2-3 机房精密空调的应用要求 2-3 机房精密空调的应用要求 1.1. 机房精密空调的电气设备在下列条件下应能正常工作 机房精密空调的电气设备在下列条件下应能正常工作 （1）输入交流电源电压的波动范围，在单相 220v 和三相 380v、50hz 时为额 定电压的 90%110%； （2）室外环境温度为：-35+50； （3）电气设备应能在海拔高度 1000m 以下正常工作；当海拔高度超过 1000m 时，制造厂与用户根据协议增加有关措施。 2.2. 机房精密空调在下列条件下应能正常工作 机房精密空调在下列条件下应能正常工作 （1）水冷式机房空调冷凝器进水温度为 734。 （2） 风冷式机房空调室外冷凝器环境温度为-1545； 宜配置适于低温运 行的选配件或方案，可适应最低室外环境温度至-35。 （3） 乙二醇经济冷却式机房空调配置的干式冷却器的环境温度为-2543。 3.3. 机房精密空调的控制精度应达到如下要求 机房精密空调的控制精度应达到如下要求 （1）当机房空调的回风温度设在 1728时，温度控制精度为1。 （2）当机房空调相对湿度设定在 40%60%时，相对湿度控制精度为10%。 精密空调培训手册精密空调培训手册 13 第 3 章 精密空调的型式 第 3 章 精密空调的型式 3-1 机房精密空调的类型 3-1 机房精密空调的类型 1.1. 机房空调按室外侧冷却方式和室内使用侧冷却方式分为 机房空调按室外侧冷却方式和室内使用侧冷却方式分为 a) 风冷式 b) 水冷式 c) 冷水式 d) 乙二醇经济冷却式 e) 双冷源式 风冷双冷源式 水冷双冷源式 双冷水式 2.2. 空调机按结构型式分为 空调机按结构型式分为 a) 整体型 b) 分体型 3.3. 空调机按送风型式分为 空调机按送风型式分为 a) 下送风 b) 上送风 直接吹出型 接风管型 表 3-1 精密空调类型 型 式 冷却方式 型 式 冷却方式 室外侧冷却介质 室外侧冷却介质 室内侧冷却介质 室内侧冷却介质 第一冷却介质第一冷却介质第一冷却介质 第一冷却介质 风冷 风冷 水冷水冷乙二醇冷却乙二醇冷却制冷剂制冷剂冷水冷水乙二醇 乙二醇 冷水 冷水 a)风冷式 a)风冷式 o o b)水冷式 b)水冷式 o o c)冷水式 c)冷水式 o d)乙二醇经济冷却方式 d)乙二醇经济冷却方式 o o o e)双冷源式 e)双冷源式 风冷双冷源式 风冷双冷源式 o o o 水冷双冷源式 水冷双冷源式 o o o 精密空调培训手册精密空调培训手册 14 双冷水式 双冷水式 o o 注：填充有颜色并表有“o”为选用型式。 3-2 单冷源 3-2 单冷源 1.1. 单冷源定义 单冷源定义 单冷源指的是为冷却物（计算机机房）提供单一冷却介质的空调系统。这里 的单一冷却介质指的是制冷侧（或室内侧） ，但是同样的冷却介质的散热侧（室 外侧）可以有不同的型式。 机房精密空调单冷源包括以下型式： a)直接膨胀式风冷型 b)直接膨胀式水冷型 c)冷水式 2.2. 直接膨胀式风冷式 直接膨胀式风冷式 直接膨胀式风冷型机房精密空调， 在现阶段应用的主要是蒸气压缩式制冷系 统，利用制冷剂的直接膨胀蒸发来吸收热量，其散热侧（室外侧）的换热介质为 空气。 这种型式是机房精密空调最常见， 工程安装简单， 成本低， 应用范围广类型。 但也受到一定因素的影响，如：有连管、落差、空间及噪声的应用限制。 3.直接膨胀式水冷式 3.直接膨胀式水冷式 直接膨胀式水冷型机房精密空调与风冷型同样采用蒸气压缩式制冷系统， 不 同的是，其散热侧（室外侧）的换热介质为水。水冷型机房精密空调补充风冷机 组应用局限，机组能效比较高，但也存在以下一些问题： a)多机组并联水系统需做好水路平衡， 否则部分机组水流量不足， 导致高压保护。 b)部分地图水质问题容易导致机组内部腐蚀故障；建议配置闭式冷却塔； c)水系统泄漏风险对是机房隐患。 精密空调培训手册精密空调培训手册 15 图 3-1 直接膨胀式风冷式系统 图 3-2 直接膨胀式水冷式系统 4.4. 冷水式 冷水式 冷水式机房精密空调与前面两种型式不同， 水冷式机房精密空调本身不能产 生冷源，而是借用外部提供的冷源（冷水）进行制冷。这种型式一般应用在装有 中央空调的大型计算机机房（数据中心） ，其冷源（冷水）由中央空调或冷水系 统提供。 在制冷方式上也与直接膨胀式不同，其是依靠冷水的显热进行热量交换。 精密空调培训手册精密空调培训手册 16 图 3-3 冷水式系统 3-3 乙二醇经济冷却式 3-3 乙二醇经济冷却式 由于计算机机房需全年 724 小时工作，机房环境要求全年都保持稳定， 要求机房精密空调全天候 724 小时工作，在环境温度比较低时，机房也需要 进行制冷。 如采用直接膨胀式水冷型时，当环境温度低于 0c 时，水系统就会出现结冰 的风险，使系统无法正常运行。由于计算机机房（数据中心）是一个对环境要求 比较高的场所，直接应用室外冷风存在诸多问题。乙二醇经济冷却式主要解决了 以下两个问题： 补充水冷机组应用局限，工作于低温气候环境。 自然冷。 1.1. 自然冷 自然冷 自然冷就是利用室外低温环境对计算机机房进行冷却， 使用其的主要目的是 为了节能。 在环境温度比较低时，为降低能耗，我们可以应用低温环境。应用的方式有 很多种，如直接引入室外冷风。直接引入室外冷风存在诸如：空气质量、温度稳 定、湿度稳定等问题，应用这种方式会使计算机机房存在比较大的风险。 乙二醇经济冷却式通过干冷器与室外冷空气进行热交换， 获取低温后的乙二 醇溶液流入室内表冷器与室内空气进行热交换。 这种方式避免了直接引入低温空 气的产生的问题。 精密空调培训手册精密空调培训手册 17 2.2. 乙二醇经济冷却式系统 乙二醇经济冷却式系统 乙二醇经济冷却式系统是一种主要应用于四季温度变化比较大地方。 在环境 温度比较高时 （如夏季） 开启直接膨胀式系统， 而在环境温度比较低时 （如冬季） 使用自然冷。 乙二醇经济冷却式系统在一套系统内存在两种冷源，制冷剂和乙二醇；但其 与双冷源式不同，其的第二冷源只能在特定条件下应用，受到条件的限制。 图 3-4 乙二醇经济冷却式系统 3-3 双冷源 3-3 双冷源 1.1. 双冷源定义 双冷源定义 国标的定义是：在风冷式、水冷式或冷水式机房空调吸热侧的空气处理通道 中，再附加一套冷水盘管，其冷水由其它冷源提供，可实现以不同冷源制冷运行 的机房空调。 机房精密空调双冷源包括以下型式： a) 风冷双冷源式=直接膨胀式风冷型+冷水 b) 水冷双冷源式=直接膨胀式水冷型+冷水 c) 双冷水式=冷水+冷水 2.2. 风冷双冷源式 风冷双冷源式 风冷双冷源式由两套系统组成，一套是直接膨胀式制冷系统（蒸气压缩式制 冷系统）和一套冷水盘管系统。其室内侧有两个冷源可用，既是一个自带冷源及 一个外部冷源。其的应用特点为：在冷水机组（外部冷源）开启时，有效的应用 冷水机组剩余冷量；在冷水机组停机时，开启自带制冷系统。这样不但起到节能 精密空调培训手册精密空调培训手册 18 的作用，还起到备份的作用。 图 3-5 风冷双冷源式系统 3.3. 水冷双冷源式 水冷双冷源式 水冷双冷源式同样由两套系统组成，一套是直接膨胀式制冷系统（蒸气压缩 式制冷系统）和一套冷水盘管系统。其的应用特点与风冷双冷源式一样。不同的 是，其室外侧的换热介质为水。 图 3-6 水冷双冷源式系统 4. 4. 双冷水式 双冷水式 双冷水式与单冷源冷水式一样，自身不产生冷源，冷源是由外部的中央空调 （冷水机组）提供的；不同的是，其有两个外部冷源。其应用特点是：当主冷源 （主中央空调冷水机组）停止供冷时，辅冷源（辅助中央空调冷水机组）供冷。 精密空调培训手册精密空调培训手册 19 图 3-7 双冷水式系统 3-4 送风型式 3-4 送风型式 空调房间气流组织是否合理，不仅直接影响房间的空调冷却效果，而且也影 响空调系统的能耗量， 气流组织设计的目的就是合理地组织室内空气的流动使室 内工作区空气的温度、湿度、速度和洁净度能更好地满足要求。影响气流组织的 因素很多，如送风口位置及型式，回风口位置，房间几何形状及室内的各种扰动 等。 计算机机房按照送、回风口布置位置和形式的不同，可以有各种各样的气流 组织形式，大致可以归纳以下五种：上送下回、侧送侧回、中送上下回、上送上 回及下送上回。 现在计算机机房（数据中心）按布线方式的不同，机房内的空调气流组织分为下 送上回风和上送下侧回风两类，即通常说的上送风和下送风。为适用计算机机房 的应用要求，机房精密空调的送风方式主要也是上送风及下送风两种。 1.1. 上送风 上送风 上送风方式是把空调机组处理过的低温空气通过送风口送到设备上部， 带走 设备和机房的热量，通过机房下部空间回到空调机组内，进行冷却降温处理，再 循环使用。 上送下回气流组织是通常采用的计算机机房 （数据中心） 送回风的基本方式。 上送还可分为机房顶送或上侧送两种形式。下回通常采用为机房的下侧回形式。 精密空调培训手册精密空调培训手册 20 图 3-8 顶送风下侧回风 如图 3-8 所示的顶送下侧回的气流组织， 送风经过顶棚上的空调风口往下送 冷空气，至室内先与机房内的空气棍合，通过设备自带的风机，再进入需送风冷 却的计算机设备。机房顶棚安装散流器或孔板风口送风，顶棚风口送下的冷空气 与机柜顶上排出的热空气，两股气流逆向混合，导致进入机柜的空气温度偏高， 影响了对机柜的冷却效果。由于机柜进风温度偏高，机柜内得不到良好的冷却效 果，必然造成机柜内的气温偏高，导致计算机不能进行有效的正常工作。 因此采用上顶送下侧回的气流组织，对于散热量较大的机房，只有采用较低 (1216)的空调送风温度，来维持机房较低的(20 土 2)空调温度基数。机柜 才能获得较好的冷却效果，但这样的能源消耗较大。 图 3-9 风帽送风下侧回风 图 3-9 所示的上侧送下侧回气流组织， 在机房室内净空较低以及计算机设备 布置较密时，部分回风气流有可能被机柜阻挡，形成不了一个通畅的气流回路， 造成局部滞流或出现小区的涡流。机房内出现的不均匀温度场，影响着部分机柜 精密空调培训手册精密空调培训手册 21 散热的冷却效果。 因此上送下回气流组织宜用在机房面积不大于 100m2，散热量较小的小型 计算机及微型计算机机房，这种方式用在大型的 idc 机房，效果并不理想。 2.2. 下送风 下送风 下送风方式是在机房精密空调底部做一支架， 支架高度与机房的活动地板高 度相同。经过空调机组处理过的低温空气，从空调机组底部送到活动地板内，利 用活动地板形成的空间作为一静压箱，然后通过设备底部、风口地板进入机房和 设备内带走热量，通过机房上部空间回到空调机组内，进行冷却降温处理，再循 环使用。 下送风机房活动地板的空调送风风口一般布置在机柜近侧或机柜底部。 冷却 空气从设在机柜近侧或机柜底部的活动地板风口送出， 送出的低温空气只在瞬间 与机房内的热空气混合，即刻从机柜的进风口进入机柜，有效地提高了送入机柜 冷却空气的质量，用较少的风量，提高了机柜的冷却效果。 下送风顶回风的气流组织有以下几方面的显著优点： （1）活动地板下用作送风静压箱,当计算机设备进行增减或更新时可方便 地调动或新增地板送风口及机柜接线口的位置及数量。 （2）机房顶部留有的空间既可用作回风静压箱，又可敷设各种管线。 图 3-10 下送风自由回风 精密空调培训手册精密空调培训手册 22 图 3-11 下送风顶回风 采用下送上回气流组织在设汁中需要注意的问题： （1）保持活动地板下一定的均匀静压值： 机房内架空的活动地板下的空间，用作送风风道，通风截面较大，为矩形形 状，截面竖向间隔有许多活动地板的支撑杆，造成空气沿地板长度方向流动过程 中的压力损失。如果送风沿途的距离较长，选用的通风机全压值虽能克服地板长 距离送风的全部压力损失，但送风的始、终端的压差较大，不利于地板下保持均 匀的静压值，因此，不能在地板下敷设各种通信线缆，同时要适当控制地板下送 风的距离。架空地板的高度也要把握。数据中心机房活动地板敷设高度至少为 0.4 米。 （2）控制活动地板下的送风口风速： 机房空调向活动地板下送风，送风口不宜集中在一个出处，由于机房空调送 风风量大，送风口过分集中在个断面出口，往往在一定全压条件下，出口处的 动压值较大，静压值较小，如果离送风出口附近的不远处设有地板送风风口,那 么这个风口很可能要变为实际上的吸风口。 为防止产生这种不良现象，可在端 部送风截面上横向多开几个送风口。如果机房地板上设立有多台专用空调机时， 也应将空调机沿机房长度方向，适当间隔一定距离布置，以利于活动地板下的气 流分布均匀。 （3）楼地面必须符合土建规范要求： 机房设计采用下送风方式。楼地面必须符合土建规范要求的平整度。地面需 要进行防尘处理。活动地板下均经刷漆处理，达到不起尘的作用，从而保证空调 送风系统的空气洁净。活动地板安装过程中，地板与墙面交界处，活动地板需精 精密空调培训手册精密空调培训手册 23 确切割，切割边需封胶处理后安装，避免风道漏风。 3.3. 几种送回/风方式的冷却效果比较 几种送回/风方式的冷却效果比较 idc 计算机机柜是个散热量大而又集中的设备， 运行中的机柜内温度不断升 高，此时，机柜的一部分热量向机房内散放，使机房内的室温升高，同时，又影 响到机柜的散热。当机柜的散热不充分时，机柜内的温度将继续升高到一定值时 (极限温度为 60)，易造成电子元器件发生故障。因此，机房空调与机柜冷却两 者互为关联，空调首要要保证机柜冷却，其次才是机房的环境冷却。机房的送回 风方式不但关系到机柜的冷却效果， 而且也关系到空调的送风风量及初次投资和 日常的经济运行。 调查发现机房单位面积的耗冷量相近，而空调采用的送回/风方式不同，机 柜实际得到的冷却效果相差甚远，也可这样认为在机房单位面积的耗冷量相近， 送温度相近，采用下送上回的气流组织，机柜实际获得的冷却效果，优于上送风 方式。 同时从调查中了解到，无论采用上送或下送的送风方式，只要空调送风系统的工 况管理调节好，机房内工作区的风速，均能达到设计要求。 第 4 章 精密空调的构成 第 4 章 精密空调的构成 上一章已经讲述了机房精密空调的型式，按结构型式分，机房精密空调有整 体式和分体式两类，现在行业内主要应用的是分体式。下面讲述不同型式的机房 精密空调的构成。 4-1 系统组成 4-1 系统组成 1.1. 风冷式的组成 风冷式的组成 风冷式机房精密空调由室内机组和风冷冷凝器组成一套系统， 它的制冷系统 是蒸气压缩式制冷系统。 1.1 室内机组 室内机组主要包括以下几部分：制冷系统、通风系统、控制系统、加热系统 及加湿系统。 （1）制冷系统 室内机组制冷系统一般由压缩机、蒸发器、节流阀、干燥过滤器、视液镜等部 精密空调培训手册精密空调培训手册 24 件组成。 （2）通风系统 通风系统一般由风机、空气过滤器组成。 （3）控制系统 机房精密空调一般由智能控制器、相关器件（接触