一般空调能不能替代机房专用空调

1、机房的专用空调，不仅不能省，还需要遵循机房空调设计“以机为本”的原则。在维持机房的稳定、持续运行，以及延长电子元器件的使用寿命方面，机房专用空调难以替代。宽1 米、高1.8 米、重量数吨（甚至更大、更重）的机房专用空调，在很多机房布设专家的眼里，属于大块头、搬不动、难运输，如果地板的承重量不够，空调还会是一个很危险的设备。笔者曾经同一个专门为企业设计机房的专家在一起的聊天的时候，谈起了机房的空调，他笑着给笔者讲了这样一件事。他说在一些经济相对不是很发达的城市，很多办公楼都是6层的，很少有专用的货梯，电梯也少。有一次，他们在给用户安装空调时，因为客户的机房在二楼，但是楼梯比较窄，空调搬不上去，后

2、来，他们只好先把人家的楼梯拆掉，在把空调吊上去之后，又为人家重修了楼梯。因为空调，他们多花了一周的时间，还增加了一笔拆楼梯、修楼梯的费用。随后，他笑言，在很多对机房设施要求不高的地方，大家宁愿用家用空调来代替机房专用空调，这样一方面可以节约资金，另一方面，也可以省掉很多麻烦，至少不用拆楼梯。但是，机房的专用空调真的可以省掉吗？这位专家表示，机房专用空调不仅不能省，反而在设计的过程中，还要更多地考虑机房中所运行的设备，要从机房中所运行的设备入手，考虑空调所需要具备的承受能力。在这个过程中，人反倒是最不需要考虑的环节，麻烦也好，费时也好，机房的空调都是不能省略的。如果就此来看，那么机房的专用空调，

3、不仅不能省，还需要遵循机房空调设计“以机为本”的原则。笔者就此联系了业内专注机房建设的洛阳灵盾信息公司空调系统部经理张新峰先生。对于机房专用空调设计以机为本的这种设计原则，专家表示，“机房专用空调对创建环境机房，延长设备寿命，维护机房的可靠性和稳定性至关重要。对它的设计和解决方案的实施，应该以机房里运行的设备为核心。在这个意义上，可以说是以机为本，人的因素被最大程度地淡化和忽略了。”采用机房专用空调是机房设施的要求我们知道，在机房之内，很多电气设备的良好运行，往往不是单一的设备本身的问题，还会对周围的环境有着各种各样的要求，有时甚至是非常苛刻的。事实上，现在即便是IBM、HP 这些顶尖的设备供

4、应商，也都会在其使用手册上标注出最适合设备运行的温度以及湿度。通常情况下，温度一般会要求处于22 摄氏度左右，而湿度则需要保持在50%的适度范围内。如果温度过高，元器件就会发生故障，这是易于理解的。以最常见的例子，比如我们使用的芯片都会有散热器或者风扇来保证它在允许的温度下运行。如果温度的变化率很高，或者忽高忽低，这些都会影响设备的使用寿命。如果湿度过高，则会产生冷凝水并造成设备的短路，湿度过低，则会造成静电过高。而静电被称为“电子元件的杀手”。根据在美国曾经做过的统计，在电子元件的故障里最大的危害就是来自静电，这一比例高达47%。从这个角度考虑，如何保持机房内的湿度处于固定的范围之内，也是延

5、长电子元器件使用寿命的一个关键点。此外，机房的洁净度也很重要。如果一个机房洁净度不够，设备表面就会产生灰尘，灰尘影响散热，在夏天灰尘碰到冷凝水会产生酸性或碱性的混合物腐蚀设备。从设备的角度来看，维持机房内的温度、湿度、洁净度，才能保障机房的持续、稳定运行，机房专用空调则成了保障整个机房持续稳定运行的关键。“但这还并不是机房专用空调的全部价值，”对于这个观点，王铁旺表示：“温度、湿度和洁净度还是容易理解的。对一个好的环境机房来说，还必须解决好高热密度的问题。”高热密度对空调提出更高要求高热密度问题的出现与电子计算机本身以及集成化程度的发展变化密切相关。在1994 年计算机已经进入相对的快速发展阶

6、段。单从通信设备领域来看，1992 年的时候，长1 米、宽1 米的设备的功率通常在4000 瓦左右。而随着集成化程度的不断加剧，发展到现在的2006 年，如果还做一平方米占地通信设备，它最大的功率密度将接近40 千瓦，翻了10 倍，产生了数量级上的跨越。专家介绍说，“一平方米通信机房的耗电量超过5 个家庭的耗电总量，这是很惊人的。这样就不可避免的带来了机房局部的高散热量，以及局部温度的急剧升高。对机房精密空调也提出了更高的技术要求。”在这种情况下，机房空调目前主要通过XD 高热密度解决方案来解决这一行业问题。在北京，艾默生的解决方案也已经得以应用，并取得良好的使用效果。XD 高热密度的解决方案

7、在业界属于前沿的技术。笼统的讲，这个技术概念的核心，就是在一个机房里，在有高热密度的地方，艾默生会在高热密度的区域进行XD 系统的单独处理，以及热密度地方的局部处理。当然，机房专用空调的具体采用还要全面考虑设备的发热量、发热特点、机房面积等因素，通过这几个因素来综合考虑用几台机房专用空调。民用空调不能代替机房专用空调机房专用空调之所以是以“机”为本，而不是以“人”为本，的确是因为在应用对象和具体的技术细节上与民用空调有着诸多的不同。”对于机房专用空调与民用空调之间的差别：首先，应用对象不同。机房专用空调就是为机房设备控温的，而民用空调都是直接服务于人的。它们的设计理念和功能都完全不同。设计理念

8、最大的区别在于，机房专用空调是大风量，小焓差，高显热比；民用空调刚好相反，是小风量，大焓差，低显热比（显热比的概念是指空调降温与除湿两种功率相对之比）。通常情况下，一台空调的总功率有两部分，一部分是制冷，还有一部分是除湿。一台民用空调在应用时60%多的功率是在制冷，剩下30%多的功率是在除湿。民用空调为了保证低噪音、低风量、舒适度，不得不除湿。而机房专用空调的显热比一般都会在0.9 或0.9 以上。民用空调不适合在机房使用的原因之一就是机房是没有湿度来源，一方面是因为密封，再就是机房设备不会像人一样发出水蒸气，而人通过呼吸和经由皮肤的汗液挥发都会产生水气。第二个区别是机房专用空调的风量会很大。

9、比如，在IDC 机房里空气的循环次数会达到30 次左右，即每两分钟对机房的空气处理一遍。民用空调的风量则会很小。这是因为机房的高热量需要大风量循环，类似民用空调的小风量，设备的高热量是不可能通过快速循环的风速带走的。民用空调的风速和噪音设计则是考虑了人的舒适度。第三个区别是专用空调的出风温度比民用空调要高。专用空调的除风温度要避免凝露。另外，民用空调没有加湿功能只能除湿，但是专用空调可以根据机房的具体需要给予适当的加湿。第四点，机房专用空调的连续运行能力更强，使用寿命也更长。比如艾默生的机房专用空调能够提供24 小时，365 天，连续10 年以上不间断，连续运行。而对于民用空调来讲，如果保持2

10、4 小时，365天运行，那么这台民用空调的寿命不会超过三年。第五点就是高精度的区别。因为技术上的控制手段不同，专用空调可以达到10 度正负1%的高精度，以及更高的洁净度等。在北方地区则可以适合各种低温运行。在零下30 多度，仍旧可以通过一些选件正常的为机房制冷控温。机房的特点冬天、夏天没有本质的区别，冬天机房同样需要制冷。而民用空调在零下30 摄氏度的环境下基本没有办法实现正常工作。行业发展为机房专用空调带来契机未来，机房专用空调的发展，会有多大的市场空间呢，行业或者更多新鲜事务的出现，是否也会给机房专用空调的发展，带来更多的契机呢？对此，王铁旺也谈了他的观点。他认为，在未来，随着企业或者行业

11、用户对于机房的依赖越来越大，在新的制冷模式还没有更大范围的普及的情况下，对于机房专用空调的需求，势必还会有很大的增幅。在此，专家也举了电信行业的例子，他说，比如通讯3G 时代的到来，必然会给包括机房专用空调在内的其他产品带来更多的市场机会。未来的3G 时代需要有更多的相应基站，以提供更多的内容服务。相对于民用空调，机房专用空调将大展拳脚。这是因为，基站如果用民用空调会出现一系列问题，最重要的一点就是稳定性无法保障，一旦断线就会造成无法弥补的损失。专用空调无论在技术还是性能上，都可以提供全面的呵护和保障。而2 匹的机房专用空调对于小型的基站（20 平米以下）将是最为适宜的配备。对此，王铁旺也说，

12、2 匹的机房专用空调针对3G 是一个卖点，可以保障用户终端有一个连续、稳定的应用环境。所以，就此来看，随着企业或者行业规模的发展，拒绝“以人为本”，坚持“机本主义”的机房专用空调必将凭借显著技术优势赢得更大的市场。 电子计算机(包括程控机)是由许多电子及机电设备组成的。这些设备中，使用了大量的集成电路和电子元件，对使用环境条件有各自的特定要求，否则会影响使用寿命和可靠性。同时，也应兼顾人体的舒适要求。所以机房空调的目的是保证一定要求的温度、湿度、洁净度等环境条件。它包括机房环境空调和机器空调两部分。机房环境空调和机器空调可以合二为一，也可以各自独立。在实际工程上，应根据具体条件而定。1计算机房

13、的环境设计条件 (1)温、湿度的影响 计算机系统的主机在运行过程中需要大量散热，这是因为计算机内不少器件是大规模或超大规模集成电路，这些集成度相当高，的电路器件，在运行时局部发热量很大，如果不能及时排除、将导致机柜或机房内温度迅速提高。过高的温度将使电子元器件性能劣化，降低使用寿命；磁盘机，磁带机等由于受热膨胀的影响，往往会出现故障；会加速绝缘材料老化、变形、脱裂，从而降低绝缘性能；促使热塑性绝缘材料和润滑油脂软化而引起故障。 过低的温度将使电容、电感、电阻器的参数改变，直接影响到计算机的稳定工作。如果室内空气温度变化较激烈，会使元件系统产生内应力，会引起电气参数的变化，且会加快这些元器件的机

14、械损伤。 机房内过高的空气湿度，将影响电路系统的电学性能，使外围设备如磁盘、磁带等出现读写错误，造成打印机卡低等故障。湿度高会使金属材料易于氧化腐蚀，促进非金属材料的元件或绝缘材料的绝缘强度减弱和材料的老化变形。 过低的空气湿度会使纸带、磁带等记录介质卷曲变形，从而造成计算机读写错误，甚至丢失数据，还会使磁盘、磁带等缩短使用寿命。湿度过低容易产生静电，静电容易吸收灰尘，如被粘在磁盘、磁带的读、写头上，轻则会出现数据误差，重则损坏磁头。 (2)机房内尘埃的影响 机房内空气洁净度不良，将导致一些记录设备如磁盘机、磁带机等的磁头、磁盘、磁带的损坏，影响计算机允许的精度，以及造成短路或元器件接触不良等

15、问题。 (3)噪声的影响 机房内环境噪声过大，将使机房工作人员注意力不能集中、头晕发胀、产生厌烦心理和容易疲倦，影响身心健康和降低工作效率。 (4)主机房环境设计条件 1)机房温湿度。机房空调温度以保证计算机中各类元器件工作环境和冷却介质热容量要求而确定。 机房空调湿度，除了考虑操作人员的舒适感好，主要应符合各类设备性能和可靠性对湿度的要求。 我国在1993年编制的电子计算机房设计规范(GB 501741993)中，按等级规定了电子计算机房空调设计参数，见以下表 2)电子计算机房空气洁净度。在电子计算机房设计规范GB 501741993中规定，主机房内在静态条件下，空气含尘量为每升空气中大于或

16、等于05um的尘埃粒子少于18000粒。 (5)计算机辅助房间环境设计条件(表6、表7) (6)程控交换机房环境设计条件(表8)2计算机房空调特点 计算机房空调不同于舒适性空调和常规恒温恒湿空调，主要有以下特点： 1)热负荷强度高，设备散热量大，散湿量小。电子计算机在运行过程中，机柜的散热量大且集中。热负荷强度在中小型计算机房一般250400Wm2左右；大型计算机房的热负荷强度会超过400Wm2；程控交换机房的热负荷强度约在165222Wm2左右。机房的散湿量较小，主要来自工作人员和渗入的室外空气。总散湿量约在816gm2。 2)显热比高。机房得热量中，主要来自设备运行所产生的热量，显热约占总

17、热量的95左右，故显热比(SHR)通常高达085095，甚至更高(舒适性空调系统的显热比约在0607之间)，空气处理过程接近于等湿冷却的干式降温过程。 3)空调送风的焓差小、风量大。由于显热量大，热湿比近似无穷大，送风相对湿度较小，故送风焓差小，风量大。 机房空调的换气次数，电子计算机房约2040次儿；程控交换机房约3060次h。 4)湿度要求稳定。计算机房不仅要求温度的波动幅度不得超过规定的范围，而且对温度变化的梯度有明确的要求，一般小于500Ch，这是以计算机内电子器 件的物理特性决定的，否则将直接影响到计算机的正常运行。 5)气流组织特殊。大中型电子计算机和程控交换机散热量大而集中，故不

18、仅要对机房进行空调，还需对机柜进行送风冷却。要求冷风从机柜的底部进人，吸热后的空气从顶部排出。通常冷空气通过架空的活动地板上的风口进人计算机机柜或程控机机架，使自下而上的冷空气迅速有效地冷却设备。 6)空气洁净度高。计算机房应保持一种洁净的空调环境，以有利于计算机系统的安全运行和延长设备 的使用寿命。 7)全年供冷运行。由于计算机房的热负荷强度高，当围护结构传递的冷量明显低于机房内的发热量时，机房在冬季仍然需要空调系统进行供冷运行，这一现象在大型计算机系统比较多见。 8)可靠性高。许多计算机系统，尤其是大型计算机系统和程控交换机，每天连续运行24h，每年连续运行365d，因此要求计算机系统具有

19、很高的可靠性，而且也要求其他辅助设备如空调系统等的可靠性具有相应的水平。3计算机房的空调负荷 计算机房的空调负荷来源：围护结构传热负荷和太阳辐射热负荷；计算机房内主机和外部设备或程控交换机设备的散热量；照明，人体和新风负荷。其中机房内设备散热量是主要的。 设备散热量通常由生产厂家提供安装功率进行计算或直接提供有关设备的各种散热量；当有些设备资料不全时，也可以根据该设备实际工作时的指示电流、电压进行计算。 (1)由设备安装功率计算散热量 1)电子计算机房 Q1000Pn1n2n3n41000PK (1)式中 P设备安装功率(kW)； n1安装系数，是设备最大实耗功率与安装功率之比，n1：0.70

20、.9； n2同时使用系数，是室内同时使用的设备 安装功率与总安装功率之比，n20.40.8。 n3负荷系数，平均实耗功率与设计最大实 耗功率之比，n301505； n4蓄热系数； K系数，Kn1n2n3n4。 通常系数K可取值如下：电子计算机主机：国内设备K0405，国外设备K060。8；电子计算机外部设备：国内设备0203，国外设备05； 2)程控交换机房散热量Q(kW) Q1000Pn4 (2)式中 P程控交换机消耗功率(kW)；n4蓄热系数，程控交换机房，n41.0，机电式市话交换机n409，长机室、载波室取095。 (2)根据指示电流电压计算散热量Q(kW) (3)式中 I电网指示电流

21、(A)； V电网指示电压(V)； 功率因素，电子计算机的 082085，程控交换机可取 =l K系数，电子计算机见上述；程控交换机可取K1。 (3)计算机房空调耗冷量的概算指标 在规划计算机房空调方案时，一般可以利用概算指标对机房空调耗冷量进行估算。机房空调耗冷量指标可在下列范围内取用：机房在单层建筑物内时，空调耗冷量为290350Wm2；机房在多层建筑物内时，空调耗冷量为175290Wm2。 具体数值可根据机房的建筑布置(单层或多层)，以及机房内计算机设备数量的多少采用上限或下限。4计算机房专用空调机 (1)计算机房专用空调机特点 计算机房专用空调机是专门为电子计算机房空调和程控自动交换机房

22、空调设计的。这种空调机的特点是： 1)空调空气处理的焓差小，风量大。与相同制冷量的空调机相比，计算机专用空调机的循环风量约大一倍，相应的处理焓差只有一半，国产水冷式机房专用空调机的处理焓差为8597kJkg；冷风比为2832W(m3h)。下表列出一些机房专用水冷式空调机组主要性能指标。 国产风冷式机房专用空调机处理空气的焓差为89kJkg。冷风比在2530W(m3h)之间。下表列出一些风冷式机房专用空调机组主要性能指标。 2)机房的得热量中，显热量比例大，可达95左右，空调机组空气处理过程较接近于干式冷却过程。 3)大型的机房空调机，一般为空调机下送风、顶部回风方式。小型号的空调机也有下回风、

23、顶上或顶侧送风； 4)过滤器过滤效率高。 计算机房专用空调机标准配置的空气过滤器，为中效过滤器。在空调机结构上预留亚高效或高效过滤器的安装位置或预留了安装附件。一般情况下，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高中效过滤器；C级洁净要求也应使用中效过滤器； 5)可靠性较高。机房空调系统要求工作可靠，专用空调机在机械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，控制器自动对机组的运行状态进行诊断，及时对已经出现或将要出现的故障发出警报，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。 6)控制严密。国外制

24、造厂家对专用机组的控制系统，都采用了装备微型电子计算机的控制器。控制器的功能相当完善，不仅能够对室内、外的环境进行监视，自动调节室内的温湿度，而且具有自诊断功能，对机房中漏水、出现烟雾及发生火灾等情况进行监视和报警，同时，控制器还具有通讯功能以便进行联机和实现多 机协调运行，以及远程监控等。 7)全年供冷。在冬季进行供冷运行，需要解决好稳定冷凝压力及其它一些相应的问题。多数的专用空调机，可以在室外气温降至一15 0C时仍然能够完全运行。 (2)机房专用空调机的基本类型 1)双回路柜式机组。这是典型的大型机房专用空调机，各生产厂家对这种专用机组的结构布局大致相同。标准机组制冷系统采用双回路设置。

25、两个回路可以独立运行，互不干扰，即使其中一个回路发生故障不能正常运行，另一个回路可以照常运行，可以承担机组额定制冷量的一半负荷。由于空调系统在设计时已经考虑了一定的余量，所以，不会对设备正常运行产生影响，从而提高了空调系统的可靠性。机组的蒸发器盘管采用人字形结构，可减小蒸发器所占的空间高度，以及适应机房专用空调机大风量、小焓差的高显热比的负荷特点。直接蒸发盘管的两个制冷回路的制冷剂管路在蒸发器中交叉布置，这样既可使回路之间互不干扰，又使在机组处于部分负荷运行状态时，每个回路都可以尽量利用蒸发器的换热面积，从而有利于提高机组运行的热效率和部分负荷时的制冷量。 机组的冷凝方式有空气、水、乙二醇溶液

26、作为冷却介质。标准机组还有风机盘管型，利用对接的冷冻水系统运行，本身设有制冷系统，冷量由其他冷水机组提供。 国外有些产品(例如美国LIEBERT公司)在风冷式机组上加置一个余热回收系统，可利用机组冷凝过程中释放的热量，提供热水给一些需要低温热源的场合使用，例如，在冬季运行时，机组可向需要采暖的房间供热。 2)单回路柜式机组 单回路柜式机组适用于大、中型机房系统，其特点 是结构紧凑、占地面积小，可以靠墙角安装。机组额定制冷量在5.516kW。冷凝方式有整体空冷式、分体 室内空冷式、分体室外空冷式、整体水冷式、分体水或乙二醇溶液冷却式、整体自然冷却式，利用冷凝水供冷的风机盘管式等。 3)模块式机组

27、。此机组采用单元组合方法构成整机。系列的整机可以由110个模块并联组成，可适用于大规模的空调系统。因为模块数量可以任意增加或减少，所以用户可以根据机房内制冷量的增加或减小来改变空调系统的总容量。当用户机房设备需要扩容或升级变化时，可以很方便地在现场对空调机组制冷能力进行重新调整。 因为模块的体积和重量均比整机小得多，所以运输和安装就位比较容易。 4)顶置式机组。它安装在天花板上，不占用地面空间，尤其适用于空间较小的办公室使用。机组有整体式和分体式结构，冷凝方式在空冷、水冷或乙二醇溶液冷却和直接使用冷冻水的风机盘管式。其中空冷式有三种冷却方式：无风道整体空冷式是利用天花板和楼 板之间的空间作为冷

28、凝用空气的通道；外接风道整体冷凝式是利用专用风道输送冷凝用空气；分体式是把压缩机和冷凝器组成的室外机组安装在室外。 (3)控制系统。它的性能标注着空调系统的技术经济性能。不少机房专用空调机生产厂家专门开发一系列的控制器作为空调系统的组成部分，普遍采用微机控制器，也有把模糊控制技术应用于机房专用空调系统中。 机组控制器可以独立控制机组运行，也可以和网络控制器联接，机组的运行可以利用网络控制器进行集中控制。 1)机组控制器可以显示机房内温度、湿度、气流速度和洁净度，还可以显示各主要部件的运行时间和报警记录，并自动地按照预先设置的程序控制机组的起动和停机。 控制器还有自诊断功能，可以自动或手动地对机

29、组以及控制器本身各部分的状态进行诊断，对出现异常现象的部件或出现故障的类型和发生的部位作出判断。 2)一些大型计算机系统用户的机房规模比较大，或者机房布置较分散，可以利用网络管理系统把多台 设备的控制器与网络控制器联接、实现集中管理分散运行，从而减少操作人员的工作量，有利于及时发现和处理故障，提高空调系统运行安全性和可靠性。 网络控制器也可与建筑设备管理系统(BMS)联接。 3)PC网络控制系统。此系统采用配备机组控制器接口的微型计算机(PC机)，取代网络控制器。系统中的PC控制机的功能，与网络控制器基本相同，PC机采用25行80字符的大屏幕显示器，除了显示数据外，还可以显示曲线图形。PC机可

30、以数据储存和打印。 PC网络控制系统一般用于规模较大的空调系统。 4)机房空调机。要求机房空调机满足工艺要求，对空气进行加热、冷却、加湿、过滤，消声等处理。空调机有立式(柜式)、卧式和机房专用空调机。冷却方式可以有风冷和水冷等方式。部分机房专用空调机型号和生产厂家见表11。5机房空调的气流组织 机房空调常采用上送下回或下送上回的送回风方式。 (1)上送下回 如图5所示，送风口设在房间顶棚上或房间侧墙上，向室内垂直向下送风或横向迭风方式，称为上送下回气流组织型式。此种方式在舒适性空调中应用极为普遍，但在计算机房特别是大中型计算机房用得不多。这是因为计算机或程控交换机柜，由于要带走机柜内热量，通常采用机柜下进风，机柜上出风的方式。如果风口布置不当，顶棚风口下送的冷空气与机柜顶上排出的热空气，在房间上部混合，从而导致进入机柜的空气温度较高