《通信设备的供电与安全技术》课件-机房专用空调

通信电源系统概述第七章

机房空调本章内容重难点本章内容：1、机房专用精密空调2、机房专用空调选型与安装3、空调制冷量计算本章重难点：空调制冷量计算7.1空调基础7.1.1基本概念1什么是空调空调就是空气调节的简称。2什么是制冷从低于环境温度的空间或物体中吸收热量，并将其转移给环境介质的过程称为制冷。3衡量空气的指标

温度、湿度、速度和洁净度。4空调作用

就是调节温度、湿度、速度和洁净度这四个指标，人为地创造一个舒适的生活和工作环境。7.1空调基础7.1.1基本概念1什么是空调空调就是空气调节的简称。2什么是制冷从低于环境温度的空间或物体中吸收热量，并将其转移给环境介质的过程称为制冷。3衡量空气的指标

温度、湿度、速度和洁净度。4空调作用

就是调节温度、湿度、速度和洁净度这四个指标，人为地创造一个舒适的生活和工作环境。7.1.2空调分类1按用途分舒适型空调为人们提供舒适的生活，工作环境。专业空调为满足生产、医疗、科研和通信等专业工艺要求。2按系统分局部空调、中央空调3按空调送风方式分下送风和上送风1下送风：下送风形式的气流从空调机的底部送出，在机房地板下流动，比较容易分布到房间的各个角落。通过活动地板开口进入机房内冷却设备，并从空调机的上部回风。这种送风方式是绝大部分机房所采用的气流组织方式。

2上送风

上送风形式分为上送风、正面回风、上送风、背部回风和上送风、底部回风三种方式。7.1.3制冷原理

就是在一个封闭的系统中，制冷剂经历了液体——气体——液体的两相相变，完成一个制冷循环。7.2机房专用精密空调7.2.1机房专用空调定义1概念

一种向机房等提供诸如空气循环（大风量）、空气净化、冷却（全年提供）、再加热及湿度控制的单元式空调机。2机房专用空调的三项基本职能：恒温、恒湿、洁净。

3机房室内环境要求（GB50174-2008）《电子信息系统机房设计规范》

开机时主机房的温湿度应执行A级，基本工作间可根据设备要求按A、B两级执行。其它辅助房间应按工艺要求确定。同时还要求：主机房内的空气含尘浓度，在静态条件下测试，大于等于0.5微米的尘埃不大于18000粒/升主机房内要维持正压，与室外压差大于9.8帕（防止室外空气渗入）新风量40m3/人.小时（只考虑维护人员基本需求）4空调分类与职能7.2.2机房专用空调构成及类型1机房专用空调构成

机房专用空调由制冷循环系统与空气循环系统两部分构成。空气循环系统将制冷系统的冷量科学的均匀的送入机房，并保证机房的湿度、洁净度、空气流动速度。2机房专用空调类型1）按机房送风方式分：（1）落地式送回风方式——风帽（2）

落地式送回风方式——风管（3）

地板下送风方式—前回风（4）

地板下送风方式—上回风2）按机房外机冷却方式分：风冷型机房专用空调水或乙二醇制冷系统型机房专用空调冷冻水型机房专用空调风冷/水冷系统型机房专用空调风冷/冷冻水系统型机房专用空调空调室内外机组距离较近的场合效率较高，目前使用最多

空调室内外机组距离较远的场合，须提供额外冷却塔、热交换器、水泵、水管等配套设施，运行节能，但故障点多，需要专人维护管理。空调室内外机组距离较远的场合，须提供额外中央冷水机、冷却塔、热交换器、水泵、水管等配套设施，经济性仅体现在大型机房运行节能，但初投资高、故障点多，需要专人维护管理。结合了风冷及水冷型机房专用空调特点，系统复杂、投资较高、运行节能。结合风冷及冷冻水型机房专用空调特点，系统复杂、投资较高，启用初期，以风冷型模式运行，超出一台冷冻机组制冷量时，启用冷冻水模式（风冷形式作备份），达到空调系统全程运行节能。7.2.3机房专用精密空调特点1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。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。什么是焓差？焓hán热力学名词。指单位质量的物质所含的全部热能。焓差是指不同空间位置的热能差，一般空调器的制冷量是采用焓差法来测定的。空调与焓差有什么关系？焓差法是一种测定空调机制冷、制热能力的方法。它通过抽风系统采集室内机进风与出风的焓值，利用两者的焓值之差，计算出空调的制冷量和制热量。2机房的热负荷变化幅度较大

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。3送回风方式多样

机房专用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。4过滤

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中效过滤器，即使是Ｃ级洁净要求也应该使用中效过滤器。然而，舒适性空调机以及常规的恒温恒湿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。

5可靠性较高

针对机房空调系统高可靠性的要求，机房专用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，机房专用空调的控制系统功能比舒适性空调完善得多。6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。7设计点对应运行点如果把舒适性空调机用作机房空调系统，由于机房要求其运行点为：冬季：20±2℃，夏季：23±2℃，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。综上所述，根据机房负荷特性及特点，就需要设计出一种将这些要求综合于一体的空调机，实现以处理干冷却工况为主的空气处理过程。8使用寿命

一般机房专用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，比机房专用空调相差3倍。机房专用空调机与舒适性空调机的区别序号比较内容一般空调专用空调1冷风比（kcal/m3）52.2～32显热比（显冷量/总冷量%）0.65～0.70.85～1.03焓差（kcal/kg）3～52～2.54控制精度3℃±1℃，±3%RH5温度控制通常没有有加湿和去湿功能6空气过滤一般性过滤要求过滤0.2～0.5的粒子，10～30万级7蒸发温度较低﹥5℃～11℃8蒸发器排数4、6、82～4排9迎风面积较小1.3～2.710迎面风速（m/s）较大≤2.711备用单制冷回路双制冷回路或能够双机热备12运行时间（h）8～102413全年运行可靠性

不设计冬季运行全天候运行14控制一般控制微机控制15监控－能进行本机或远程监视温湿度、

空气处理状态和各种报警等7.2.4机房专用空调核心性能指标1总冷量

在规定的实验条件下，机房专用空调从机房除去的显热和潜热之和。2显冷量在规定的实验条件下，机房专用空调从机房除去的显热部分的热量。3潜冷量在规定的实验条件下，机房专用空调从机房除去的潜热部分的热量。4显热比

显冷量与总冷量之比。比值越大，消除机房热量能力越强。5能效比（EER）

总制冷量与制冷消耗功率之比。6全年能效比(AEER)机房专用空调进行全年制冷时从室内除去的热量总和与消耗的电量总和之比。7.2.5温湿度定义

1常用的温度有摄氏温度（°C）和华氏温度（°F）两者的转换关系为（华氏度－32）×5÷9=摄氏度。送风温度：机房专用空调送入机房冷风的温度。回风温度:机房中吸入机房专用空调的热风温度。2机房最适宜的湿度为40%—55%；湿度过低，易产生静电；湿度过高，易产生冷凝水，造成用电设备短路。3露点温度

在一定大气压力及水蒸气含量的条件下，给空气降温，当空气达到饱和继续冷却就会结露是的温度就是露点温度。

在空调系统中，蒸发器的表面温度低于入口空气的露点温度，空气中的水蒸气就会凝结出来，以此亦达到除湿的目的。

一般机房（24°C，5