空调工作原理及基础维护

空调工作原理及基础维护目录制冷基础机房空调特点气流组织制冷解决方案能效管理新型空调末端空调运行维护基础知识（温度）温度---表示物质的冷热程度摄氏温度（0C）：水在1个大气压下凝固点温度定为00C，沸腾点定为1000C，中间100等分，每等分为10C。华氏温度（0F）：水在1个大气压下凝固点温度定为320F，沸腾点定为2120F，中间180等分，每等分为10F。绝对温度/标（K）：水的三相点（0.010C）定为273.16K，每个等分与摄氏度一样大小。摄氏温度、华氏温度均是人为规定的温标，满足了当时生产与科学的需求。都能表示成负数即零下X度。绝对温度是客观反映物质性质的温标--物质分子运动快慢。人们只能尽可能的接近绝对零度，但永远达不到零度，更不会降到绝对零度以下。摄氏温标华氏温标绝对温标

0C

0FK0C

=5/9(0F-32)

0F=9/50C+32K=0C

+273基础知识（湿度、流速、流量、空气密度）湿度

·空气的含湿量：d（g/kg干空气）

·空气的相对湿度：Ф（反映空气中水蒸汽的含量距离饱和状态的远近）

Φ=

×100%PsPbd=622×

=622×g/kg干空气PsB－PsΦPbB－Φ

PbPs:水蒸汽分压力（hPa）

Pb：饱和水蒸汽分压力（hPa）（查空调设计手）其中，Pb与温度有关，与大气压力无关，t↓则Pb↓

而d与温度和大气压力均有关测量t和Ф、查表得Pb和B可计算出dB:大气压力（hPa）流速：V（m/s）流量：L（m3/h）空气密度(㎏/m3)：随大气压力成正比例增减；随温度升高而降低；随相对湿度升高而升高（但影响较小）

(㎏/m3)=1.2B1Bρ___!高海拔地区应用：海拔升高，大气压力降低，空气密度减小。两器风机体积流量不变，但质量流量减小，空气进出口焓差不变的情况下，制冷量和换热量都会降低。B---标准大气压B=760mmHg(1013.25hPa)B1---计算条件下的大气压力（查空调设计手册）1.2---标准状态（B=760mmHgt=20℃

φ=50%）下的空气密度(㎏/m3)基础知识（热量、显热、潜热、显热比）热量热量是能量的一种形式，是表示物体吸热或放热多少的物理量。热量的单位通常用卡（cal）或千卡（也叫大卡（kcal）表示。1kcal即1kg纯水升高或降低1℃所吸收或放出的热量。在国际单位制（SI）中，热量经常用焦耳（J）表示。1J=0.2389cal显热物体在加热或冷却过程中，温度升高或降低所需要吸收或放出的热量，称为显热。显热的表征是温度改变，相态不变。温度的变化可以用测温设备测量出来。潜热物体在加热或冷却过程中，其相态发生变化，但是温度没有变化，称为潜热。潜热的表征是相态改变，温度不变。从右图中可以看出，潜热的热能是很大的。试想，如果机房的湿度很大时，要让水蒸汽冷凝成水是需要很多冷量的。湿度大的房间与湿度适中的房间，使用空调降温除湿达到相同的温湿条件，会消耗很多能量的。这也是为什么机房要良好密封的一个重要原因。显热比（SHF：Sensibleheatfactor）显热量与总热量的比值。在机房内，90%以上的热量均为显热量，需要高显热比机组。基础知识（制冷量）制冷量空调常用制冷量来描述其制冷能力。我们常用多少P来描述空调的制冷能力的大小。其实，除了P外，还有其他制冷量单位，如表1-1所示。在机房精密空调中，我们经常使用Kw来表示制冷量。Kw也是电功率的单位，在量纲上是等值的。我们常用的1P空调的制冷量大约与2.5Kw冷量相当。如，电信基站里面使用的7.5Kw精密空调相当于3P的家用空调的制冷量。能效比EER（energyefficiencyratio）空调使用的电能与产生的制冷量是有区别的。能效比是产生的冷量与消耗的电功率的比值。例如，一台制冷量7000w的空调，在制冷时消耗的电功率实际为2400w，那么它的EER为7000/2400=2.92。能效比是一个相对值，它随空调运行的具体条件而变化。一般地说，环境温度越高，空调的能效比就越低。以电冰箱能效标识为例，电冰箱的能效为1、2、3、4、5级，共五个等级。等级1表示产品达到国际先进水平，最节电，即耗能最低；等级2表示比较节电；等级3表示产品的能源效率为我国市场的平均水平；等级4表示产品能源效率低于市场平均水平；等级5表示未来要淘汰的高耗能产品。能效标识为背部有粘性的，顶部标有“中国能效标识”（CHINAENERGYLABEL）字样的彩色标签，一般粘贴在产品的正面面板上。如图1-4所示。但是目前为止，对于机房精密空调的能效，还没有强制性的标准和标示。压力：P(Pa)动压：气流方向上产生的压力，与速度的平方成正比

静压：空气对一个空间周边的围挡物产生的压力。

静压有正、负值之分。若在一个空间的任何方位有孔洞，则静压转换成动压，空气由此孔洞中流出或进入。在标准状态下：P静

=5PaV≈2.9m/s

P静

=10PaV≈4.1m/sP动=

kg/m2(mmH2O)=

(Pa)ρV22gρV22基础知识（压力、伯努力方程）其中：ρ：空气的密度(㎏/m3)

g：重力加速度(m/s2)伯努力方程P1动

+P1静

=P2动

+P2静

+P1-2

剖面图活动地板下空间的压力例：活动地板下空间的压力V空=9.6m/s，V出=3m/s，P2动=0Pa，P1动=51.9Pa，P2静=5.4Pa假设P1-2=20Pa，根据伯努力方程，P1静=-26.5PaP1动：Ⅰ断面动压P1静：Ⅰ断面静压P2动：Ⅱ断面动压P2静：Ⅱ断面静压P1-2：空气由Ⅰ断面流动至Ⅱ断面的阻力损失☆会出现Ⅰ截面出有风从室内倒吸的现象！基础知识（压力、压强单位换算）大气压公斤巴磅帕斯卡毫米汞柱atmKg/cm2barPSIPammHg11.0331.01314.71013257600.9710.9814.22980007360.981.02114.51057500.0680.070.06916894.851.71133.32110N/cm2P/in2N/m2基础知识（焓）焓是气体的一个重要状态参数。焓的物理意义为：在某一状态下气体所具有的总能量，它等于内能和压力势能之和。焓用符号H表示。

H=U+pV

H是焓，U是内能，p是压强，V是体积。物理意义：封闭体系不做其他功，等压过程体系焓的改变量等于该过程吸收的热量。H的绝对值是不可知的。但是焓的增量是有意义的，用公式表示如下：

dH=dU＋d（PV）=dU+PdV+VdP所以焓的增量其实就是能量差。空调中，焓差指经过室内机蒸发器前后的空气焓值的差，有时可以用气体的温差来简单理解。空调作用Airconditioning“使空气达到所要求的状态”或“使空气处于正常状态”。所以，采用一定技术手段创造并保持满足一定要求的空气环境，是空调的首要任务。要求：温度、湿度、洁净度、气流速度；压力、成分、气味、噪声等。技术手段：加热、冷却、加湿、减湿、过滤、通风换气等。舒适性空调：以确保人体舒适、健康和高效工作为目的工艺性空调：以确保产品质量和生产工艺操作过程的特定要求为目的。制冷原理误区一：制冷即是制造冷量，空调是一种生产设备，冷量是空调制造出来的；误区二：空调是消耗电功率来产生冷量的，根据能量守恒原理，空调的冷量应小于其输入电功率的大小。理解误区冷量无法制造:本质是热量的迁移制冷循环就是实现将热量从空调房间移到另外一个能够容纳并稀释此部分热量的空间的过程. 实现此部分循环的同时要消耗一定量的功. 这种热量传递过程是在一个闭式系统内周期性的重复进行.

吸热和放热过程是利用流体在不同的压力对应的不同的饱和温度下相态变化过程对应的吸热和放热特性(流体的焓发生改变,相态改变过程热量传递量相对于仅仅温度改变来说是巨大的).制冷剂的状态变化1、制冷循环吸热或放热利用的正是物质相态转变时需要吸收或放出的巨大的热量，因为水在正常压力下饱和温度较高，不能吸收通常温度下室内的热量，所以不常用。2、而R22在正常压力（70PSIG），其蒸发温度为（4.5℃

），且单位容积制冷能力较强，对于人类理想的舒适温度21-27℃来说，是非常理想的冷源。3、与水的性质类似，对于R22来说，在（70PSIG）压力下，饱和温度为（4.5℃

），故在此压力下蒸发过程制冷剂温度恒定（4.5℃

），蒸发过程首先是饱和液体状态，然后是气液混合状态，液体比例逐渐减小，最终达到了饱和气体状态。在（70PSIG）压力下，如果R22的温度低于（4.5℃

），其一定处于液态，且温度低于饱和点，我们称其为过冷液体。如果R22的温度高于（4.5℃

），其一定处于气态，且温度高于饱和点，我们称其为过热气体。4、为实现制冷剂在温度相对较高的冷凝器一侧的冷凝散热，唯有通过升高制冷剂的压力来提高其饱和温度，使其高于室外环境温度从而实现散热冷凝过程。蒸气实际温度高于它的压力所对应的饱和温度，称过热蒸气。——保证完全转为汽体(如常压下120℃的水蒸汽)液体实际温度低于它的压力所对应的饱和温度，称过冷液体。——保证充分转为液体（如常压下99℃的水）制冷基础原理放热吸热节流降压压缩压缩式制冷系统的基本组成蒸发器经节流降压后的液态制冷剂在蒸发器中吸热汽化，使被冷却物质降温，实现制冷的目的。压缩式制冷系统的基本组成冷凝器在冷凝介质的作用下，使压缩机排出的过热气体冷凝为液态。压缩式制冷系统的基本组成压缩机制冷循环的核心，是制冷剂在系统内循环的动力装置，使蒸发器中的制冷剂保持低压，冷凝器中制冷剂维持高压。压缩式制冷系统的基本组成膨胀阀制冷剂循环流量的调节装置，它对高压液态制冷剂节流降压，使进入蒸发器的制冷剂在要求的低压下吸热蒸发。同时根据被冷却介质的热负荷变化自动调节进入蒸发器的制冷剂的流量。热力膨胀阀(TXV)降低进入蒸发器制冷剂的压力.控制流入蒸发器的制冷剂流量.控制合理的吸气过热度循环过程在由管道将四部分连接成的密闭系统内，制冷剂在这个密闭的系统中不断循环流动，发生相态的变化，与周围环境进行热交换，从而达到制冷的目的。其工作过程是：液态制冷剂在蒸发器中吸收被冷却物质的热量之后，汽化成低压、低温的气体，被压缩机吸入压缩成高压、高温的气体，然后进入冷凝器向冷却物质放热而冷凝为高压、常温的液体，在经节流装置节流以后变为低压、低温的液态制冷剂，再次进入蒸发器吸热汽化，从而起到循环制冷的目的。部件制冷剂状态压力变化温度变化蒸发器液-汽低压低温压缩机汽-汽低压-压低温-高温冷凝器汽-液高压高温-常温膨胀阀液-液/汽高压-低压常温-低温制冷循环通常压力和温度（R22）14-20bar65-90°C14-20bar35-50°C5-6bar6-10°C4,5-5,5bar10-15°C制冷组件压缩原理--往复式压缩机往复式压缩机(开始压缩)Pc=冷凝压力Pe=蒸发压力VPPcPeA.B压强体积压缩完成PPcPePc=冷凝压力Pe=蒸发压力A.B.V压强体积排气过程VPc=冷凝压力Pe=蒸发压力PPcPeA.B.C.C-C1:阀门压降压强体积膨胀过程A.B.VPPcPePc=冷凝压力Pe=蒸发压力.C1D1.D-D1=阀片压降压强体积吸气过程A.B.VPPcPePc=冷凝压力Pe=蒸发压力C.D1C1.D.D-D1=阀片压降h压缩效率随着压缩比的减小而增大压强体积涡旋式压缩机蒸发器A型蒸发器经节流后的液态制冷剂在蒸发器中吸热汽化，使被冷却物质降温，实现制冷的目的。由热交换盘管,框架结构,风机等构成V型蒸发器盘管

V型结构排列的盘管产生相同的气流分布减少气流扰动使机组的噪声降低降低风机马达功率，提高机组效率更佳的制冷效果节流装置节流装置是制冷循环中的降压装置,它能够提供可变的可修阻力,正对经过冷凝器冷凝后的高压的液体在进入蒸发器之前进行降压. 对高压液体制冷剂进行节流降压,保证冷凝器与蒸发器之间的压力差,以便使蒸发器中的液态制冷剂在要求的低压对应的饱和温度下蒸发吸热,从而达到制冷降温的目的,同时使冷凝器中气态制冷剂在给定的高压对应的饱和温度下放热冷凝. 它实现根据热负荷以最佳的方式给蒸发器供液(毛细管除外).毛细管制冷循环的流量控制和节流降压元件,直径约为0.7>2.5mm,长度约为0.6>6m细而长的紫铜管(降压原理为突然变径),

产生必需的压降从而使制冷剂能够在蒸发器中吸收热量.不可调节装置(不能适应制冷负荷的变化),设计过程必须进行仔细的选型从而避免运行过程中蒸发器过量供液或供液不足.一般用于小容量系统(家用空调),有制冷剂充注量的限制,

系统中不能采用储液罐.属于静态组件,可靠性较高.压缩机停机后,能够快速的平衡高低压,所以即使采用低堵转转矩(启动转矩)的马达,也能够保证压缩机停机后很快再次启动.以最佳的方式给蒸发器供液,保证蒸发器出口制冷剂蒸汽的过热度稳定.感温包必须与压缩机的吸气管良好的接触从而准确的感应压缩机的吸气温度,通常充注着与制冷系统内部相同的制冷剂,从而实现通过感温包反馈回来的压力即是压缩机吸气温度对应的该种类型制冷剂的饱和压力.通过膨胀阀确保了在运行环境发生变化时(比如热负荷变化),实现蒸发器最优及最佳的供液方式.

最佳液位热力膨胀阀膨胀阀在调节过程中，为了防止有液态制冷剂进入压缩机造成“液击”损坏，膨胀阀调节流量时总是保证制冷剂在蒸发器中有一定的“过热”余量（过热度）。外平衡式热力膨胀阀从冷凝器流入被压缩机吸入6,4bar/13°C4,8bar/4,5°C(饱和状态)13°C感温包测量的管壁温度5,4barP1=4,8barP3=6,4barP2=1,6bar15barP1+P2=P3(动态平衡)冷凝器常用膨胀阀风冷冷凝器室内机组与室外风冷冷凝器之间通过铜管连接组成密闭的系统冷凝器由热交换盘管,风机,框架结构构成.通过附件的组件,能够实现维持冷凝压力一年四季基本稳定(压力开关或电子调速装置连续调速).冷凝器的型号(即容量)应该根据安装地点所能够达到室外最高环境温度来确定.冷凝器的冷凝压力控制附件应该根据根据安装地点所能够达到室外最低环境温度来选择.风冷冷凝器是目前应用最为广泛的冷凝方式过热气体过冷液体储液罐自动调整系统内循环的制冷剂容量 位于冷凝器与蒸发器之间的制冷剂液体存储装置,自动适应负载的变化,调节冷凝压力使冷凝器工作于最佳工况. 在进行系统维护的过程中,可以容纳绝大部分制冷剂,避免向大气环境排放制冷剂. 降低了调试过程对制冷剂充注量的精度要求从冷凝器流入流向节流阀视液镜制冷剂SGI纸芯（mg/kg）

绿色无色黄色R22<606～125>125显示系统内部膨胀阀前制冷剂的状态；显示系统内部不利物质水蒸汽的浓度高低。 干燥过滤器吸收制冷系统中可能存在的水蒸气(内部充注有硅胶),水分存在的原因有两方面,一是干燥不严格,二是使用不合格的制冷剂.会产生冰堵以及与制冷剂反应产生盐酸等危害.

过滤掉制冷系统内部可能存在的金属杂质 当硅胶与分子筛组合使用时,可实现干燥与抗酸性能的双重功效.分子筛的吸附能力比硅胶更强. 一般两种类型:抛弃型,滤芯再充注型.陶瓷芯芯肋金属外壳分子筛止动弹簧螺纹接口(SAE)电磁阀是制冷系统中一种重要的自动控制制冷剂充注的部件。它通常与压缩机同时接启动开关，以配合压缩机的开停而自动接通或切断制冷剂的充注。电磁阀分为直接控制型和间接控制型 电磁阀的打开或关闭是通过电磁铁芯的上下移动来实现的.而电磁铁芯的上下移动取决于电磁线圈的电压是否存在.电磁阀、单向阀、针阀单向阀是一种能提供液体单向流动的阀门。

针阀上面有一个顶针，当顶针压下后。管道就和顶针的上部连通了。主要用于测量压力，加注冷媒。压力开关压力开关有两种。一种是低压开关，一种是高压开关。低压开关的工作基理是当管道中的压力低于额定值时，开关内部发生机械动作，带动触点（一般是常闭触点）变化（常闭变成开路）。高压开关的工作基理是当管道中的压力高于额定值时，开关内部发生机械动作，带动触点（一般是常闭触点）变化（常闭变成开路）。变化的压力开关的触点信号送到检测电路后，控制部分就会给出告警。过滤网过滤网是空气灰尘的过滤装置。分为高效、亚高效、中效等多个等级。有的过滤网是一次性的消耗材料，有的则可以清洗后再利用，但是不建议长期清洗使用。加湿器常用的加湿器有两种。一种采用电加湿罐，一种采用石英产生远红外线进行加湿。加湿罐在加湿罐中，水接触电极，分为三相和单相两种，分别用在大功率和小功率的场合。在刚开始加湿时，由于水的导电性差，加湿的速度慢，当水温升高，加湿的速度会逐步增加。当水变成蒸汽，水减少后，加湿罐会自动进水，稀释矿物质的浓度，加湿速度有会下降。由于水质的原因，加湿罐的加湿性能区别很大。如果水质软，加湿量就比较小，需要注入盐来增强水的导电性。如果水质硬，可以产生很大的加湿量，但是同时产生很多水垢，需要定期维护清理。远红外加湿器远红外加湿器一般采用石英灯管，当石英灯管通电后会产生远红外光，远红外光照射在水面，水分子的表面张力就会被破坏，水分子就会以气体的形式溢出水面。这种加湿方式产生蒸气的速度很快，一般6分钟就有大量的水蒸气产生。干燥过滤器制冷系统中不但有杂质污物，而且还会有水分。水分的来源是多方面的，制冷剂、冷冻油中有水分，系统的管道和设备干燥不严格也残留有潮气和水分。氟里昂制冷剂与水不能相互溶解。为了防止冰堵，必须装有干燥过滤器来吸附系统中的水分。干燥过滤器安装在冷凝器的出液管和膨胀阀之间，干燥过滤器中装有干燥剂，一般使用活性氧化铝、硅胶以及吸湿特性较好的分子筛作为干燥剂，具有干燥和过滤两种功能。制冷剂制冷剂又称制冷工质，是制冷循环的工作介质，利用制冷剂的相变来传递热量，即制冷剂在蒸发器中汽化时吸热，在冷凝器中凝结时放热。按照化学成分，制冷剂可以分为无机化合物、氟利昂、共沸混合物和碳氢化合物。无机化合物主要有氨、水、二氧化碳等。其中氨和水仍然是当前常用的制冷剂。氟利昂制冷剂种类很多，热力性质差别大。可用于不同的制冷系统。氟利昂是饱和碳氢化合物的卤族衍生物的总称。目前用作制冷剂的主要有甲烷和乙烷的衍生物，这些衍生物是用氟、氯和溴的原子代替原来化合物中的一部分或全部氢原子。氟利昂的优点是：无毒，不燃烧，对金属不腐蚀；主要缺点是容易泄漏又不容易被发现。共沸混合物是将两种以上的制冷剂按照一定比例混合，其沸点相同，气、液两相的组成比例不变。共沸混合物是将来制冷剂的发展方向之一。共沸混合物代号R后的第一个数字是5，目前常用的有R502，R500等。碳氢化合物制冷剂有甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、乙烯、丙烯等，主要用于石油化工业。禁用制冷剂CFC：CFC含氯原子多，被列为禁用制冷剂。主要包括R11，R12，R13，R113，R114，R115，R500等。2000年已经停止生产。过渡制冷剂HCFC：HCFC也含有氯原子，但是较CFC少，被称为过渡制冷剂。主要包括R22，R401，R402，R403，R408等。HCFC将来也会停止是用，目前很多国家也已经停止生产。替代制冷剂HFC：HFC不含氯原子。包括R134a，R404a，R407a/b/c等制冷剂使用注意事项所用的容器（钢瓶）必须经过耐压试验，并且进行干燥和真空处理。钢瓶应放在阴凉处，避免阳光和高温。搬运中不能敲击，要轻拿轻放。充注制冷剂应避免火源，不能随意向室内排放，如遇明火，可能产生光气使人中毒。施工时，应使用手套、眼睛等护具，防止冻伤。钢瓶的标签要清楚。室内要保证良好的通风，一旦发生泄漏，应立即排风。制冷剂泄漏检查制冷剂泄漏的检测有多种方法。如：卤素检漏灯检漏、电子检漏仪等。在实际使用中都可以采用。最直观和常用的方法是采用“泡泡”法。载冷剂在制冷中经常需要中间介质来传递热量，如将制冷剂的热量传到其他地方。这种中介物质一般称为载冷剂。常用的载冷剂有水、盐水和有机载冷剂。水冷冷冻水空调载冷剂就是水水冷冷冻水系统原理图压缩机润滑油压缩机润滑油也被称为冷冻油。其主要作用是：用来减少摩擦，降低零件的磨损。带走摩擦的零件产生的热量。形成油膜，阻挡载冷剂泄漏。带走摩擦表面的磨屑。应用油压作为卸载动力。目录制冷基础机房空调特点气流组织制冷解决方案能效管理新型空调末端空调运行维护高热密度低湿负荷全年不间断运行有恒温恒湿控制要求机房空调应用环境特点机房空调应用环境特点－高热密度机房空调应用环境特点－低湿负荷电子设备不散湿机房新风<5%总循环风量机房空调应用特点－全年不间断运行春夏秋冬机房空调应用特点－恒温恒湿GB50174-2008电子计算机房设计规范目录制冷基础机房空调特点气流组织制冷解决方案能效管理新型空调末端空调运行维护上图机柜顶部出现热风再循环，降低散热效果空调气流组织设计为什么设计冷量足够还会产生局部高温？怎样的气流组织设计适合我们的机房？风帽、风管、地板下送风各有什么特点？负荷与风量关系（1）Rack–3kWRack–6kW,单个机柜局部需风量1440立方米/小时(下图所示为单块地板送风量为940立方米/小时的温度分布况)单个机柜负荷为3KW时，机柜局部需要风量需720立方米/小时负荷与风量关系（2）Rack–6kWRack–10kW,单个机柜需送风2160立方米/小时(图示为风量1600立方米/小时的情况)每块活动地板普通情况下送风量小于1440m³/h，最大出

风量通常不大于1700m³/h,风帽送风工程简便，造价低，占用空间少送风覆盖均匀度差，机房易出现局部高温热死点送风覆盖最佳范围在空调正前方8米

范围内，送风效果易受障碍物影响单个机柜负荷不宜大于1.5KW机柜做冷热通道设计时效果有限2台空调之间出现高温热死点风帽配置空调机房局部发现热死点风管送风风管安装占用机房空间较大送风阻力较大，空调风机能耗较高送风气流方向与热流方向相反，影响送风效率不易规划冷热通道，热风引流设计方案复杂负荷大于3KW/机柜时不宜采用地板下送风特点开孔地板冷通道热通道热通道架高地板精密空调精密空调冷通道/热通道布置方法送风阻力小、风口开设灵活、易规划冷热通道负荷处理能力一般小于6KW/机柜地板高与负荷密度关系地板高度设计选择025507510012515012345678kW/RackRoomw/m2地板高度-cm5001000150020002500300035004000每分钟换气次数0.49次每分钟换气次数3.95次300mm高度已不满足大多数场合地板下送风方案1地板下送风案例：热风自由扩散后回流负荷处理能力＜4KW/机柜地板下送风方案2地板下送风案例：热风经吊顶强制引流负荷处理能力达到6～7KW/机柜地板下送风方案3地板下送风案例：封闭冷通道，热风自然扩散回流负荷处理能力＜6KW/机柜机柜顶部1/3吸入热风错误的空调布置方案机柜顶部出现热风再循环，降低散热效果地板下送风应用极限Rack–6kWRack–10kW,单块开孔地板需送风0.6立方米/秒(图示为风量0.45立方米/秒的情况)每块活动地板的最大出风量通常为1000CFM（0.47m³/s）,大多数情况下出风量小于550CFM（0.26m³/s）局部高热方案---地板下送风+XDO方案地板下送风+高热密度专用XD空调制冷单元直接吊装在高热密度机柜顶上最大负荷处理能力达到20KW/机柜XDO吊顶安装高热密度空调应用实例最大负荷处理能力达到20KW/机柜局部高热方案---地板下送风+XDV方案地板下送风+高热密度专用XD空调制冷单元直接放置在高热密度机柜顶上最大负荷处理能力达到20KW/机柜XDV柜顶安装高热密度空调应用实例最大负荷处理能力达到20KW/机柜局部高热方案---地板下送风+CRV方案CRV高热密度专用空调CRV高热密度专用空调安装在高热密度机柜之间，缩短送风距离负荷处理能力达到20KW/机柜目录制冷基础机房空调特点气流组织制冷解决方案能效管理新型空调末端空调运行维护六种制冷系统解决方案风冷方式：主要由室内主机和室外冷凝器组成，效率高，易于冗余配置。适应温度环境宽,维护简单。水冷方式：由室内主机和室外冷却塔以及水泵组成。换热效率高，室外部分占用面积小，室内外机组距离不受限制。乙二醇冷却方式：由室内主机和室外干冷器以及水泵组成，适应温度环境宽，室内外机组距离不受限制，密封系统维护量小。

乙二醇自然冷却型：由室内主机和室外干冷器以及水泵组成，适应温度环境宽，室内外机组距离不受限制，密封系统维护量小。提供自然冷却盘管，节省运行费用。冷冻水方式：由室内主机和楼宇制冷系统组成，运行费用低。双冷源型：由室内主机和楼宇制冷系统组成以及第二冷源的散热系统组成。夏天运行费用低，冬天运行不受楼宇制冷系统限制。机组运行可靠型显著提高，运行成本有效降低。

风冷型机组水冷型机组水作为载冷剂乙二醇型机组乙二醇作为载冷剂有时候载冷液体需要到0℃以下，如果用水载冷会结冰的，加点防冻的液体可以避免结冰，乙二醇可以防冻。乙二醇自然冷却型机组乙二醇作为载冷剂有时候载冷液体需要到0℃以下，如果用水载冷会结冰的，加点防冻的液体可以避免结冰，乙二醇可以防冻。冷冻水型机组双冷源型机组目录制冷基础机房空调特点气流组织制冷解决方案能效管理新型空调末端空调运行维护提高能效的途径空调群控优化建筑围护设计结构自然冷源利用提高设备维护管理水平空调群控多台空调温湿度传感读数共享，由主机计算制冷需求，决定总体输出方向避免竞争运行方便实现轮巡、主备等功能富余制冷能力的机组可选择自动休眠功能，当设定为运行的机组制冷能力足够时，富余

机组自动休眠进入节能状态，当制冷需求上升时可自动苏醒投入运行主机决定整体输出方向，各机组根据自己的实际情况决定输出冷量的大小优化建筑围护设计结构机房墙体、地面等应做保温防潮处理普通机房建筑夏季负荷约150瓦/平方米，如果有保温处理，夏季建筑负荷可减少50瓦/平方米机房门窗应密闭良好新风量应尽量减小，在没有人员进入时可以可靠密封关闭国内适宜利用自然冷源的区域：严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、温和地区。自然冷源利用SDC泵循环新风自然冷源利用（SDC泵循环原理）85压缩机泵蒸发器膨胀阀冷凝器调速控制电磁阀蒸发器夏季冬季泵功耗0.55KW压缩机功耗4-14KW泵膨胀阀压缩机提高设备维护管理水平（1）冷凝器清洁状况直接影响空调压缩机功耗PP2P1P0h1h2h1´h2´冷凝压力由P1上升到P2时，制冷量由h1减少为h2压缩机功耗由h1´增加到h2´提高设备维护管理水平（2）空气滤网清洁状况影响机组风量清洁的空气滤网阻力降约20Pa肮脏的空气滤网若不及时更换阻力可达100Pa空调运行风量损失可达30％输出制冷量下降，整机能效下降目录制冷基础机房空调特点气流组织制冷解决方案能效管理新型空调末端空调运行维护热管、列间空调及冷门新型末端实现机架级、列间级就近制冷，制冷效率高，节能率可达60%左右。减少空调设备间，节省机房空间，装机率可提高10-25%。列间空调：前出风，水平吹向两侧机架，从空调后部回风。热管：在机柜背板或冷通道顶部部署热管，利用工质相变传热直接吸收设备发出的热量。水冷冷门：分散安装机柜背板上，对机柜制冷。机房专用空调

：传统空调方式，通过静压箱自下而上输送冷风。房间级制冷行级制冷机架级制冷冷冻水型机房专用空调（下送风）是目前应用最广泛的空调末端形式。新型空调末端方案新型空调末端（热管背板）热管背板安装在通信机柜后门，与通信机柜紧密结合，通过强迫对流的热管换热器中工质的蒸发、冷凝循环直接冷却通信机柜排风，机柜外部形成冷环境。热管运行时工质回流依靠重力，无须其它动力。适用性：

适合后排风方案的标准IT机柜，不适合其它上排风、侧排风方案的非标机柜。

单机柜功耗宜15KW以内。进风24℃排风24℃制冷剂out制冷剂in1、机房不设环境空调，只采用热管背板，配合设置恒湿机。2、热管背板系统主要由外壳、风机、换热盘管、控制器、水冷冷凝器、热管工质、热管工质管道、电动二通调节阀、水过滤器及群控系统等组件组成。3、借助工质相变直接吸收机架中IT设备发出的热量，全显热、就近制冷。4、机房内不设置冷/热封闭通道，机房为冷环境，随机柜数量配置空调，只针对机柜制冷，适用于逐步启用。5、水冷冷凝器及铜管应就近布置，液管宜沿机柜底部铺设；气管沿机柜上部铺设；6、水不进入机房，安全性高。热管冷媒管走线桥架IT机架DCU形式：空调前部出风，水平吹向两侧机柜，经过机柜前门并对设备制冷后，经机柜后门再回风到空调后部。气体输送距离短，风机功率小。采用封闭冷通道措施，优化气流组织，减少混风损失。通过双管道及冷量备份保证可靠性。水进入列间，通过泄水槽解决漏水问题。

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机柜机柜空调机柜机柜机柜俯视平面图示意图新型空调末端（冷冻水型列间空调）93末端备份：冷冻水管路采用双路供水环形管路系统布置，同时管路上设置必要的阀门，当管路上出现任何一点单点故障时，关闭相邻的阀门，隔离出事故管段，进行在线故障维修。列间空调按N+1配置，平时运行时，通信机房内的列间空调均开启，每台空调风机转速调低，当一台空调发生故障时，其它空调风机转速加大，提高冷量输出，满足机房环境要求。新型空调末端（冷水机柜方案）机柜内部自带制冷盘管/风循环系统负荷处理能力达到35KW/机柜服务器级制冷——液冷服务器根据液体冷媒和发热源的接触方式，目前分为冷板式和浸没式两种。浸没式特点：冷媒与服务器发热部件直接接触，将服务器主板、CPU、内存等元器件完全浸没在冷媒中。优点：散热效果好，完全取消风扇等。缺点：1、对服务器有较大改动,需要密封舱体存储冷媒;2、要求冷媒绝缘性好、无毒无害、无腐蚀性等；3、成本高、不易维护等。

冷板式特点：冷媒与服务器发热部件间接接触,通过液冷板等传热部件将CPU等的热量传递到冷媒中。优点：1、对服务器改动不大,仅将风冷散热片替换为液冷板,2、冷媒有自身通路，对冷媒的要求较低。3、成本低，易维护，技术相对成熟。缺点：1、传热热阻大，制冷效果逊于浸没式。2、风扇不能全部取消。3、液体管路密封性要求高。液冷服务器其他自然冷却方式直接新风空气-空气换热器风冷冷水机组+干冷器水冷冷水机组+板换直接新风：节能性最优，是否满足机房空气质量要求需要长期验证，暂不规模使用。空气质量好、气候温和的地区可研究试点。配合高温耐腐蚀服务器的演进。空气-空气换热器：对建筑形式有一定要求，且后续维护工作量需要进一步验证，建议谨慎使用。风冷冷水机组+干冷器：缺水地区采用，节能效果较水冷相对不显著。水冷冷水机组+板换：目前应用最广泛的自然冷源方案，节能效果较优，耗水量大。集团标准化数据中心推荐方案高温服务器+自然冷却目前，服务器的正常进风口温度（冷通道温度）允许范围为10℃~35℃。业界将超过允许温度更高（比如40或45℃）的服务器称为“高温服务器”ASHRAE规定A1类机房的推荐送风温度为18℃~27℃，有两个考量因素：考虑到送风温度在不同位置有偏差，给服务器正常工作环境留一个合理的裕量27℃可能是数据中心整体功耗的“甜点”机房温度升高后，服务器的功耗会增加。根据ASHRAE的白皮书，从20℃提高到27℃的时候，功耗增加约3%，可以大概按平均升高1℃，功耗增加0.5%计算。如果采用压缩机制冷，根据ASHRAE的研究报告，大约每升高1℃，冷水机组大约能降低3.5%的功耗。在27℃左右服务器的功耗变化有个拐点，超过这个温度，功耗增加速度加快，可能超过冷水机组的节能效果（实际情况与当前PUE有关）27℃“甜点”来自于服务器和冷水机组功耗的变化规律不过，ASHRAE是在常规情况下给出以上结论的，当高温服务器结合自然冷却来使用时，可相应提高送风温度及冷水温度，在特殊条件下，甚至可以做到100%自然冷却，数据中心不再建设压缩机制冷系统。PUE对于基站简单来讲，PUE=总输入功率/开关电源输出功率。理论计算值：PUE=（1+0.97/3）/0.93=1.42注：1、开关电源转换效率为0.93；2、普通基站空调EER为3；3、暂不考虑环境热负荷、油机发电、蓄电池充放电转换效率等因素;4、根据GB50174-2017数据中心设计规范条文说明，第7.2.2款，电子信息设备发热量约97%都转化为热量。PowerUsageEffectiveness的简写，是评价数据中心能源效率的指标，PUE=数据中心总设备能耗/IT设备能耗，PUE是一个比值，越接近1表明能效水平越好.建筑规模：27800m2单机架功耗：3kW主要特点：自然风冷+水喷雾冷却分布式电池供电低能耗服务器LED光源余热回收PUE：1.15FacebookPrineville数据中心建筑规模：46450m2单机架功耗：8.3kW主要特点：蒸发冷却再生水循环利用高进回风温度分布式电池供电定制低耗服务器PUE：1.2GoogleDalles数据中心千岛湖数据中心利用水源热泵空调系统实现制冷，采用千岛湖35米以下恒温（10.82℃）的冷水进行机房制冷“湖水制冷”阿里千岛湖数据中心一期建筑规模：73000m2建设标准：A级单机架功耗：5-7kW主要特点：高压冷水机组高冷冻水温设计充分利用自然冷源余热回收新型空调末端高压油机336V直流电源PUE：1.3呼哈数据中心一期工程目录制冷基础机房空调特点气流组织制冷解决方案能效管理新型空调末端空调运行维护风冷空调安装要求冷凝器挂墙安装方式示意图垂直气流安装示意图水平气流安装示意图风冷空调安装方案：管道单向当量长度推荐不大于60米推荐高差不大于20米推荐高差小于10米机房专用空调机的选择1、注意性价比；2、核实焓差是否在范围内在标准状态下，空调机送回风之间的焓差：空调机总冷量（kw)△h(kJ/kg)=

*3000

空调机风量(m3/h)

舒适性空调机△h=17~22(kJ/kg)统计值机房专用空调机△h=8.5~12.5(kJ/kg)3、考虑冷凝器的安装位置；4、根据所需冷量选空调机的台数及型号，留备份（或部分备份）；5、核实加湿量，并考虑加湿器性能；6、核实加热量；7、考虑搬运问题；8、核实楼板承重。空调维护常用仪器仪表常用仪器仪表功能压力表压力表上一般有Kg、PSI或Bar单位。还有几种常用氟利昂的饱和压力和温度对应刻度。使用比较方便。压力表中红色代表高压，蓝色代表低压。中间黄色管道用于连接氟利昂罐或者真空泵。相序表由于空调中压缩机、风机都有电机，所以供电相序一定要正确。必须对相序进行核对。相序表是常用的相序检测仪器。钳型电流表钳型电流表在空调中主要用来检查各部件运行时的交流电流。在测量前应进行零点校对。真空泵真空泵用来对管路抽真空。一般在抽真空时应抽两个小时以上。水压泵水压泵是用来清洗室外机的压力泵。使用前，应将水箱灌满。使用时注意对水压进行调节。翅片梳翅片梳用于对蒸发器或冷凝器的翅片进行整理。使用时应带上手套，防止手被割伤。点温计点温计用来测量温度。采用红外光进行测量。使用非常方便。风速计风速计用来检查气流的速度。非共沸制冷剂的维修

由于非共沸制冷剂的分馏特性，机组发生泄漏时就会有一个问题，到底是那个组份漏出去了，许多组份按设计质量比例泄漏显然是凭想象。机组发生泄漏时，维修时的一个办法是把制冷剂全部放掉再重新充注已知正确质量比例的新制冷剂，此方法因费用问题并不总是可行。

充注非共沸制冷剂应更注意保证加入的是液体，要求使用只在液体加入的特制罐子。罐中剩余的制冷剂不能再用。常见告警原因告警内容可能原因气流丢失⑴、室内送风部分故障。

⑵、过滤网堵塞。

⑶、供电反相。压缩机1（或2）高压告警⑴、风冷冷凝器灰尘较多。

⑵、检查风冷冷凝器电源是否断开。

⑶、水冷设备冷凝器水流量丢失或冷却水温异常。低湿告警⑴、加湿器供水堵塞、水压过低、停水；加湿水盘下侧的温度保护开关跳脱。

⑵、加湿器结垢较多。高温告警⑴、房间热负荷较大或房门开启频繁。

⑵、其它异常告警导致制冷停止。

⑶、冷冻水设备冷冻水流量丢失或冷冻水温异常地板漏水报警⑴、排水管堵塞，有水从加湿水盘溢出。

⑵、排水管破裂或泄漏。规程机房环境要求通信机房温、湿度要求有冷热通道隔离的机房机房类型冷通道或机柜进风区域温度相对湿度传输、交换机房18℃～27℃30%～70%数据、IDC机房（宜25℃以上）无冷热通道隔离的机房机房类型环境温度相对湿度交换机房23℃～27℃30%～70%数据、IDC机房（宜25℃以上）传输机房23℃～30℃30%～70%（宜25℃以上）汇聚机房10℃～30℃/基站机房10℃～35℃/新型空调末端的机房机房类型通信设备进风口温度宜采用温度相对湿度数据、IDC机房25℃～27℃/注：

①具备洁净度控制条件的机房洁净度应为直径大于0.5μm的灰尘粒子浓度≤17600粒／升。

②采用空调的通信机房其室内在任何情况下均不得出现结露状态。直接放置在通信机房内的局部空调设备应有地湿报警装置，并在加湿进水管侧的地板上设置地漏。

③因受外部条件限制无法采取加除湿措施的基站、节点等机房不受此限制。

④若外租IDC机房的客户对机房温湿度、机房洁净度有特殊要求，可适当调整。

⑤在保障机房环境要求的条件下，应以降低制冷系统能耗为原则设置运行温度。通信电源机房环境要求机房名称温度（℃）相对湿度（%）不间断电源油机室5～40C级（10～90）电力室10～30C级（10～90）电池室15～30（注）C级（10～90）空调室5～40C级（10～90）注：阀控式密封蓄电池对室温要求较高，宜放置在有空调的机房。单独的变配电设备机房温度要求为5～40℃空调容量预警根据机房空调系统采用不同的制冷模式、不同冗余方式，容量预警分以下几种情况定义：（1）机房采用机房专用空调、列间空调等空调末端形式，空调末端用备用采用(N+1)冗余方式运行的，其空调系统负载容量比定义：（2）机房采用背板空调通过双路管道、风机冗余及设备冷量冗余等方式运行的，空调系统无备份设备时，空调制冷设备的制冷能力应留有一定冷量冗余，其空调系统负载容量比定义：预警标准：70%<ε≤80%黄色预警80%<ε≤90%橙色预警ε>90%

红色预警以独立空调区为单位统计热负荷。最大热负荷=设备功耗+机房面积*（90～150）W，此处取值120。机房热负荷包括设备发热量、建筑围护结构热量等。空调系统无备份设备时，采用单台制冷设备制冷冷量冗余模式的，单台空调制冷设备的制冷能力应留有15%～20%的余量，为简化计算，一般老机房均按无备份、余量15%计算。列间空调每个通道系统宜按照N+1冗余模式运行，冷冻水型机房专用空调宜照N+1冗余模式运行；N一般不大于5。传统机房采用空调制冷采用风冷空调末端的，空调末端按照N+1冗余模式运行，N一般不大于5。设备热负荷可取列头柜输入功率，严格来讲，根据GB50174-2017数据中心设计规范条文说明，第7.2.2款，电子信息设备发热量约97%都转化为热量。交流电压也是稳定的，但交流电压的大小和方向随着时间发生周期性变化。交流与直流直流电压是稳定的，这从直流电压随着时间的推移它的大小和方向都未发生改变。1.直流电相对交流电，它不存在周期性的变化，显得更加稳定。2.直流磁路与交流磁路相比更加稳定，重要场合的继电保护一般均采用直流供电的继电器。3.0、1信号容易区分，所有大多数家用电器使用直流电控制。1.交流电的电压变换通过变压器实现，比直流电更加容易。2.交流电产生的电弧比直流电产生的电弧更加容易熄灭。3.交流电驱动的三相异步电动机结构简单、性能稳定且工作可靠，比直流电动机更容易控制。特征特点交直流的波形图电压/时间电流=I，电压=U，电阻=R，功率=PU=IRI=U/RR=U/IP=UII=P/UU=P/IP=U²/R=I²RR=U²/P=P/I²基本公式交直流的波形图电压/时间交流电的有效值是根据它的热效应确定的。交流电流i通过电阻R在一个周期内所产生的热量和直流电流I通过同一电阻R在相同时间内所产生的热量相等,则这个直流电流I的数值叫做交流电流i的有效值,用大写字母表示,如I、

U等。一个周期内直流电通过电阻R所产生的热量为：交流电通过同样的电阻R，在一个周期内所产生热量：根据定义，这两个电流所产生的热量应相等，即将代入上式i=Imsinωt正弦交流电的有效值与最大值的关系：

注：IU

是电流、电压的有效值，Im、Um是电流、电压的最大值交流电的有效值三相交直流的波形图电压/时间三相交流电是由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120°角的交流电路组成的电力系统。目前，我国生产、配送的都是三相交流电。当线路Y接时，线电压=√3相电压，线电压超前30度，线电流等于相电流。当线路三角连接时，线电压等于相电压，线电流=√3相电流，线电流滞后相电流30度。三相交流电U线=√3U相I线=I相Y型U线=相I线=√3

I相△型交流导线的选择交流导线的截面积按发热条件来选择。已知导线需要通过的最大电流（有效值）I，可按2A~4A/mm2来选取多股铜芯绝缘导线的线芯截面积。线芯标称截面积（mm2）系列为：1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240等。机房内的交流导线应采用阻燃型电缆。通信电源用阻燃软电缆有ZA-RV型和ZA-RVV型，前者为铜芯阻燃聚氯乙烯绝缘软电缆，后者是铜芯阻燃聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套软电缆。电压等级和电网电压等级一般划分：1：安全电压（通常36V以下）；2：低压（又分220V和380V）；3：高压（10KV-220KV）；4：超高压330KV-750KV；5：特高压1000KV交流、±800KV直流以上；目前我国常用的电压等级：220V、380V、6.3kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV，1000kV。电力系统一般是由发电厂、输电线路、变电所、配电线路及用电设备构成。通常将35kV以上的电压线路称为送电线路。电边丛生产到分配，通常要通过发电、输电、变电、配电等环节考虑到发电机组绝缘和运行安全等因数，发电机输出端电压不能很高，一般低压发电机输出端压一般为400V，高压发电机输出端压为6～20KVTN-S系统（三相五线制）·N为中性线即工作零线（简称零线，接了地的中性线称为零线），用于流过三相不平衡电流，N线不准重复接地；·PE为为保护零线即保护地线，专门用于保护接地（设备机壳接地）。·布线时N线与PE线必须彼此绝缘、严格分开，不得混用。·变压器中性点直接接地的接地电阻值，在变压器容最不超过100kVA时不宜大于10Ω：当变压器容量超过100KVA时，不宜大于4Ω。TN－S系统即三相五线供电系统，除三相线（U、V、W）和中性线（N）外，还有一条保护接地（PE）线。相线为U相（A相）黄色、V相（B相）绿色、W相（C相）红色；零线（N）为兰色；保护地线（PE）为黄绿双色。TN-S供电系统的特点如下。（1）系统正常运行时，专用保护线上没有电流，只是工作零线上有不平衡电流。PE线对地没有电压，所以电气设备金属外壳接问零保护是接在专用的保护线PE上，安全可靠。（2）工作零线只用作单相负载回路。（3）专用保护线PE不许断线，也不许进入漏电开关。■交流供电应采用三相五线制，零线禁止安装熔断器，在零线上除电力变压器近端接地外，用电设备和机房近端不许接地。通信电源的概念■基本要求：通信电源系统必须保证稳定、可靠和安全地供电。■系统组成方式：集中供电分散供电混合供电一体化供电■定义：通信电源系统是对局（站）内各种通信设备及建筑负荷等提供用电的设备和系统的总称。■基本组成：通信电源系统由交流供电系统、直流供电系统和接地系统组成。通信交、直流供电系统■交流供电系统：通信局（站）的交流供电系统，由主用交流电源（一般为10kV市电）、专用变电站、备用发电机组或移动电站、市电油机转换屏、低压配电屏、交流配电屏、交流不间断电源设备（UPS）以及相关的配电线路组成。■直流供电系统：通信局（站）的直流供电系统，由直流不间断电源设备（开关电源）、整流器、蓄电池组、直流配电屏和相关的馈电线路组成。直流供电系统向各种通信设备和逆变器等提供不间断直流电源。UPS（交流不间断）380V开关电源（直流不间断）-54V高压配电、变压器、低压配电、楼层配电（交流）汽油、柴油发电机（交流）蓄电池组(直流)通信接地要求各类通信局站联合接地装置的接地电阻值应符合下表要求：通信局（站）名称 接地电阻值（Ω）■一类通信局站 ＜1■二类通信局站 ＜1■三类通信局站 ＜3■四类通信局站