計算機房使用機房專用空調機的必要性

1、計算機房使用機房專用空調機的必要性中國科學院計算技術研究所 唐瑪琍摘要：本文從幾個方面論述了計算機機房使用機房專用空調機的必要性。關鍵詞：顯熱潛熱空調機的焓差結露舒適性空調機房專用空調一、空調系統(tǒng)按服務對象分類1、舒適性空調（或稱民用空調）：滿足人們舒適要求的空調；如劇院、賓館、辦公樓、住宅等的空調。2、工藝性空調（或稱工業(yè)空調）：滿足工藝生產、運行設備或存儲部件不同要求的空調；計算機房及磁介質庫等屬于此類空調。二、計算機房空調系統(tǒng)的特點1、溫、濕度要求比舒適性空調嚴格，夏季基準溫度（一般23C）比舒適性空調低，并且全年均對濕度有較嚴格的要求（45%65%）。2、總熱負荷中設備散熱量所占比重大

2、,并有逐年增長的趨勢。熱負荷分為顯熱和潛熱兩部分。顯熱引起空氣溫度升高，而空氣含濕量不變，即空氣中水蒸汽含量不變；潛熱引起空氣含濕量升高，即空氣中水蒸汽含量提高，而空氣溫度不變。在空調使用過程中，顯熱和潛熱同時改變的情況較多。 計算機房的總熱負荷包括：1、設備散熱量；2、照明散熱量；3、人體散熱量；4、圍護結構（含窗）的熱負荷；5、新風熱負荷。1、2、4項熱負荷只有顯熱，3、5項熱負荷含有顯熱和潛熱。前三項熱負荷全年基本不變，后兩項熱負荷隨室外環(huán)境溫度和濕度改變，有的季節(jié)（如冬季）為負值。機器的功率密度有逐年提高的趨勢（見圖1），因此機房總熱負荷全年變化較小，并且顯熱所占比重越來越大。圖1顯示

3、機柜功率密度的發(fā)展趨勢。例如：服務器機柜2005年將達到14.418.7kW/m（機柜投影面積）。圖1 Year of Product Announcement圖2為國內某數據中心機房平面布局圖。在約140m的機房內安裝約50個服務器機柜，每個機柜的功率為7.0kW，相當于10.6kW/m（機柜投影面積），整個機房總熱負荷約為360 kW，平均2.57kW/m。圖2 數據中心平面圖過去在機房建設的初期，通常設備發(fā)熱量等無準確資料，往往按300400 W/m的熱負荷來設計機房空調系統(tǒng)。從目前發(fā)展趨勢看來，按該數值設計的空調系統(tǒng)，有時距離實際需求相差甚遠。因此，在設計時應了解機房安裝的設備情況，盡

4、可能估算出設備的發(fā)熱量，才能確定機房空調系統(tǒng)的總負荷。3、要求全年不間斷運行。由于全年總熱負荷變化小，因此常需全年制冷運行。在室外溫度較低時，機房總熱負荷中的圍護結構的熱負荷和新風的熱負荷為負值，使總熱負荷比室外溫度高時有多降低。但當設備散熱量所占比重大時（如圖2所示數據中心機房的情況），總熱負荷全年變化不大，造成機房空調系統(tǒng)全年制冷運行。4、對機房的潔凈度和正壓值的要求比舒適性空調高。5、常需采用下送風系統(tǒng)，以便將冷空氣直接送至機柜下部或其附近。下送風系統(tǒng)也便于根據機柜的發(fā)熱量，調節(jié)機房各處活動地板送風口的風量。6、要求設置一定的監(jiān)控、防護設備，如漏水傳感器及報警裝置、空調機的遠程監(jiān)控裝置等

5、。三、計算機房使用專用空調機的必要性1、由于機房顯熱在總熱負荷中所占比重大，需采用小焓差的機房專用空調機，以防結露。1、濕空氣的焓：由顯熱和潛熱兩部分組成。h=1.01t+0.001d(2500+1.84t)1.01t為顯熱0.001d(2500+1.84t)為潛熱h：空氣的焓（kJ/kg）t：空氣的溫度（C）d:空氣的含濕度（g/kg）2、 空調機的焓差：h=1.01t+0.001d(2500+1.84t)h：空調機送回風之間的焓差（kJ/kg）t:空調機送回風之間的平均溫差（C）d:空調機送回風之間的平均含濕量之差（g/ kg）若h不變，d減小則t增加，d增加則t減小。3、 舒適性空調系統(tǒng)

6、夏季人體散熱量和新風熱負荷在總熱負荷中所占比重較大，而這兩部分熱負荷均有較大的潛熱量，由于d的增加使空調系統(tǒng)的t減小。計算機房由于潛熱量很小，若采用與舒適性空調系統(tǒng)相同的焓差，由于d小使t增大；并且機房夏季基準溫度比舒適性空調低，使得送風溫度較低；當送風溫度低于機房露點溫度時，在機柜表面甚至機柜內部產生結露現象。例如：當機房溫度23C、相對濕度60%時，假設大氣壓力為1013.25hPa（760mmHg），此時的露點溫度為15C。4、為防止計算機房結露，需采用小焓差的空調機，減小空調機送回風之間的溫差，保證送風溫度高于機房露點溫度。只有機房專用空調機為小焓差空調機，其焓差約為舒適性空調機焓差的

7、二分之一。2、計算機房要求空調系統(tǒng)全年工作，冬季常需制冷運行，只有機房專用空調才能滿足此項要求。一般風冷式舒適性空調機的制冷運轉范圍為室外溫度2146C，大金PF型空調機可在較寬的室外溫度下制冷運轉（-546C）。而機房專用空調機一般均可保證不同室外溫度下全年制冷運轉（訂貨時應說明安裝地點）3、機房專用空調機有較完善的監(jiān)控、防護設備，對溫濕度的控制精度較高，尤其具有良好的加濕裝置，以保證機房全年的溫濕度滿足規(guī)范的要求。而一般舒適性空調機不具備這些功能。4、機房專用空調機有下送風和上送風兩種形式可供選擇，下送風形式往往更適合計算機使用，多數機房只能采用下送風形式；而舒適性空調機通常均為上送風形式。四、空調機焓差的估算在選購機房空調機時，需對其焓差進行估算，以確定是否滿足計算機房的要求?？照{機的制冷量：Q=hLQ：空調機的總冷量（kJ/h）h：空調機送回風口之間的焓差（kJ/kg）L：空調機的送風量（m/h）：空氣密度（kg/m）與大氣壓力和溫度有關，在21C、一個大氣壓的條件下1.2（kg/ m）空調機的樣本中總冷量