精密空调基础理论.

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1、AIR PRODUCT TRAINING 精密空调基础理论 尤乃峰 AIR PRODUCT TRAINING g更低的运行环境温度 g高显热比 g高热密度 g湿度控制 g中、高效过滤网 g高可靠性 g全年运行 g考虑冗余与备份 精密空调设计要点 AIR PRODUCT TRAINING l计算机机房 l数据中心 l工业应用 l通信机房 l医疗(核磁共振室、CT机房） l无热负荷精密环境 主要应用环境 AIR PRODUCT TRAINING 专为精密电子设备设计： l全年制冷运行 l最长的使用寿命 l制冷效率高 l空气过滤等级高 精密空调控制 AIR PRODUCT TRAINING 机房 计

2、算机机房服务器 工业 医疗 通信 AIR PRODUCT TRAINING 实验室 无热负荷 精密环境 洁净室 图书存储 磁带存储 胶片存储 AIR PRODUCT TRAINING 如果不能精密控制这些应如果不能精密控制这些应 用场所的环境将会导致什用场所的环境将会导致什 么后果呢？么后果呢？ AIR PRODUCT TRAINING l温度波动 g电子元器件间的热应力 g减少电子设备的使用寿命 l机房过热点 g设备的突然停机 l高湿 g设备内部产生凝结水 l低湿 g产生破坏性的静电 l灰尘 g交换数据错误，电气短路，部件局部过热 所有这些都会导致主设所有这些都会导致主设 备宕机机会的增多备

3、宕机机会的增多 环境波动的影响 AIR PRODUCT TRAINING l温度 l湿度 l洁净度 l气流速度 一年365天每天24小时的实时环境精密控制 精密空调系统四度控制 AIR PRODUCT TRAINING 精密空调精密空调 vs. vs. 舒适性空调舒适性空调 区别在哪里区别在哪里 ? ? AIR PRODUCT TRAINING 舒适性 - 专为人体设计 - 潜冷能力强，除湿量大 - 全年运行约1000 - 2500 h 精密 - 专为精密电子设备设计, 如数据中心 - 应用环境主设备地位重要 - 应用环境仅少量工作人员或无人值守 - 高显热比 - 高热密度 -设备运行环境复杂

4、 -高过滤水平 - 全年365天全天24小时运行 精密空调 VS 舒适性空调 AIR PRODUCT TRAINING 目录 l冷量（热负荷） l机房设计要点 l设备特性 精密空调 VS 舒适性空调 AIR PRODUCT TRAINING 精密空调精密空调 vs. vs. 舒适性空调舒适性空调 冷量（热负荷）冷量（热负荷） AIR PRODUCT TRAINING 舒适性 精密 l人体 10 2 l照明 20 20 l设备 30 600 l围护结构 25 15 l空气渗透 15 3 总量 100 600+ 典型应用环境的热负荷 W/M2 AIR PRODUCT TRAINING 瓦 / 平方

5、米 Comfort AC 热密度 AIR PRODUCT TRAINING 风量 600 400 200 立方英尺每分钟/ 冷吨 舒适性 精密 AIR PRODUCT TRAINING 潜冷显冷 = 全冷 + 潜冷与显冷能力潜冷与显冷能力 AIR PRODUCT TRAINING 全冷 舒适性 1.0 0.65 潜冷 精密 1.0 0.9 典型机房热负荷的显热比 85-100% (SHR = 0.85-1.0)因此精密空调针对 性的设计了高显热比的冷量 典型居住环境的热负荷显热比 60-70%(SHR = 0.6-0.7)，所以 舒适性空调的设计的冷量为低 显热比 显冷 显热比显热比 AIR

6、PRODUCT TRAINING 举例说明: 10-ton 空调 机组 (1 ton = 12,000 Btu/hour) 舒适性空调: 显冷量 = 6-7 tons 潜冷量 = 3-4 tons 精密空调: 显冷量 = 8-10 tons 潜冷量 = 1-2 tons 精密空调的显冷量比舒适性空调大约高精密空调的显冷量比舒适性空调大约高40%-50%40%-50% 制冷能力制冷能力 AIR PRODUCT TRAINING 每冷吨显冷量的消耗费用 舒适性 0.75KW/Ton X 8760 h X $0.10/KWH = $1095/Ton 0.6SHR 精密空调: 0.75KW/Ton X

7、 8760 h X $0.10/KWH = $730/Ton 0.9SHR 精密空调的运行费用比舒适性空调约节省精密空调的运行费用比舒适性空调约节省50%50% 节省运行费用节省运行费用 AIR PRODUCT TRAINING 机房设计要点机房设计要点 温湿度要求温湿度要求 21oC 24oC 27oC 22oC24oC 23oC 人体 精密电子设备 机房温度要求 35% 50% 65% 45%55% 50% 人体 精密电子设备 机房湿度要求 AIR PRODUCT TRAINING 机房设计要点机房设计要点 机房布局要求机房布局要求 AIR PRODUCT TRAINING l最少量的新风

8、引入 l墙体结构采用隔蒸汽屏障防止蒸汽渗漏 g聚乙烯薄膜 g环氧漆 l密封所有房间围护结构的开孔 管道/电缆孔 l保持机房门处于常年关闭状态 机房必须密封机房必须密封 湿度控制要求 AIR PRODUCT TRAINING 塑料薄膜 AIR PRODUCT TRAINING 防透气油漆 AIR PRODUCT TRAINING 送风系统的设计 l上送风 VS 下送风 AIR PRODUCT TRAINING 交换机 及 电脑机柜 精密空调 上送风机型(风道送风) AIR PRODUCT TRAINING 交换机 及 电脑机柜 精密空调 上送风机型(风帽送风) AIR PRODUCT TRAIN

9、ING 精密空调 交换机 及 电脑机柜 静电地板 精密空调 下送风机型 AIR PRODUCT TRAINING 下送风机型 l利用抗静电地板下空间作为自然风道 l出风口布置更灵活 l设计要点： 1、最小建议高度300mm 2、电缆管道应合理排布避免堵塞气流 3、根据自由送风面积的大小，选择送风格栅 数量 AIR PRODUCT TRAINING 抗静电地板 AIR PRODUCT TRAINING 抗静电地板下的配置 AIR PRODUCT TRAINING 抗静电地板下管道需保温 AIR PRODUCT TRAINING 空调送风底座及导流片 AIR PRODUCT TRAINING 机房

10、设计要点机房设计要点 现场组合式空调现场组合式空调 VS VS 模块式空调模块式空调 （大型交换机房中的应用）（大型交换机房中的应用） 排水管 核心机房 过滤网 开/关机 温度控制器 蒸发器 回风道 静电地板 送风 送风道 电气连接 再热单元 温度控制器 加湿单元 电气连接 湿度控制器 进水管 排水管 电气连接 空调机房 现场组合式设备 AIR PRODUCT TRAINING 模块化设备 1# AIR PRODUCT TRAINING 模块化设备 2# AIR PRODUCT TRAINING 现场组合式冷冻水设备 AIR PRODUCT TRAINING 模块化设备与现场组合式设备的比较

11、比较项 目模块式组合式 风道不需要需要 空调设备 机房 不需要需要 集中式控 制 是否 集成式功 能系统 是否 单个供应 商 是否 风机输入 功率 低高 排水管路12 电气输入13 AIR PRODUCT TRAINING 模块化设备 机房选择模块化精密空调的主要原因： l可靠性高 l温湿度精确控制 l可实现多区域的联合控制 l灵活性高 l冗余和备用性 l无扩容限制 AIR PRODUCT TRAINING 设计要素 舒适性 精密 温度 21o - 27oC 22o - 24oC 相对湿度 50% + 15% 50% + 5% 显热比 0.6 - 0.7 0.85 - 1.0 热密度 (瓦./

12、平方米) 100-150 500-800 换气次数 5 - 15 30 - 60 运行时间 1000-2500 8760 舒适性空调与精密空调性能比较 AIR PRODUCT TRAINING 精密空调设备特性精密空调设备特性 AIR PRODUCT TRAINING l风冷式 l水冷式 l乙二醇冷凝/乙二醇冷却 l冷冻水 l双冷源 l送风方式：下送风/上送风 精密空调的系统配置 AIR PRODUCT TRAINING 制冷系统基本部件 精密空调： l压缩机高可靠性、高效性 l蒸发器大面积、大风量 l冷凝器低环境温度冷凝压力控制 l热力膨胀阀适应负荷和环境的改变 l其它高低压力保护装置、加热

13、温度保护装置 、漏水告警装置、加湿保护装置 AIR PRODUCT TRAINING 其它特性（精密空调) l再热维持除湿过程机房温度的稳定 l风机组件每冷吨制冷量相对于舒适性空调约 增大50%的风量 l微电脑控制，强大的告警系统和远程监控功能 l过滤标准ASHRAE 20%以上 l机柜耐腐蚀结构 AIR PRODUCT TRAINING 压缩机 l高可靠性 l高效性 l一般位于室内机内部 l高低压安全开关保护，往复式压缩机配有油镜 l高低压维修阀连接便于维修 l压缩机及其附件位于气流通道外，方便在运行 过程中维护 AIR PRODUCT TRAINING 蒸发器 面积比舒适性空调大50% 通

14、常为“V”型或“A”型 l最多为4排管，盘管厚度小 l位于风机的吸入端，压降小 l外平衡式热力膨胀阀根据过热度精确控制制冷剂 流量。 l标称容量与压缩机严格匹配 l设计出风温度高于空气露点温度 AIR PRODUCT TRAINING 风冷冷凝器 风冷式冷凝器 l低环境温度冷凝压力控制保证全年制冷运行 l冷凝压力基本恒定 l选配：室外螺旋式风扇冷凝器、室内离心风机 冷凝器 l防腐蚀机身 AIR PRODUCT TRAINING 热力膨胀阀 l根据过热度精确控制制冷剂流量 l外平衡式热力膨胀阀 l自调整适应负荷和环境的变化 AIR PRODUCT TRAINING 室内风机组件 l风机24小时不

15、间断连续运转 l风量相对与舒适性空调增大约50% l皮带驱动，双吸入双宽度叶片离心风机 l动平衡测试，震动隔离 l气流不足告警、风机电机过载保护装置 l轴承：额定运行寿命100000小时 AIR PRODUCT TRAINING 控制系统 l工厂原装微电脑控制系统 l专为精密环境控制设计 l程序选择温湿度设定点及控制精度 l综合控制空调系统内部所有功能部件 l手动控制强制启动各功能部件 l告警及参数状态显示功能 AIR PRODUCT TRAINING 告警系统 l高/低温 l高/低湿 l气流丢失 l过滤网更换 l高压告警 l地板溢水 l其它本地告警 AIR PRODUCT TRAINING 加湿/除湿 l内置加湿单元维持湿度的恒定 l远红外加湿器或电极罐型加湿器 l控制系统计算需要除湿时启动除湿控制 l再热单元维持除湿过程温度的稳定 AIR PRODUCT TRAINING 过滤单元 l高风量高换气次数高过滤效率 l典型过滤网深度：100mm低压降高灰尘捕 捉能力 l最低标准：20% ASHRAE 52-76 AIR PRODUCT TRAINING 选型过程 l计算显热负荷 l确定系统类型风冷凝、水冷凝、冷冻水 l送风类型上、下送风 l根据显热