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1、精密空调技术特点及其在机房的应用二一一年十二月I目 录1 机房对空调系统的要求 .11.1 温度要求 .11.2 相对湿度要求 .11.3 机房洁净度和正压要求 .21.4 机房温度变化率与不结露要求 .21.5 机房内温度梯度控制要求 .21.6 机房专用空调送风压力与送风距离的要求 .32 机房空调系统的特点 .32.1 设备散热量大且热密度集中 .32.2 设备散湿量很小 .32.3 空调送风焓差小 .32.4 空调送风量大 .42.5 空调送风方式 .42.6 空调高稳定性和高可靠性 .43 精密空调与普通空调的区别 .53.1 应用对象不同 .53.2 风量不同 .53.3 出风温度
2、不同 .53.4 精度不同 .53.5 使用环境不同 .63.6 对电源要求不同 .63.7 可靠性不同 .63.8 能耗不同. .64 结论 .7附表 1.8附表 2.911 机房对空调系统的要求根据国家标准电子信息系统机房设计规范 （GB 50174-2008）规定，计算机机房的环境要求如下： 保持温度恒定（A、B 级机房 231，C 级机房 1828） ； 保持湿度恒定（A、B 级机房 40%55%，C 级机房35%75%） ； 每升空气中0.5m 的颗粒应少于 18000 个； 换气次数30 次/小时； 机房与室外正压9.8Pa，无外窗时相对相邻房间正压4.9Pa； 空调设备具备远程监
3、控及来电自启动功能。上述要求主要是从服务器等设备的工作环境需求出发来确定的，具体分类解释探讨如下：1.1 温度要求温度是确保计算机正常运行的基础条件，对计算机设备电子元器件、绝缘材料以及记录介质都由较大的影响。如对半导体元器件而言，室温在规定范围内每增加 10，其可靠性就会降低约 25%；对电容器，其使用寿命将下降 50%；温度过高，印刷电路板的结构强度会减弱。当环境温度过高时，芯片中非常容易出现电子漂移现象，服务器就有可能宕机甚至烧毁。空调的冷风并非直接冷却计算机内部，而是需要几次间接冷却接力，因此，保持适当的环境温度对于设备的正常运行十分必要。1.2 相对湿度要求相对湿度对计算机设备的影响
4、也同样明显。当相对湿度较高时，2水蒸汽在电子元器件或电介质材料表面形成水膜，容易引起电子元器件之间形成通路；当相对湿度过低时，容易产生较高的静电电压。1.3 机房洁净度和正压要求在洁净度要求中，有两个方面的问题：一是灰尘粒子不能导电、导磁且不能有腐蚀性；另一个问题是粒子的浓度，0.5m 的灰尘粒子危害较小，因为越大的粒子越容易在线路板上堆积，浸水分后形成电桥，产生短路。因此机房精密空调多采用亚高效的过滤器，能够对灰尘进行过滤。机房灰尘的来源主要是室外空气，因此为防止室外空气携带来灰尘等颗粒，机房需要保持正压，以抵制外界空气从门缝等处无序进入。1.4 机房温度变化率与不结露要求机房温度变化率应小
5、于 5/h，如果变化率太大，由于部分机架或设备的热惰性大，还处于较低的温度，遇到热空气可能会结露，后果非常严重。如果温度是向下偏离，机架或设备将被过度冷却，一旦环境温度迅速回归标准值也将在机架或设备上产生凝露。因此，控制机房内环境温度变化率，尽量使其保持恒温，对于机房保持稳定的环境温度和控制结露是非常有效的。1.5 机房内温度梯度控制要求温度梯度即温度在机房内的分布情况。精密空调的温度是取机房回风温度作为标准，忽略了温度在机房分布不均的实际情况。由于机房内结构、布局、发热量不均等因素的影响，肯定存在死角，会出现局部温度过低或过高的情况。温度梯度是无法完全消除的，经合理组3织气流，使每个机架的送
6、风量与实际发热量基本匹配，可将温度梯度控制在 3以内，即温度最高点与最低点相差 3以下。1.6 机房专用空调送风压力与送风距离的要求空调出风压力对送风有决定性作用。一般机房多呈长方形，无论空调是双侧布置在短边还是单侧布置在长边，送风距离都要求在1015m。对于上送侧回的送风方式，即使出口风压达到 100Pa 以上，都很难保证末端送风量；对于下送上回的送风方式，空调出风压力要保证在 75Pa 以上，而且防静电地板的高度要在 400mm 以上，确保无线缆遮挡的情况下，可以保证 1015m 处的送风。2 机房空调系统的特点2.1 设备散热量大且热密度集中计算机设备目前的运算速度越来越快，体积越来越小
7、，而服务器作为一种特殊类型的计算机，其运算能力更强，体积更小，散热也更大且集中。单台 1U 的服务器可达 400W 的功率，单台 2U 的服务器可达 600W，一个标准 19 英寸机架可以达到 4kW 以上，而独立的塔式服务器甚至可以达到 810kW。2.2 设备散湿量很小计算机设备虽然散热量大，但无散湿量。机房内的湿量主要来自工作人员及渗入的室外空气，散湿量平均只有 816g/m2h。2.3 空调送风焓差小因为机房的高热量、小散湿量，所以精密空调在处理空气过程中以制冷为主，除湿为辅，空气处理过程可以近似为一个等湿降温过程。4考虑到设备的凝露问题，精密空调的送风温度较普通空调偏高，因此显热比很
8、高，焓差明显小能效比也相对较高。显热比是指显冷量与总冷量的比，即空调用于降温与除湿、降温冷量和的比值。通常情况下，一台空调的总制冷量有两部分：一部分用于降温，称为显热制冷量；还有一部分用于除湿，称为潜热制冷量。普通空调 60%以上的制冷量用于降温，剩下不足 40%的制冷量是在除湿。普通空调为了保证低噪声、低风量、舒适度，当条件合适时，往往处于除湿的工作状态，夏季空气湿度大时特别明显。精密空调的显热比一般在 90%以上。2.4 空调送风量大在小焓差的情况下，要消除设备的大热量，增大通风量是必然的。大风量在有限空间内循环，换气次数明显大于普通空调。在采用精密空调的机房中，一般的换气次数为 3060 次/h ，如此高的换气次数使得机房内的温度分布更趋于均匀。2.5 空调送风方式送风方式直接关系空调的最终效果。精密空调一般采用下送上回、上送侧回方式，普通空调一般采用上送下回方式（柜式空调） 。上送侧回方式比较适合发热量大约 250W/m2 的情况，当机房发热量超过500W/m2 时，冷空气下沉效果
