计算机房使用机房专用空调机的必要性

1、计算机房使用机房专用空调机的必要性中国科学院计算技术研究所 唐玛琍摘要：本文从几个方面论述了计算机机房使用机房专用空调机的必要性。关键词：显热潜热空调机的焓差结露舒适性空调机房专用空调一、空调系统按服务对象分类1、舒适性空调（或称民用空调）：满足人们舒适要求的空调；如剧院、宾馆、办公楼、住宅等的空调。2、工艺性空调（或称工业空调）：满足工艺生产、运行设备或存储部件不同要求的空调；计算机房及磁介质库等属于此类空调。二、计算机房空调系统的特点1、温、湿度要求比舒适性空调严格，夏季基准温度（一般23C）比舒适性空调低，并且全年均对湿度有较严格的要求（45%65%）。2、总热负荷中设备散热量所占比重大

2、,并有逐年增长的趋势。热负荷分为显热和潜热两部分。显热引起空气温度升高，而空气含湿量不变，即空气中水蒸汽含量不变；潜热引起空气含湿量升高，即空气中水蒸汽含量提高，而空气温度不变。在空调使用过程中，显热和潜热同时改变的情况较多。 计算机房的总热负荷包括：1、设备散热量；2、照明散热量；3、人体散热量；4、围护结构（含窗）的热负荷；5、新风热负荷。1、2、4项热负荷只有显热，3、5项热负荷含有显热和潜热。前三项热负荷全年基本不变，后两项热负荷随室外环境温度和湿度改变，有的季节（如冬季）为负值。机器的功率密度有逐年提高的趋势（见图1），因此机房总热负荷全年变化较小，并且显热所占比重越来越大。图1显示

3、机柜功率密度的发展趋势。例如：服务器机柜2005年将达到14.418.7kW/m（机柜投影面积）。图1 Year of Product Announcement图2为国内某数据中心机房平面布局图。在约140m的机房内安装约50个服务器机柜，每个机柜的功率为7.0kW，相当于10.6kW/m（机柜投影面积），整个机房总热负荷约为360 kW，平均2.57kW/m。图2 数据中心平面图过去在机房建设的初期，通常设备发热量等无准确资料，往往按300400 W/m的热负荷来设计机房空调系统。从目前发展趋势看来，按该数值设计的空调系统，有时距离实际需求相差甚远。因此，在设计时应了解机房安装的设备情况，尽

4、可能估算出设备的发热量，才能确定机房空调系统的总负荷。3、要求全年不间断运行。由于全年总热负荷变化小，因此常需全年制冷运行。在室外温度较低时，机房总热负荷中的围护结构的热负荷和新风的热负荷为负值，使总热负荷比室外温度高时有多降低。但当设备散热量所占比重大时（如图2所示数据中心机房的情况），总热负荷全年变化不大，造成机房空调系统全年制冷运行。4、对机房的洁净度和正压值的要求比舒适性空调高。5、常需采用下送风系统，以便将冷空气直接送至机柜下部或其附近。下送风系统也便于根据机柜的发热量，调节机房各处活动地板送风口的风量。6、要求设置一定的监控、防护设备，如漏水传感器及报警装置、空调机的远程监控装置等

5、。三、计算机房使用专用空调机的必要性1、由于机房显热在总热负荷中所占比重大，需采用小焓差的机房专用空调机，以防结露。1、湿空气的焓：由显热和潜热两部分组成。h=1.01t+0.001d(2500+1.84t)1.01t为显热0.001d(2500+1.84t)为潜热h：空气的焓（kJ/kg）t：空气的温度（C）d:空气的含湿度（g/kg）2、 空调机的焓差：h=1.01t+0.001d(2500+1.84t)h：空调机送回风之间的焓差（kJ/kg）t:空调机送回风之间的平均温差（C）d:空调机送回风之间的平均含湿量之差（g/ kg）若h不变，d减小则t增加，d增加则t减小。3、 舒适性空调系统

6、夏季人体散热量和新风热负荷在总热负荷中所占比重较大，而这两部分热负荷均有较大的潜热量，由于d的增加使空调系统的t减小。计算机房由于潜热量很小，若采用与舒适性空调系统相同的焓差，由于d小使t增大；并且机房夏季基准温度比舒适性空调低，使得送风温度较低；当送风温度低于机房露点温度时，在机柜表面甚至机柜内部产生结露现象。例如：当机房温度23C、相对湿度60%时，假设大气压力为1013.25hPa（760mmHg），此时的露点温度为15C。4、为防止计算机房结露，需采用小焓差的空调机，减小空调机送回风之间的温差，保证送风温度高于机房露点温度。只有机房专用空调机为小焓差空调机，其焓差约为舒适性空调机焓差的

7、二分之一。2、计算机房要求空调系统全年工作，冬季常需制冷运行，只有机房专用空调才能满足此项要求。一般风冷式舒适性空调机的制冷运转范围为室外温度2146C，大金PF型空调机可在较宽的室外温度下制冷运转（-546C）。而机房专用空调机一般均可保证不同室外温度下全年制冷运转（订货时应说明安装地点）3、机房专用空调机有较完善的监控、防护设备，对温湿度的控制精度较高，尤其具有良好的加湿装置，以保证机房全年的温湿度满足规范的要求。而一般舒适性空调机不具备这些功能。4、机房专用空调机有下送风和上送风两种形式可供选择，下送风形式往往更适合计算机使用，多数机房只能采用下送风形式；而舒适性空调机通常均为上送风形式。四、空调机焓差的估算在选购机房空调机时，需对其焓差进行估算，以确定是否满足计算机房的要求。空调机的制冷量：Q=hLQ：空调机的总冷量（kJ/h）h：空调机送回风口之间的焓差（kJ/kg）L：空调机的送风量（m/h）：空气密度（kg/m）与大气压力和温度有关，在21C、一个大气压的条件下1.2（kg/ m）空调机的样本中总冷量