精密空调基本知识

1、STULZ THE NATURAL CHOICE2/3/20220世图兹空调技术服务（上海）有限公司世图兹空调技术服务（上海）有限公司精密精密空调基础知识部分空调基础知识部分STULZ THE NATURAL CHOICE2/3/20221内内 容容 Content空调定义与分类空调定义与分类机房专用空调基本原理及工作过程机房专用空调基本原理及工作过程 精密空调与舒适性空调的比较精密空调与舒适性空调的比较 机房专用空调的配置计算方法机房专用空调的配置计算方法 机房专用空调机房专用空调 8种冷却方式种冷却方式 STULZ THE NATURAL CHOICE2/3/20222空空调定义与分类调定

2、义与分类 空调定义：顾名思义就是空气调节，即将空调定义：顾名思义就是空气调节，即将房间内空气经过加热、加湿、冷却、减湿房间内空气经过加热、加湿、冷却、减湿和净化处理，使室内的空气符合各种参数和净化处理，使室内的空气符合各种参数，如温度、湿度、气流速度、空气洁净度，如温度、湿度、气流速度、空气洁净度、噪音等要求，达到所要求的环境。、噪音等要求，达到所要求的环境。 空调一般分为两大类空调一般分为两大类1、适性空调、适性空调这类空调的作用是造成室内空气具有良好的生活环境这类空调的作用是造成室内空气具有良好的生活环境,给人们提供一个良好给人们提供一个良好的工作和生活环境的工作和生活环境,使在里边的人感

3、到舒适。使在里边的人感到舒适。2、工艺性空调、工艺性空调(精密空调精密空调)为了满足精密设备特殊工艺及特定环境的要求而设计的，其目的是精确控为了满足精密设备特殊工艺及特定环境的要求而设计的，其目的是精确控制其温度、湿度等并要求控制在一定范围。制其温度、湿度等并要求控制在一定范围。 STULZ THE NATURAL CHOICE2/3/20223国家计算机房环境要求（国家计算机房环境要求（GBC50174- 93）温度：夏季231 ；温度不允许发生大范围变化，其值小于5/H；湿度范围：45%65%RH 5%洁净度：每升空气中粒子大于0.5微米的颗粒数18000粒/升气流速度：地板风口出风速度；

4、温度过高危害温度过高危害温度过高5 ：计算机可靠性下降25%；温度过高10 ：计算机可靠性下降40%；湿度过高或过低危害湿度过高或过低危害湿度超过80%RH ：空气凝露,可能导致设备短路湿度低于30%RH ：产生静电STULZ THE NATURAL CHOICE2/3/20224精密型与舒适型空调机组的比较精密型与舒适型空调机组的比较对舒适型空调机组的要求： 温度 相对湿度 空气质量 即，每人30m3/h 的新鲜空气风速 即，C max 0.15m/s； 声压等级 即，Lp(A) = 45/55分贝151. 设备要求2. 精密型与舒适型空调机组的比较精密型与舒适型空调机组的比较3. 今天与明

5、天的热负荷密度2STULZ THE NATURAL CHOICE2/3/20225精密型与舒适型空调机组的比较总冷量 潜在冷量显冷量 16015%除湿4050除湿舒适型精密型1. 设备要求2. 精密型与舒适型空调机组的比较精密型与舒适型空调机组的比较3. 今天与明天的热负荷密度2STULZ THE NATURAL CHOICE2/3/20226精密型与舒适型空调机组的比较精密型与舒适型空调机组的比较舒适型精密型舒适型空调机组的送风量不足，导致机房和设备产生热点。精密型空调机组的趋于完美的气流分布，延伸到机房内的每个角落。17100m3/h 每每kW300m3/h 每每kW1. 设备要求2. 精

6、密型与舒适型空调机组的比较精密型与舒适型空调机组的比较3. 今天与明天的热负荷密度2STULZ THE NATURAL CHOICE2/3/20227精密型与舒适型空调机组的比较精密型与舒适型空调机组的比较舒适型精密型舒适型空调机组的运行意味着不断地除湿。舒适型空调： t 15k必须配备单独的加湿器。18精密型空调机组的运行仅意味着受控地除湿。精密型空调： t 8k1. 设备要求2. 精密型与舒适型空调机组的比较精密型与舒适型空调机组的比较3. 今天与明天的热负荷密度2STULZ THE NATURAL CHOICE2/3/20228精密型与舒适型空调机组的比较精密型与舒适型空调机组的比较舒适

7、型空调的温度控制在精度控制上的差异20精密型空调的温度控制1. 设备要求2. 精密型与舒适型空调机组的比较精密型与舒适型空调机组的比较3. 今天与明天的热负荷密度2STULZ THE NATURAL CHOICE2/3/20229精密型与舒适型空调机组的比较精密型与舒适型空调机组的比较室内的相对湿度差异+ 5%精密型空调机组舒适型空调机组19永久除湿1. 设备要求2. 精密型与舒适型空调机组的比较精密型与舒适型空调机组的比较3. 今天与明天的热负荷密度2STULZ THE NATURAL CHOICE2/3/202210精密型与舒适型空调机组的比较精密型与舒适型空调机组的比较舒适型空调3月10

8、月1月12月运行时间和设计寿命差异运行时间和设计寿命差异211200小时8760小时/年精密型空调2普通分体空调可连续运行的时间为普通分体空调可连续运行的时间为3-5年年精密空调厂家的设计寿命是最低精密空调厂家的设计寿命是最低10年，年，实际运用过程中，精密空调可运行实际运用过程中，精密空调可运行15年年STULZ THE NATURAL CHOICE2/3/202211声压等级：没有问题声压等级：没有问题?VDI 2054标准： 无工作人员 65分贝有工作人员 55分贝241. 设备要求2. 精密型与舒适型空调机组的比较精密型与舒适型空调机组的比较3. 今天与明天的热负荷密度2STULZ T

9、HE NATURAL CHOICE2/3/202212机房专用空调基本原理及工作过程机房专用空调基本原理及工作过程 机房专用空调基本系统构成：制冷系统加热系统加湿系统去湿系统 制冷系统（冷源）：制冷系统（冷源）： 由压缩机、冷凝器、膨胀阀、由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、电磁阀、干燥过滤器、储蒸发器、电磁阀、干燥过滤器、储液罐及制冷管道组成，详见附图。液罐及制冷管道组成，详见附图。 附图 制冷系统示意图 膨胀阀 截止阀 干燥过滤器 储液罐 冷凝器 压缩机 蒸发器 单向阀电磁阀 STULZ THE NATURAL CHOICE2/3/202213加热系统：加热系统： 分电加热，热汽加热，热水加

10、热等几大类。分电加热，热汽加热，热水加热等几大类。电加热：元件通电发热产生热源。电加热：元件通电发热产生热源。热汽加热：利用暖汽系统进行加热。热汽加热：利用暖汽系统进行加热。 热水加热：利用热水系统进行加热。热水加热：利用热水系统进行加热。热汽、热水加热多用于中央空调，精密空调为提高效率，多采用电加热。热汽、热水加热多用于中央空调，精密空调为提高效率，多采用电加热。 机房专用空调基本原理及工作过程机房专用空调基本原理及工作过程 STULZ THE NATURAL CHOICE2/3/202214机房专用空调基本原理及工作过程机房专用空调基本原理及工作过程 加湿系统：加湿系统： 电极式加湿器电极

11、式加湿器 红外线式加湿器红外线式加湿器 超声波加湿器超声波加湿器 电极式加湿器原理：在电极上施加电压电极式加湿器原理：在电极上施加电压将水击穿，在电流的作用下形成热量使将水击穿，在电流的作用下形成热量使水沸腾产生蒸汽。水沸腾产生蒸汽。缓冲槽 蒸气出口 排水电磁阀 排水电磁阀 积水盘 排水管进水电磁阀附图 水系统示意图 STULZ THE NATURAL CHOICE2/3/202215除湿系统：除湿系统：空气降温时或除湿时空调房间内达到饱和，饱和水蒸汽会在蒸空气降温时或除湿时空调房间内达到饱和，饱和水蒸汽会在蒸发器上冷凝成水排出到室外。发器上冷凝成水排出到室外。STULZ THE NATURA

12、L CHOICE2/3/2022167 种冷却模式种冷却模式A: 直接膨胀直接膨胀 风冷风冷G: 直接膨胀直接膨胀 水冷水冷GE:直接膨胀直接膨胀 水冷和自然冷却水冷和自然冷却 (低噪音低噪音/更节能型更节能型)CW: 冷冻水机组冷冻水机组ACW :双冷源双冷源 直接膨胀直接膨胀 （风冷）和冷冻水机组风冷）和冷冻水机组GCW :双冷源双冷源 直接膨胀直接膨胀（水冷）和冷却水机组水冷）和冷却水机组CW2: 双路冷冻水机组双路冷冻水机组STULZ THE NATURAL CHOICE2/3/202217G-直接膨胀直接膨胀 水冷型水冷型精密空调精密空调干式冷凝器干式冷凝器有利条件有利条件1. 空调

13、机组和干冷器/冷却塔之间，可以有较长的距离2. 多台空调机组可被连接到一个干冷器/冷却塔3. 安装人员仅需施工水管工程4.干冷器可低于空调机组不利条件不利条件1. 须提供额外的热交换器和泵2. 关键的机房内有水管经过3. 冷却塔的维护，需要较多精力板式换热器板式换热器STULZ THE NATURAL CHOICE2/3/202218GE1自然冷却型自然冷却型525有利条件有利条件1. 减少压缩器运行时间，节能2. 多台空调机组可与一个干冷器系统组合3. 安装人员仅需施工水管工程不利条件不利条件1、须提供额外的热交换器和泵STULZ THE NATURAL CHOICE2/3/202219风冷

14、系统与自由冷却系统的能耗比较风冷系统与自由冷却系统的能耗比较风冷装置（风冷装置（A）带径向风机的自由冷却带径向风机的自由冷却装置（装置（GE1）带带A/C插入式风机的自插入式风机的自由冷却装置（由冷却装置（GE1）带带EC风机和速度控制风机和速度控制泵的自由冷却装置（泵的自由冷却装置（GE2）59% 年功率消耗室外环境温度STULZ THE NATURAL CHOICE2/3/202220CW-冷冻水型冷冻水型有利条件有利条件1. 特别适用于大型安装，管道工作量较小2. 集中式的中央冷冻水系统3. 无需在建筑物中施工制冷管道4. 安装人员仅需施工水管工程不利条件不利条件1. 必须要有中央冷水机

15、2. 集中式的中央冷冻水系统设计概念中，必须考虑冗余3.经济性仅体现在大型安装上STULZ THE NATURAL CHOICE2/3/202221A/CW型型- 双冷源双冷源优优 势势1. 集成的冷却冗余方式，可以保证安全运行2. 为热负荷的峰值，增加制冷功率3. 可在周末关闭建筑物内的冷水机进行节能不利条件不利条件1. 管道工程，较费精力（制冷剂 冷冻水管道）2. 必须配有中央冷水机装置STULZ THE NATURAL CHOICE2/3/202222G/CW型型-双冷源双冷源645优优 势势集成的冷却冗余方式为热负荷的峰值，增加制冷功率3. 可在周末关闭建筑物内的冷水机进行节能不利条件

16、不利条件1. 管道工程要求更多的精力(液冷冷冻水管）2. 需要中央冷水机STULZ THE NATURAL CHOICE2/3/202223685CW/CW型冷冻水系统型冷冻水系统有利条件有利条件特别适用于大型安装，管道工作量较小集成的冗余度3.集中式的中央冷冻水系统4. 建筑物中无制冷管道施工5. 安装人员仅需施工水管工程不利条件不利条件必须要有中央冷水机要求提供附加的冷冻水源3.集中式的中央冷冻水系统设计概念中，必须考虑冗余4. 经济性仅体现在大型安装上STULZ THE NATURAL CHOICE2/3/2022241 热负荷估计热负荷估计Q load = 总热量总热量 Q equip

17、 = 设备热量设备热量Q trans = 热传递热传递Q solar = 太阳热能增量太阳热能增量Q light = 照明负荷照明负荷Q person = 人的热量人的热量Q fresh =吸入新鲜空气的热量吸入新鲜空气的热量283机房专用空调的配置方法机房专用空调的配置方法STULZ THE NATURAL CHOICE2/3/202225机房专用空调的配置方法机房专用空调的配置方法空调冷量的确定通常有二种方法：空调冷量的确定通常有二种方法：（1）根据每个功能机房服务器设备发热量计算。）根据每个功能机房服务器设备发热量计算。 机房总的冷负荷机房总的冷负荷=设备冷负荷设备冷负荷+其它冷负荷；其

18、它冷负荷； 条件条件:(a)已知每个机房机柜数量以及单个机柜的发热量；已知每个机房机柜数量以及单个机柜的发热量； (b)机房面积机房面积 其它冷负荷一般按其它冷负荷一般按150 W/m2（2）根据根据UPSUPS功率估算冷负荷功率估算冷负荷 =设计运行设计运行UPS功率功率*0.8(功率因素功率因素)+150W/m2*机房面积机房面积(m2) 条件条件:(a)已知已知UPS运行功率；运行功率； (b)机房面积机房面积 （c)UPS可提供的设备用电功率按面积平均分配到每个机房可提供的设备用电功率按面积平均分配到每个机房 其它冷负荷一般按其它冷负荷一般按150 W/m2STULZ THE NATU

19、RAL CHOICE2/3/202226第一种计算方法：机柜数量以及单个机柜用电功第一种计算方法：机柜数量以及单个机柜用电功率率举例：机房面积200 平方米；服务器机柜60个：2KW/机柜，数量40个；4KW/机柜，数量20个；服务器冷负荷：160KW= 2KW/机柜*40个+ 4KW/机柜*20个其它冷负荷：30KW=200m2*150W/M2;机房合计冷负荷=服务器冷负荷+其它冷负荷190KW=160KW+30KWSTULZ THE NATURAL CHOICE2/3/202227第二种计算方法：参考第二种计算方法：参考UPS配电功率配电功率举例：机房数量：2个单个机房面积200 平方米；UPS配置2台300KVA,并机运行，即一用一备；UPS可提供的配电功率为：240KW=300KVA*0.8(功率因素）单位面积服务器冷负荷：600W/m2= 240KW/(200m2*2)单个机房冷负荷150KW=200m2*600W/m2+ 200m2*150W/m2机房合计冷负荷=服务器冷负荷+其它冷负荷STULZ THE NATURAL CHOICE2/3/202228确定送风方式确定送风方式 机房净高度下送风在机房净高度下送风在2.82.8米以上米以上 下送风地板净空高要求下送风地板净空高要求=300M