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为什么要用机房精密空调,精密空调的组成

2019-10-09 21:50:31 来源:机房精密空调

最近这几年,野外机房、网管中心、移动基站、小型计算机室等,出现快速增长的趋势,机房的建造也出现了涣散式小型机房,但是,小型机房的开展并没有相应地带来面向这一环境的制冷体系完全变革,以前的小型机房制冷一直是一般舒适型空调大行其道,如今小型机房陆陆续续的开始使用机房精密空调。

小型机房为什么也在逐渐使用机房精密空调?

据相关数据统计,国内每年大约新建机房10万个,其间80%归于面积小于100平米的中、小型机房,而这些机房绝大多数运用的是一般的舒适性空调,机房不能运用普通的空调,因为普通空调的主要仅仅为用户供给适合的温度,湿度不能操控,机房里边的电子设备通常主要有、服务器、交换机、光端机等计算机设备以及不间断电源UPS等,这些设备会以传热、对流、辐射的方式向机房内发出热量,这些热量仅形成机房内温度的升高,假如机房里的湿度过湿或者过于枯燥,对于机房的电子设备的影响极为晦气,机房内设备散热归于稳态热源,全年不间断运转,这就需求有一套不间断的空调确保体系,在空调设备的电源供应方面也有较高的要求,不只需求有双路市电互投,并且关于确保重要核算机设备的空调体系还应有发电机组做后备电源,所以一定要装置精密空调,为机房供给一个恒温恒湿的环境。除了恒温恒湿以外,机房需求运用精密空调的因素还有:

原因一:牢靠性高

(1)操控体系的功用与空调体系的全体功用密切相关,高度精密的操控体系可以确保机房空调的牢靠性

不少机房专用空调机出产企业都专门开宣布一系列的操控器作为空调体系的组成部分,选用电子操控器或微机操控现已非常遍及,有些企业现已把模糊操控技能应用在计算机房专用空调体系中。比方可以记载各首要部件的运转时间,并进行故障诊断;

管理人员还可以设置参数主动保护,即使停电也可以保存运转参数和告警记载,体系可以贮存30条前史告警信息,此外,优异的人机交互界面,可以使管理人员方便快捷地将体系的功用发挥到最佳。

(2)机房精密空调的电网适应能力也是判别其功用的一个重要方针

以移动基站、野外机房等小机房为例,一般处于较恶劣的电网环境,电网电压动摇幅度大,这就需求相应的制冷体系具有很好的电网适应性。比方选用超宽输入电压规划,答应电压动摇规模为±20;具有一起的缺相保护功用和相序检测功用,高低电压主动监测和保护功用;具有相序错位主动调整功用,可完成来电主动发动。这种一起的规划,确保了制冷体系在恶劣的电网环境中高效牢靠运转。

(3)小型机房的性质决议了其对空调体系相同具有高牢靠性的要求

一般的场合出现制冷问题影响不大,而机房空调的牢靠性不高则会要挟整个机房设备乃至整个网络的安全。因而在规划上,机房专用空调的牢靠性比一般空调要高许多,在结构与操控体系规划和制作以及空调体系组成等方面都采取一系列确保办法遥,依照每年365天,每天24小时运转规划,并且每件产品均通过严厉的出厂试验,可以确保设备常年无故障运转。

(4)一个机房最重视的就是可靠性

全年8760小时要无故障运转,就需求机房空调可靠的零部件和优异的操控体系。通常机房多是N+1备份,一台空调出了问题,别的空调就能够马上接收全部体系。

原因二:操控精准

小型机房,因为面积较小、设备不多、发热量不大,一般的舒适型空调好像现已可以将温度操控在一定的规模内,“到达”了降温的作用,但细究之,温度操控仅仅机房环境调理的一个方面,除此之外,温度操控精度、湿度调理、空气过滤等也是机房环境对制冷体系的重要方针要求。

一般舒适型空调的规划针对家庭环境或一般的工作环境,无法到达上述方针要求。

(1)湿度

在湿度操控方面,舒适型空调根本没有加湿功用,只能进行除湿,因而无法进行湿度操控。在机房当中,湿度过高会凝结成水雾乃至水滴,湿度过低会发生静电,这两种状况对设备运转都非常不利。关于机房专用空调而言,湿度操控为其重要的参数,其湿度操控精度一般可达±5。高换气功率还能保持湿度稳定,使相对湿度动摇操控在50%±5%RH之内,确保了机房设备运转功用。

(2)温度

在温度操控精度方面,因为舒适型空调的换气次数仅为每小时5-15次,温度调理精度为依±3-5℃,这根本可以满意一般环境的温度调理要求,但机房内因为温度场散布不均匀,这种调理精度仅能确保操控空调近端设备处的温度,比较而言,机房精密空调的换气次数为每小时30-60次,高功率的换气能力使空调体系可以感应整个机房的温度动摇,确保了机房温度的调理精度维持在1℃左右,然后确保了机房的全体降温。

(3)洁净度

除了温度和湿度,机房对空气的洁净度也有着严厉的要求,空气中的尘土、腐蚀性气体等会严峻损坏电子元器件的寿数,引起接触不良和短路等问题,一般的舒适型空调的过滤器,无法到达机房的洁净度要求,而机房精密空调具有高效的空气过滤能力,可以按相关规范对流转空气进行除尘、过滤,使机房确保需求的洁净度,然后确保设备的安全运转。

(4)高精度规划

机房精密空调不仅对温度能够调理,也能够对湿度能够调理,而且精度都是很高的。计算机特别是服务器对温度和湿度都有特别高的请求,假如改变太大,计算机的计算就可能呈现差错,对服务商是是很晦气的特别是银行和通讯职业。如今的机房精密空调请求通常在温度精度达±2℃,湿度精度±5%,高精度机房精密空调能够温度精度到达±0.5℃,湿度精度到达±2%。

原因二:高效节能

因为机房的发热量很大,有的IDC机房发热量更是到达30kw/㎡以上,所以全年都是制冷。

这儿需求说到的一点是机房精密空调也有加热器,只不过是在除湿的时分发动的。应为除湿时出风温度要相对较低,防止房间温度降低得太快(机房请求温度改变每10分钟不超越1℃,湿度每小时不超越5%),在高效节能方面,一般的舒适性空调明显无法与机房专用空调比较肩。从显热比上看,机房专用空调显热比高达80%-90%,也就是说,有90%的功率用于为设备有用降温,只要10%左右的能耗用于适度除湿;

而舒适性空调的显热比为60%-70%,有30%-40%的功率用于过度除湿。这种状况简单导致机房湿度过低,不光设备遭到静电的要挟,并且极大地浪费了电能。

从能效比上看,机房专用空调选用的工业等级紧缩机能效比高达3.3以上,而舒适性空调现在业界选用的紧缩机能效比约为2.9,大大低于机房专用空调。

绿色环保、节能降耗现已成为各行业一起的方针,因而也是数据中心或计算机机房建造上的一个重要考量要素,而其间制冷体系尤其遭到更多的重视。根据美国环保署提交给美国国会的一份研究报告,在数据中心的悉数电能耗费中,制冷体系占40%左右。

而IDC的研究也显现,在数据中心,冷却体系比服务器自身运转更耗电,当服务器成倍增加的时分,配套用电量将呈指数级上升。因而制冷体系选用高效节能的产品,关于数据中心或计算机房的节能降耗具有重要意义。

查询标明,运用舒适性空调的机房问题较多,首要表现为机房内电子设备故障率高以及舒适性空调设备自身的保护量大。发生这些问题的原因在于舒适性空调的规划规范不适合机房对温湿度的要求,更不契合高牢靠性以及绿色高效的要求,作为一个特别的环境,小型机房更应得到机房专业空调的呵护,更应完成制冷野专业化冶。

下面对机房精密空调构成部分进行详解:

一、压缩机

压缩机按其结构分为三类:开启式、半封闭式、全封闭式。目前大部分机房专用空调采用全封闭式压缩机。

全封闭制冷压缩机是一种压缩机与电动机一起,装置在一个密闭铁壳内形成的一个整体。从外表看只有压缩机的吸排气管接头和电动机的导线;压缩机壳分为上下两部分,压缩机和电动机装入后,上下铁壳用电焊焊接成一体。平时不能拆卸,因此机器使用可靠。在全封闭制冷压缩机中,又有活塞型压缩机和涡旋式压缩机。(工作原理动态图附件中)

全封闭涡旋式制冷压缩机,它的构造主要由下列各项组成:旋转式进、出口阀门;压力表接口;内置式过载保护;弹性机座;曲轴箱加热器;内置式润滑油泵。

涡旋式制冷压缩机最大的优点是:

1结构简单:压缩机体仅需 2个部件(动盘、定盘)就可代替活塞压缩机中的 15个部件。

2高效:吸气气体和变换处理气体是分离的,以减少吸气和处理之间的热传递,可以提高压缩机的效率。涡旋压缩过程和变换过程都是非常安静的。

二、蒸发器

1蒸发器的分类:

蒸发器按其被冷却的介质种类可分为冷却液体的蒸发器(干式蒸发器)和冷却空气用的蒸发器(表冷式蒸发器)这两大类。机房空调系统所使用的蒸发器一般为冷却空气的蒸发器。当制冷系统的氟里昂液态进入膨胀阀节流后送入蒸发器,属于汽化过程,这时候需要吸收大量热量,使房间温度逐步降低、以达到制冷及去湿效果。

2A型蒸发器

“A”型结构蒸发器的优点是该结构具有较大的迎风面积和较低的迎面风速以防止逆风带水。蒸发器配备有 1/2”铜管铝翅片及不锈钢凝结水盘,以利热量更好的传递。蒸发器盘管分为多路进入并作交错安排,籍此将每个制冷系统都能遍布于盘管迎风面上,当单一制冷系统运行时,显热制冷量可达总制冷量的 55%—60%。

3蒸发器的去湿功能

在正常制冷循环中,室内机风扇以正常速度运转,供给设计气流以及最经济的能量以满足制冷量的要求。

(1)简单的除湿功能

当需要除湿时,压缩机运行,但室内机马达转速降低,通常为原转速的2/3,因此风量也减少了 1/3,通过冷却盘管的出风温度变成过冷,产生良好的冷凝效果即增加了除量。以此法增加去湿量带来的弊端有:当出风量减少 1/3,通常在几秒种之内出风温度降低 2oC—3oC,当突然降低温度速度达到最大允许值每 10分钟降低 1℃时,造成控制可靠性降低;当出风量减少 1/3,过滤效率降低,对换气次数及通风量都有很大影响,造成室内控制精度降低和温度分布不均匀;由于出风温度降低,需接通电加热器以提高室温,造成温度控制不精确和增加运行费用。

(2)专门的去湿循环

冷却绕组分为上、下两个部分,分别为总冷却绕组的l/3和 2/3。在正常冷却方式下,制冷工质流过冷却绕组的两个部分。在除湿方式下,常开电磁阀关闭,这样就把通向冷却绕组的上部绕组(1/3部分)的氟里昂制冷剂切断了,全部氟里昂制冷剂都流向冷却绕组的下部绕组(2/3)部分。通过下部绕组的空气的温度是很低的,通常至少比冷却循环中的空气降低 3oC,所以增加了去湿效果,但其弊端是总制冷量会减小和吸气压力降低。

(3)旁路气体调节器

在“A”型蒸发器顶部安装一个旁路气体调节器,在正常冷却方式下这个调节器是关闭的,所有返回的气体都要平均地经过两个冷却绕组。当需要进行除湿操作时,旁路气体调节器完全打开,使 1/3的返回气体旁路经过 A框绕阻的顶部而没有经过冷却,另外 2/3的返回气体均匀地通过 A框绕组,排出气体的温度被快速降低,增加去湿效果。此种去湿方法的效果与专门的去湿循环相同,但是其优点是总制冷量将保持不变。

三、冷凝器

冷凝器按其冷却形式可分为三大类型:水冷式、风冷式、蒸发式及淋水式。

1水冷式:

在水冷式冷凝器中,制冷剂放出热量被冷却水带走。冷却水可以一次流过,也可以循环使用。当使用循环水时,需要有冷却水塔或冷水池。水冷冷凝器有壳管式、套管式、沉浸式等结构形式。

2风冷式

在风冷式冷凝器中,制冷剂放出的热量被空气带走。它的结构形式主要为若干组铜管所组成,由于空气传热性能很差,故通常都在铜管外增加肋片,以增加空气侧的传热面积,同时采用通风机来加速空气流动,使空气强制对流以增加散热效果。

3蒸发式及淋水式:

在这类冷凝器中,制冷剂在管内冷凝,管外同时受到水及空气的冷却。目前进口机房专用空调的类型以风冷型为主。下面对风冷型冷凝器作详细叙述。风冷冷凝器采用?10铜管,铝翅片结构,风机采用可调速电机,以保证冷凝器在冬季、夏季能够均衡使用,也使冷凝压力在很冷,很热的环境下不致变化太大。风冷冷凝器适用于环境温度-30oC—+40oC范围之内,当环境温度较高时,将引起冷凝器压力升高,这将由调速器的压力传感机构感受到这种压力的变化,并将这种变化转变为输出电压的变化,从而使电机转速产生变化以达调节强制对流效果的目的。当然,由于采用了无极调速的装置,那么这种电机转速的变化是能够非常平滑过渡的。

机房专用空调室外冷凝器在出厂时已经过调整及校验,但由于长途运输或者长期使用中的震动,偶尔会出现调速器的设定漂移现象。如果出现此情况可参相应型号的说明书适当调整。通常室外机调整转速过程为:室外机高压压力在14kgf/cm2左右时风机起转,在 20—24kgf/cm2时达到满负荷转速,而在 14—18kgf/cm2时调速性能为最佳状态。

四、热力膨胀阀

1热力膨胀阀的结构:

膨胀阀的顶部由密封箱盖波纹薄膜感温包和毛细管组成一个密闭容器,里面灌注氟里昂,成为感应机构,感应机构内灌注的制冷剂可以与制冷系统的相同,也可以不同,比如制冷系统用的是F—22,感温包可灌注 F—12或 F—22,感温包用来感受蒸发器出口的过热蒸汽温度,毛细管作为密封箱与感温包的连接管,传递压力作用在膜片上,波膜片是由一块0.2mm左右的薄合金片冲压成形,断面是波浪形的。受力后弹性形变性能很好,调节杆是用来调整膨胀阀门的开启过热度,在调试过程中用它来调节弹簧的弹力,调节杆向里旋时,弹簧压紧,调节杆向外旋时,弹簧放松,传动杆顶在阀针座与传动盘之间传递压力,阀针座上装有阀针,用来开大或关小阀孔。

2热力膨胀阀的工作原理

膨胀阀通过感温包感受蒸发器出口端过热度的变化,导致感温系统内(感温系统是由感温包、毛细管、传动膜片和传动波纹管这几种互相连通的零件所构成的密闭系统)充注物质产生压力变化、并作用于传动膜片上.促使膜片形成上下位移,再通过传动片将此力传递给传动杆而推动阀针上下移动,使阀门关小或开大,起到降压节流作用和自动调节蒸发器的制冷剂供给量并保持蒸发器出口端具有一定过热度,得以保证蒸发器传热面积的充分利用,以及减少液击冲缸现象的发生。

3膨胀阀的种类:(内平衡、外平衡)

作用于热力膨胀阀体内传动膜片下部的压力为节流后的蒸发压力(这一压力通过传动杆和传动片的缝隙而进入膜片下部分空间)这种结构称为内平衡式膨胀阀。

作用于热力膨胀阀体内传动膜片下部的压力不是节流后的蒸发压力,而是通过外接平衡管将蒸发器出口端的压力引入传动膜片下部空间结构的阀门、称为外平衡式热力膨胀阀。与内平衡式膨胀阀相比,外平衡式热力膨胀阀的过热度要小得多,所以采用外平衡式热力膨胀阀时,能充分发挥蒸发器的传热面积的作用和提高制冷装置的效果,在蒸发器阻力较小、压力损失不大的情况下,可选用内平衡式热力膨胀阀;当蒸发阻力较大,压力损失比较大或具有液体分配器时,应选用外平衡式热力膨胀阀。采用分配器的,一般都选用外平衡膨胀阀。

在专用空调机中采用的通常是外平衡式热力膨胀阀。热力膨胀阀虽只是一个很小的部件,但它在制冷系统中的作用必不可少,所以它与制冷压缩机、蒸发器、冷凝器、并称为制冷系统四大部件。

五、制冷系统的其它辅件

1液体管路电磁阀

液体管路电磁阀在制冷系统中可以受压力继电器、温度继电器发出的脉冲信号形成自动控制。在压缩机停机时,由于惯性作用以及氟里昂的热力性质,使氟里昂大量进入蒸发器,在压缩机再次启动时,湿蒸气进入压缩机吸入口引起湿冲程,不易启动,严重的时候甚至将阀片击破。液体管路电磁阀的设置,使这种情况得以避免,静止时电磁阀将高低压分为二个部分,低压部分的较低压力低于低压压力控制器的开启值。所以压缩机处于停止状态。当压缩机需要启动时,通过电脑输出信号接通电磁阀,当阀开启时,高压压力迅速向低压释放,当低压压力达到低压控制器开启值时,压缩机才能启动。

2视液镜

视液镜在制冷系统中处于制冷电磁阀和干燥过滤器之间,顾名思意,它是用来观察液体流动状态的,根据气泡的多少可以作为制冷剂注入量的参考,根据视液镜颜色可以看出系统内水份的含量。

3液体管道干燥过滤器:

通常,液体管道干燥过滤器是不可拆卸的。内部采用分子筛结构,能够去除管道中的少量杂质水份等,起到净化系统的目的。因管道在焊接中会出现氧化物,并且氟里昂制冷剂的纯度也有所不一,液体管道干燥过滤器出现堵塞时,会引起吸气压力降低,在过滤器两端会出现温差,如出现这种情况,需要更换过滤器。

4高低压力控制器

在制冷系统中高低压力控制器是起保护作用的装置。高压保护是上限保护,当高压压力达到设定值时,高压控制器断开,使压缩机接触器线圈释放,压缩机停止工作,避免在超高高压下运行损坏零件。高压保护是手动复位,当压缩机要再次启动时,需先按下复位按钮。当然,在重新启动压缩机前,应先检查出造成高压过高的原因,给予排除后,才能使机器运转正常。

低压保护是为了避免制冷系统在过低压力下运行而设置的保护装置。它的设定分为高限和低限。它的控制原理是:低压断开值就是上限一下限的压差值,重新开机值是上限值。

低压控制器是自动复位,所以要求操作人员经常观察机器的运行情况,出现报警时要及时处理,避免压缩机长时间频繁启停而影响寿命。

文章来源:机房空调 http://www.dataaire.com.cn

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