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引言
空管工程建设中，对专业机房的规模和配置要求越来越高，机房内安装着大量的服务器、存储设备、交换机等设备，其复杂性、特殊性和重要性不言而喻，这些设备主要由集成电路和电子元件组成，对运行环境有着各自的特定要求，不然会影响其使用寿命和运转可靠性。机房精密空调便是根据机房内的各类设备对环境温度、湿度、洁净度等的要求而专门设计的空调系统，用于保证机房内设备的正常运行。
一、机房精密空调工作原理
人们在生活工作中使用的空调主要是普通舒适性空调，而机房精密空调的基本原理与其相同，主要组成部件都是压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。其基本工作原理是：压缩机将经过蒸发器后吸收了热能的制冷剂气体压缩成高压气体，然后送到室外机的冷凝器；冷凝器将高温高压气体的热能通过风扇向周围空气中释放，使高温高压的气体制冷剂重新凝结成液体，然后送到膨胀阀（节流装置）；膨胀阀将冷凝器管道送来的液体制冷剂降温后变成液、气混合态的制冷剂，然后送到蒸发器回路中去；蒸发器将液、气混合态的制冷剂通过吸收机房环境中的热量重新蒸发成气态制冷剂，然后又送回到压缩机，重复前面的过程。如图1所示。
图1.空调基本工作原理图
二、机房的环境特点
专业机房主要是指计算机房、电信机房、服务器机房等对室内环境有要求的设备工作间，需提供保证设备正常运行的机房环境。
1.温湿度的影响
机房内的设备在运行过程中会散发大量的热，需要即时将这部分热量排除，否则环境温度将会迅速升高。相同的，过低的环境温度也会直接影响到机房内设备的正常运转。
机房内过高的空气湿度，将影响电路系统的电学性能，使金属材料易于氧化腐蚀；空气湿度太低会使纸带、磁带等卷曲变形，并且易产生静电，从而会导致出现数据误差，甚至损坏磁头。
2.机房内尘埃的影响
机房内空气洁净度差，将导致一些记录设备如磁盘机、磁带机等记录设备损坏，影响计算机的精度，甚至发生短路或元器件接触不良等问题。
3.噪声的影响
过大的噪声环境，将引起机房工作人员的身体不适，比如注意力不集中、头晕、易疲倦等，会有损工作人员身体健康和降低工作效率。
三、机房精密空调的特点
1.机房内显热量大、潜热量小
机房内的热量主要是显热，是由机房内大量的服务器、存储设备、交换机等设备在正常运行时向室内散发的大量热量。潜热是指改变空气含湿量的热量，然而机房内除了加湿设备外，其他的设备都没有加湿的作用，所以机房内的潜热主要来自于机房内的工作人员、送入的新风及侵入的室外空气，所以机房内的潜热量很小。
2.空调送风的焓差小、风量大
机房内由于潜热量小，所以一般不需要除湿，因此送风温度不能低于机房内空气的露点温度，这样一来，机房精密空调的送风焓差比较小，因此需要送入较大风量来带走机房内产生的大量显热。
3.温、湿度要求稳定
机房要求温度的波动幅度控制在一定范围内，同时对温度变化的梯度也有要求，否则会影响到设备的正常运转。
机房内的湿度需要严格控制在规定的范围内，现机房内加湿方式主要是电极加湿和湿膜加湿等：
（1）电极式加湿，一般用于自带加湿的机房精密空调。其优点有快速加湿、无噪声、可满足室内相对湿度波动范围≤±3%的要求；其缺点有电加热能耗较大、受水质影响大、易结垢、运维成本高、击穿电极。
（2）湿膜式加湿，其优点是饱和效率高、加湿洁净、不需处理水、节能；其缺点是控制精度差于电极式加湿，但能满足大部分机房对湿度的要求。
4.气流组织特殊
机房内由于设备数量多且布置密集，导致散热量大且集中，所以需要采用能够快速有效冷却设备的送回风方式。机房精密空调的送回风方式有多种，例如：上送下回、下送上回等，根据具体情况来选择：
（1）上送下回
将送风口设在房间顶棚上或房间侧墙上，向室内垂直向下送风或者横向送风方式，称为上送下回气流组织形式。舒适性空调多采用此方式，但大中型专业机房用的不多，一般用于小型或微型专业机房。
（2）下送上回
将专业机房的架空地板作为静压箱，在地板上设置风口，冷风送入架空地板通过此风口送入机房内，将机房内的热量带走后通过吊顶格栅的回风口排出，如此循环。中大型的专业机房常采用此种送回风方式。
5.空气洁净度要求高
不同类型的机房对空气洁净度有着不同的要求，如果机房内空气中的尘埃颗粒过多，会不同程度的影响电子设备的使用寿命，甚至引起接触不良或线路短路等故障。因此，机房应保持一种洁净的空调环境，机房精密空调在运行时需要根据要求对空气进行过滤除尘，以有利于机房内设备的安全运行和延长设备的使用寿命。
6.全年供冷运行
专业机房内的服务器、存储设备、交换机等设备需要每天连续24小时工作，即使是在冬季，由于机房内的设备散热负荷强度高，导致机房内的发热量高于耗热量。所以为了保证正常运行环境，这就需要机房精密空调常年运行。
四、机房的空调负荷特点
为了使机房能够满足设备要求的特定温度、湿度和洁净度，需要相关设计人员能够准确的计算出机房的热负荷，从而合理的为机房配置机房精密空调。机房内热负荷的主要来源有：
1.围护结构传热负荷，如从墙壁、屋顶、门窗和地面传入机房的热量；太阳辐射热负荷，由于太阳照射从门窗上的玻璃进入房间的热量；对流换热热负荷，从门窗缝隙或开门、开窗时进入的热量；工作人员产生的热量；新风产生的热量。
2.计算机房内各类设备产生的热量，为机房内的主要热量；照明设备产生的热量。
五、工程实例应用
某空管工程在建项目的专业机房位于办公楼一层，其中主机房总面积486㎡，将主要硬件设备布置在此机房内。
机房内的机柜布局预计为3行6列，总共18个设备岛，每个设备岛根据内部空间配置10个机柜，采用背靠背、面对面的摆放方式。根据用户的需求，本次工程建设只包括其中8个设备岛的设备机柜，其余设备岛做为预留。
根据机房内设备的需求，为其配备机房精密空调，机房室内空气设计参数为：温度23±1℃，相对湿度50±5%。
通过对机房热负荷的计算，机房精密空调系统设备的选择方案如下：
（1）精密空调系统的冷源选用自然冷却风冷冷水机组，单台制冷量369kw，共
三台（两用一备）。自然冷却风冷冷水机组的优点是：当室外温度较低时，利用冷空气直接冷却循环冷冻水，而减少或完全不需要开启压缩机制冷即可为空调室内提供冷量，这种方法即为自然冷却方法，它与常规冷水机组最大的区别在于它带有独特的风冷自然冷却换热器，其运行优先利用天然环境的低温空气冷却循环冷冻水，可以实现无压缩机运行制冷，显著节省压缩机的能耗。
（2）机房精密空调采用冷冻水型机房专用空调，单台制冷量80KW，数量按照
N+X（X=1～N）的冗余原则选择6用2备。冷冻水型机房专用空调本身不含压缩机，需要接冷冻水作为空调的冷媒，配备有高效的EC风机和中效空气过滤器，具有冷量调节、遥测、遥信、遥控、摇调等功能。
（3）新风设备采用多联机新风机组，新风量换气次数为1次/小时。此设备需
在新风入口处加装过滤配件，以保障机房对空气洁净度的要求，本系统新风采用上送风的方式直接送入专用空调机房，由机房精密空调送入主机房内。
（4）主机房的空气加湿采用机房专用滴下渗透气化式加湿器，加湿量14kg/h，
共两台，此设备的加湿方式即为湿膜加湿。
（5）机房专用精密空调、多联机新风机组、机房专用加湿器配有智能化控制
系统，为机房内设备的正常运行提供保障。
在主机房的两侧设置机房专用精密空调机房，两侧各四台，加湿器两侧各一台。机房布置平面示意图如图2所示：
图2.机房布置平面示意图
主机房的空调气流组织采用下送上回的方式，机房内铺设的防静电地板高800mm，利用静电地板下的空间作为空调系统的送风静压箱，冷空气经过地板上安装的可调节风口向机柜送风，利用吊顶空间作为空调系统的回风静压箱，将热风从吊顶格栅回至专用空调机房内，如此循环。主机房的气流组织形式如图3所示。
图3.主机房气流组织形式示意图
六、结语
信息处理是空管工作中不可或缺的重要环节，专业机房内的服务器、存储设备、交换机等设备对运行环境的温湿度非常敏感。精密空调系统的形式种类多样，作为空管工程建设人员，了解机房的环境特点和精密空调的特性，能够准确的为专业机房配置精密空调，是保障空管系统正常运行的重要前提。
论文作者:遇行
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/18
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