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空调培训1（精密空调基础）中达电通UPS产品处戴林华2011-8Confidential2目录一、空调基础知识二、IT机房环境要求三、机房空调和舒适型空调区别四、机房空调应用范围五、机房空调结构六、机房空调冷却方式分类七、机房空调送风方式分类八、机房空调运行过程九、机房空调在机房中的配置Confidential31、制冷基本参数：温度---表示物质的冷热程度摄氏温度（℃）：水在1个大气压下凝固点温度定为0℃，沸腾点定为100℃，中间100等分，每等分为1℃。湿度---空气中所含水蒸气量的多少绝对湿度：一定温度下，单位重量空气中，水蒸气的含量相对湿度：一定温度下，湿空气中水蒸气分压与同温度下饱和水蒸气分压比值相对湿度总是和温度相关的，交换机房最适宜的温湿度为:22℃-24℃，45%-55%。空气的焓值---空气中含有的总热量一、空调基础知识Confidential42、制冷性能指标：制冷量—从低温热源吸收的热量，以Q(Kw)表示显冷量—用于温度变化而消耗的冷量潜冷量—用于相变化，而不引起温度变化而消耗的冷量(水冷凝）全冷量—显热量和潜冷量之和显热比(SHR)—显冷量与全冷量的比值制冷系数(COP)—制冷量与压缩机消耗的功率之比能效比(EER)—得到的冷（热）量与付出的能量之比。包括系统风机消耗的电量。空调风量—空调机组单位时间内输出的风的总量(常用m3/hr标称)一、空调基础知识Confidential53、冷量单位：千瓦(kw)—国际单位制，目前使用最普遍的冷量单位大卡(kcal/hr)—习惯使用单位，与kw的换算关系为：1kw=860kcal/hr冷吨(RT)—美国冷吨1冷吨=3.5kw匹(HP)—又称匹马力，即表示输入功率，也经常表示制冷量。表示制冷量时，实际含义为消耗1hp功率所产生的制冷量：1HP≈2.5kwBTU—英制冷量单位1kw=3414BTU一、空调基础知识Confidential6制冷循环（卡诺循环）在制冷循环系统中，压缩机从蒸发器吸入低温低压的制冷剂蒸汽,经压缩机绝热压缩成为高温高压的过热蒸汽,再压入冷凝器中定压冷却,并向冷却介质放出热量,然后冷却为过冷液态制冷剂,液态制冷剂经膨胀阀绝热节流成为低压液态制冷剂，在蒸发器内蒸发吸收空气中的热量,从而冷却空气，使空气的温度下降，达到制冷的目的,流出低压的气态制冷剂被吸入压缩机,如此循环工作。4、制冷循环冷凝器蒸发器膨胀阀汽相液相相两液汽压缩机相两液汽汽相一、空调基础知识Confidential71、机房电子设备的运行特点•设备散热量大且热密度集中•设备散湿量小•设备全年不停机运行二、IT机房的环境要求Confidential82、环境对服务器等电子设备的影响•机房温度无法恒定-造成电子元器件的寿命大大降低•局部温度过热-设备易烧毁而宕机•机房湿度过高-产生冷凝水•机房湿度过低-产生有破坏性的静电•洁净度不够-交换数据错误，设备部件过热•风量–没有足够大的风量，无法快速的移走设备散发的热量二、IT机房的环境要求Confidential93、机房空调设计要求•精确的温度控制:22℃±(1-2)℃•精确的湿度控制:50%±(2-5)%•高显热比:大风量、小焓差•足够的风量:换气次数＞30次/小时•机房保持正压:＞10pa•高洁净度：使用中、高效过滤网•制冷效率高•运行高可靠性•全年制冷运行•考虑冗余与备份二、IT机房的环境要求Confidential10项目机房空调舒适空调比较结论温度控制22oC-24oC21oC-27oC舒适空调无恒温功能湿度控制50%±5%没有控制舒适空调无恒湿功能空气过滤ASHRAE20%+简陋舒适空调不满足机房洁净标准显热比0.9左右0.6-~0.7舒适空调降温效率低,持续除湿致使空气干燥换气能力30-60次5-15次舒适空调风量小,用于机房内会局部过热再热器提供没有舒适空调无温度补偿,有温度过低现象加湿器提供没有舒适空调在空气干燥时无法提高湿度机房空调和舒适型空调的区别三、机房空调和舒适型空调的区别Confidential11室外环境温度-35oC~42oC-5oC~32oC舒适空调不满足机房严冬和酷暑仍需制冷要求智能化程度高度智能简单舒适空调异常无告警直至故障且不可集中监控运行时间全年每天24小时夏季每天10小时舒适空调的结构仅依据人的使用时间设计不间断运行寿命＞8年＜3年舒适空调不满足机房不间断运行要求，寿命短来电自启动具备没有舒适空调不适合机房无人值守要求能耗比例11.5舒适空调无谓除湿，耗能较大总结：机房空调能保证机房恒温、恒湿、恒洁净度、长设计寿命、能进行智能监控、适合无人值守机房要求！三、机房空调和舒适型空调的区别Confidential12机房专用空调舒适型空调三、机房空调和舒适型空调的区别Confidential13机房空调的应用范围：计算中心过程控制工业医疗电信机房计算机房四、机房空调的应用范围Confidential14实验室洁净室图书馆磁带/介质存储胶片存储PrecisionControl四、机房空调的应用范围Confidential15机房空调框架支撑部分防火、保温、降噪、密封部分整体固定架减震板及减震支架防火板保温板降噪板密封板、密封条1、空调框架五、机房空调的结构Confidential16送风系统风管、风道送风机送风控制风阀、软连接静电地板静压仓电机离心风扇风机轴承、皮带空气过滤器空开、接触器风机过载保护风压（差）开关2、空调送风系统五、机房空调的结构Confidential17五、机房空调的结构2、空调送风系统风机种类：皮带驱动式离心风机直接驱动式离心风机交流驱动无蜗壳离心风机EC风机Confidential18制冷系统压缩部分冷凝部分节流部分蒸发部分压缩机高低压力保护器线圈热保护压力传感器冷凝盘管轴流风扇压控、调速器线圈热保护干燥过滤器、汽液分离器膨胀阀蒸发器盘管除湿电磁阀热气旁通阀3、空调制冷系统五、机房空调的结构Confidential19五、机房空调的结构3、空调制冷系统压缩机种类：半封闭式压缩机全封闭离心式压缩机全封闭涡旋式压缩机全封闭数字式压缩机压缩机的作用：•提高冷凝压力，以提高制冷剂的冷凝温度•制冷剂工况循环运行的动力源Confidential20五、机房空调的结构3、空调制冷系统蒸发器、冷凝器作用：热量交换部件在换热器上进行热量交换，经过换热器的空气吸收（释放）热量，使空气温度升高（降低）经过换热器的制冷剂释放（吸收）热量，使制冷剂发生相的变化，或者制冷剂的温度发生变化蒸发器的结构种类：平板式、V字型式、A字型式Confidential21五、机房空调的结构3、空调制冷系统膨胀阀的作用：节流装置在制冷循环过程中，经过冷凝器冷凝的高压、高温液相制冷剂经过膨胀阀节流后，成为低压的液相制冷剂，从而进行后续的循环。膨胀阀的种类：机械式膨胀阀、电子式膨胀阀Confidential22电加热系统电加热散热片固定支架空气开关、接触器温度保护器过流热敏电阻4、空调电加热系统五、机房空调的结构Confidential23加湿系统电极式加湿罐加湿罐托盘红外加湿灯管托水盘控制部件功能部件给水电磁阀排水电磁阀水位浮漂、传感器电流传感器5、空调加湿系统五、机房空调的结构Confidential24五、机房空调的结构5、空调加湿系统加湿器的作用：当机房中的相对湿度低于设定值时，启动加湿系统，将外界的水经过加湿系统处理后，转换成水蒸气，进入机房，提高机房的相对湿度加湿器的种类：电极式加湿系统红外线式加湿系统超声波加湿系统Confidential25控制系统硬件部分主控制电路板显示器程序存储器集成电池加湿控制板告警输出板联网卡其他扩展板远程控制终端软件部分控制逻辑程序通信协议监控程序温湿度采集器6、控制系统五、机房空调的结构Confidential261、直接膨胀风冷式室外冷凝器室内主机组优点：安装施工方便、设备运行独立性强缺点：受室内、外机安装距离和上、下位置落差距离影响六、机房空调冷却方式分类Confidential272、直接膨胀水冷式室内主机组板式换热器或壳管式换热器冷却水塔或干冷器优点：通过泵的配置，不受换热部分设备距离限制缺点：热量迁移通过二次换热系统，系统复杂。水系统工程施工复杂，机器运行受换热器和水塔的的影响六、机房空调冷却方式分类Confidential283、冷冻水冷式冷冻水来自冷水机组优点：机器结构简单、机器造价低，运行成本低（无压缩机）缺点：系统必须配套冷水机组，冷水机组故障会导致整个系统瘫痪；冷水机组进行备份的话，总造价就会高六、机房空调冷却方式分类Confidential29冷冻水来自冷水机组4、风冷式双冷源空调优点：机器内具有二套不同方式的制冷系统，运行可靠性高缺点：机器结构复杂、机器造价高，安装施工复杂六、机房空调冷却方式分类Confidential305、水冷式FREE-COOLING空调运行过程:在夏季，FREE-COOLING阀门关闭，是个水冷循环的机器；冬季FREE-COOLING阀门打开，冷却水直接作为冷媒，进入蒸发器，进行制冷，无需启动压缩机，类似冷冻水空调优点：在冬季可能节能缺点：机器结构复杂、机器造价高，安装施工复杂六、机房空调冷却方式分类Confidential316、风冷式FREE-COOLING空调夏季：运行如左图。压缩机运行，空调为正常风冷机组冬季：运行如右图。压缩机系统停止工作，通过中间的活动隔板改变方向，将室外的新鲜冷空气直接引入机房，同时将室内的部分热风排至室外六、机房空调冷却方式分类Confidential32AW-FCDH风冷冷凝器干冷器或冷却水塔冷水机组7、空调组合图六、机房空调冷却方式分类Confidential331、下送、上回风空调使用机房：具备架空地板、并且架空地板高度≥300的机房优点：架空地板下部作为一个整体的静压箱，相对来说，送风过程中，送风比较均匀。同时，由于地板的屏蔽作用，空调在运行过程中，噪音相对会轻运行注意点：确保地板下送风畅通，风路不畅，会影响空调运行七、机房空调送风方式分类Confidential342、上送、前回风空调使用机房：不具备架空地板、或者架空地板高度不够的机房使用方式：配套送风风帽或者送风风管进行使用。从运行效果来讲，风管送风能保证送风距离，达到较好的效果相对于下送风，上送风空调送风系统要求较高的压头，机房运行的噪音也较大七、机房空调送风方式分类Confidential353、机架式空调1）水平送风式使用机房：应用于高密度机架进行局部制冷七、机房空调送风方式分类Confidential36使用机房：应用于高密度机架进行局部制冷3、机架式空调2）下送风式七、机房空调送风方式分类Confidential37应用：每台机架空调对应每个机架内的服务器，同时安装有备份机架式空调3、机架式空调3）下送风式空调应用七、机房空调送风方式分类Confidential384、空调送风辅助系统1）机柜式辅助排风对于热量比较高的机架，在机柜上安装该系统，通过风机抽风的方式，强制增大经过服务器的空气流量，辅助服务器降温七、机房空调送风方式分类Confidential394、空调送风辅助系统2）地板下辅助送风对于热量比较高的机架，在机柜地板下安装该系统，通过地板下辅助送风的方式，强制增大经过服务器的空气流量，辅助服务器降温七、机房空调送风方式分类Confidential401、机房空调温度控制过程：温湿度传感器探测到的实际回风温度空调设定的控制温度比较＞温度控制范围控制软件控制导通压缩机控制接触器，压缩机启动，制冷系统开始工作；随着制冷系统的运行，实际回风温度逐渐接近设定温度，到达设定温度时，制冷系统停止工作。制冷系统停止工作后，回风温度再次逐渐上升，重复上述过程。八、机房空调运行过程Confidential412、机房空调湿度控制过程：1）加湿过程温湿度传感器探测到的实际回风湿度空调设定的控制湿度比较低于设定点，并超过湿度控制范围控制软件控制导通加湿器控制接触器，加湿器电极通电，并借助水的导电性能，电极导通，水被加热，