精密空調

精密空調（也稱恆溫恆濕空調），外文名Precision Air Conditioner，是指能夠充分滿足機房環境條件要求的機房專用精密空調機，是在近30年中逐漸發展起來的一個新機種，特點為大風量、熱負荷變化，套用於圖書館、檔案館、印鈔廠等。

通常舒適性空調冷負荷中有30%是為了消除潛熱負荷，有70%是為了消除顯熱負荷。對機房來講，其情況卻大不相同，機房主要是設備散出的顯熱，室內工作人員散出的熱負荷及夏季進入房間的新鮮空氣的熱濕負荷（僅占總負荷的5%）。

基本介紹

• 中文名：精密空調
• 外文名：Precision Air Conditioner
• 也稱：恆溫恆濕空調
• 特點：大風量、熱負荷變化
• 用於：圖書館、檔案館、印鈔廠等

特點

大風量

與相同製冷量的舒適性空調機相比，整體機房專用精密空調機的循環風量約大一倍，相應的焓差只有一半，機房專用精密空調機運行時通常不需要除濕，循環風量較大將使得機組在空氣露點以上運行，不必要像舒適性空調機那樣為應付濕負荷而不得不使空氣冷卻到露點以下，故機組可以通過提高製冷劑的蒸發溫度提高機組運行的熱效率，從而提高運行的經濟性。根據經驗，顯熱比為1.0的機組的單位製冷量的能耗僅是顯熱比為0.6的機組的60%左右。同樣，機房要求溫濕度指標相對穩定，較大的循環風量將有利於穩定機房的溫濕度指標，顯然，在製冷量一定的情況下，風量的增大將導致焓差的減少，因而通常機組只能在顯熱比相當高的工況下運行，這恰恰與機房的負荷特點相適應。

並且冬季是需要加濕而不是減濕，即使在冬季機房仍需要消除熱負荷，特別是程控機房更是如此。鑒於以上特點，如將一般舒適性空調機組用於機房，則會造成能量浪費。例如一個熱負荷為 7056kcal/h的機房，若使用機房專用空調機組，則總耗電量為2.7kw，而舒適性空調機組則需耗電8.1kw，即多耗電兩倍。同樣製冷量的空調機其風量各異，舒適性空調機的風量與冷量比為1:5，而恆溫恆濕機風量與冷量比為1:3.5，機房專用精密空調機具有大風量、小焓差、高顯熱比的特點，通常焓差為2kcal/kg左右。也就是說，機房的熱負荷90%～95%是顯熱負荷，同樣的熱負荷顯熱比越高要求送風量越大。這就要求機房的空調系統能夠提供較大的送風量，所以一般機房送風量要比通常舒適性空調房間所需的送風量大1.6～2倍。

熱負荷變化

通常要在10%～100%之間變動，對於隨著系統規模擴大，空載設備將會動態退出或者設備根據進度並未完全上電造成的。。因此，機房精密空調系統必須能夠適應這種負荷的變化，以使電子元器件工作在所要求的環境條件之中，保證電路性能的可靠性。

送風方式

由於要與電子通信設備的冷卻方式相適應，機房的空調系統的送風迴風方式是多種多樣的：有上送風、下送風，有上迴風、下迴風、側迴風等，生產企業一般是利用標準化手段開發一系列機型，以滿足用戶的不同需要。

機房專用精密空調機送風形式多為上送下回和下送上回式。機房中鋪設防靜電活動地板，機房專用精密空調採用下送上回式送風，使冷氣直接進入活動地板下，這樣使地板下形成靜壓箱，然後通過地板送風口，把冷氣均勻地送入機房內，送入設備機櫃內。為此，機房專用精密空調應有足夠的風量把機房中的熱量帶走。採用這種送風形式可大大提高空調效率，同時還可以大幅度節省過去習慣的管道送風的工程費用，降低工程造價，使室內布局美觀。這是機房理想的送風方式。當然，機房送風形式要與設備散熱形式一致。

過濾

通常標準型機組中，空氣過濾器均採用初、中效過濾，而在一些進口的特型機組中，從結構設計上採用預留亞高效過濾器或高效過濾器的安裝位置，根據用戶需求選用（如淨化手術室等就選用亞高效過濾器）。只要用戶要求，過濾系統可以很方便地以更換過濾器或者增加過濾器的方式進行升級。一般A級潔淨要求使用高效或亞高效過濾器，B級潔淨要求使用亞高效或中效過濾器，即使是C級潔淨要求也應該使用中效過濾器。然而，舒適性空調機一般只有初效過濾器，如果需要提高過濾效率，也只能是改裝，而且往往還需增加風機、加大風壓，以免空調機因安裝了高效或亞高效過濾器而使送風能力大幅度下降。

可靠性

針對機房精密空調系統高可靠性的要求，機房專用精密空調機在結構與控制系統設計和製造以及空調系統組成等方面都必須相應採取一系列措施，例如設定後備機組或後備控制單元，微機控制系統自動對機組運行狀態進行診斷，實時對已經出現或將要出現的故障發出報警，自動用後備機組或後備控制單元切換故障機組或故障單元。眾所周知，機房專用精密空調的控制系統功能比舒適性空調完善得多。

控制系統的性能與空調系統技術經濟性能密切相關。不少機房專用精密空調機生產企業專門開發一系列的控制器作為空調系統的組成部分。採用電子控制器或微機控制已經十分普遍，有些企業已經把模糊控制技術套用在計算機房專用空調系統中。

機房專用精密空調機組均採用先進可靠的微電腦控制系統。控制系統由兩大部件組成，即智慧型控制器I2-manager和操作顯示器組件Tmaster。控制器提供強大的模擬和數字控制能力，可以滿足廣泛的監測和控制功能，包括實時鐘、RS232/RS485通信接口以及標準的網路連線。大螢幕液晶多制式顯示器，可顯示地道的中文，更加適合中國用戶需求。操作人員可通過鍵盤/顯示器組件查詢設備運行狀態及各種故障記錄，調整設定參數，保證最高的運行效率。

控制系統可以控制同一機組內各台壓縮機分時啟動，降低啟動電流，均衡同一機組內各台壓縮機的工作時間，防止壓縮機頻繁啟動。多台機組可互相串聯，互為備份。多台機組可自動分時啟動，降低啟動電流，均衡不同機組的工作時間。這樣，有利於提高專用空調機組的壽命和運行的可靠性。

全年製冷

無論是大、中型計算機，還是程控交換機，都要求空調機全年製冷運行。而冬季的製冷運行要解決穩定冷凝壓力和其它相關的問題。多數機房專用空調機能在室外氣溫降至-15℃時仍能製冷運行，而採用乙二醇制冷機組，可在室外氣溫降至-45℃時仍能製冷運行。與此形成鮮明對比的是舒適性空調機或常規恆溫恆濕機，在此種條件下，根本無法工作。

系統設計

如果把舒適性空調機用作機房精密空調系統，由於機房要求其運行點為：冬季：20±2℃，夏季：23±2℃，而舒適性空調機的設計點溫度一般為27℃，所以機組的實際供冷能力一般比樣本標明的額定值低10%～25%。此外，運行點偏離設計點時，在一定程度上機組的部分機件性能由於偏離了最佳運行點，從而影響了機組整體的匹配狀態，不利於機組性能的充分發揮和高效率運行。然而機房專用精密空調機，由於把運行點作為設計點，因而機組始終處於最佳運行點，這就從根本上避免了這些問題。

綜上所述，根據機房負荷特性及特點，就需要設計出一種將這些要求綜合於一體的空調機，實現以處理乾冷卻工況為主的空氣處理過程。

使用壽命

一般機房專用精密空調廠家的設計壽命是10年，連續運行時間是86400小時，平均無故率達到25000小時，實際運用過程中,如果使用環境良好，再加上維護到位， 機房專用精密空調可運行15年左右。

根據國家家電行業標準，舒適性空調機的基礎設計壽命每年按運行半年計算，為3年時間，無連續運行時間指標，平均無故障時間5000小時，只適合於間斷運行，在實際使用過程中，舒適性空調機可連續運行的時間為3～5年，比機房專用精密空調相差3倍。在實際使用過程中，也因工作環境不同導致其使用壽命有不同的變化。

精密空調與普通舒適空調的區別

計算機機房對溫度、濕度及潔淨度均有較嚴格的要求，因此，計算機機房專用空調在設計上與傳統的舒適性空調有著很大區別，表現在以下5個方面：
1．傳統的舒適性空調主要是針對於人員設計，送風量小，送風焓差大，降溫和除濕同時進行；而機房內顯熱量占全部熱量的90%以上，它包括設備本身發熱、照明發熱量、通過牆壁、天花、窗戶、地板的導熱量，以及陽光輻射熱，通過縫隙的滲透風和新風熱量等。這些發熱量產生的濕量很小，因此採用舒適性空調勢必造成機房內相對濕度過低，而使設備內部電路元器件表面積累靜電，產生放電從而損壞設備、干擾數據傳輸和存儲。同時，由於製冷量的（40%～60%）消耗在除濕上，使得實際冷卻設備的冷量減少很多，大大增加了能量的消耗。
機房專用空調在設計上採用嚴格控制蒸發器內蒸發壓力，增大送風量使蒸發器表面溫度高於空氣露點溫度而不除濕，產生的冷量全部用來降溫，提高了工作效率，降低了濕量損失（送風量大，送風焓差減小）。
2．舒適性空調風量小，風速低，只能在送風方向局部氣流循環，不能在機房形成整體的氣流循環，機房冷卻不均勻，使得機房記憶體在區域溫差，送風方向區域溫度低，其他區域溫度高，發熱設備因擺放位置不同而產生局部熱量積累，導致設備過熱損壞。
而機房專用空調送風量大，機房換氣次數高（通常在30～60次/小時），整個機房內能形成整體的氣流循環，使機房內的所有設備均能平均得到冷卻。
3．傳統的舒適性空調，由於送風量小，換氣次數少，機房內空氣不能保證有足夠高的流速將塵埃帶回到過濾器上，而在機房設備內部產生沉積，對設備本身產生不良影響。且一般舒適性空調機組的過濾性能較差，不能滿足計算機的淨化要求。
採用機房專用空調送風量大，空氣循環好，同時因具有專用的空氣過濾器，能及時高效的濾掉空氣中的塵挨，保持機房的潔淨度。
4．因大多數機房內的電子設備均是連續運行的，工作時間長，因此要求機房專用空調在設計上可大負荷常年連續運轉，並要保持極高的可靠性。舒適性空調較難滿足要求，尤其是在冬季，計算機機房因其密封性好而發熱設備又多，仍需空調機組正常製冷工作，此時，一般舒適性空調由於室外冷凝壓力過低已很難正常工作，機房專用空調通過可控的室外冷凝器，仍能正常保證製冷循環工作。
5．機房專用空調一般還配備了專用加濕系統，高效率的除濕系統及電加熱補償系統，通過微處理器，根據各感測器返饋回來的數據能夠精確的控制機房內的溫度和濕度，而舒適性空調一般不配備加濕系統，只能控制溫度且精度較低，濕度則較難控制，不能滿足機房設備的需要。
綜上所述，機房專用空調與舒適型空調在產品設計方面存在顯著差別，二者為不同的目的而設計，無法互換使用。計算機機房內必須使用精密空調在國內許多行業，如金融、郵電通信、電視台、石油勘探、印刷、科研、電力等已經廣泛採用，提高了機房內計算機、網路、通信系統的可靠性和運行的經濟性。

氣流組織

程控交換

下送風形式的氣流從空調機的底部送出，在機房地板下流動，比較容易分布到房間的各個角落。通過活動地板開口進入機房內冷卻設備，並從空調機的上部迴風。這種送風方式是絕大部分機房所採用的氣流組織方式。

按交換機“門”或“線”數概算：2.4～3.5kcal/h·門或線；

按交換機房“面積”校核：165～222w/m2[150～200kcal/h·m2]；

*.交換機散熱量隨話務量的增減而變化，但其變化量不大；

*.在室外環境溫度特別高的地區如50℃，可按每100m2約8.2kw考慮機房本身的散熱量；其它氣候條件則無須考慮。

計算機房

3.3 計算機房

3.3.1 按單位面積估算冷量：

中國 機房在單層建築內 290～350w/m2 [250～300kcal/h·m2]

機房在多層建築內 175～290w/m2 [150～250kcal/h·m2]

前蘇聯450～565w/m2 [390～485kcal/h·m2]

美國350～405w/m2 [300～350kcal/h·m2]

日本407～525w/m2 [350～450kcal/h·m2]

備註：1、隨著計算機積體電路、超大規模積體電路及晶片技術的發展，計算機體積越來越小，散熱量也較以前大為降低，相應地估算指標也需要作一定的調整；但隨著網路技術的發展，要求計算機的可靠性更高，運行速度更快，相應地散熱量又有所增加，因此，冷量的估算應當結合實際情況綜合考慮。

2、對於絕大多數機房（設備發熱量一般），在無法準確計算機房內的設備發熱量的情況下，在進行精密空調選型時可直接按照290～350w/m2即0.29-0.35KW/m2(等同於250～300kcal/h·m2)的標準進行設計，而為了安全起見，大多數情況下都按照0.35KW/m2（即300kcal/h·m2）的標準進行設計（2014年該值已經上升到1KVA/M2）。

3.3.2 按計算機房內設備的散熱量估算冷量：

在國外有的公司往往以整套計算機設備安裝電功率進行計算，在國內還應乘以一定值的係數

① 主機設備的散熱量 Q=1000NK

Q──散熱量 w

N──主機設備安裝功率 kw

K──總係數，國產設備取0.4～0.5；進口設備取0.6～0.8

② 外部設備的散熱量 Q=1000NK

Q──散熱量 w

N──外部設備安裝功率 kw

K──總係數，國產設備取0.2～0.3；進口設備取0.5

3.3.3 照明燈具散熱量 Q=1000n1n2n3N

3.3.4 人體散熱量和散濕量 Q=nq W=nw

備註：

1. 由於實際選型時往往按空調機的系列型號規格向上取整，這樣就留有一定的安全係數，因此3，4項的散熱量可以忽略不計；

2. 其它電訊機房的選型可參照計算機房的參數進行。

系統新風量

3.4 機房精密空調系統新風量

按下述三項中取其中的最大一項：

3.4.1 按機房人員取40m3/h·p

3.4.2 維持機房室內正壓所需的風量

3.4.3 取機房空調總風量的5%（出於能源節約，為了降低新風系統耗能，2014年規範及行業實施均已無此條下限限制。）

地板送風口風速：1.5～2.0m/s

地板送風口總開孔面積占地板面積的0.6%（出於能源節約，高通孔率80%以上的地板風口加靜壓控制已經在普及）

熱功換算

3.5 常用熱功單位換算

3.5.1 壓力換算

1巴(bar)≈1公斤力/厘米2(at)≈1標準大氣壓(atm)≈100000帕斯卡(pa)

3.5.2 冷量換算

1匹(PS)=2500大卡(kcal/h)

1千瓦(kw)=860大卡(kcal/h)

1匹(PS)=2.9千瓦(kw)

1冷噸=3024大卡(kcal/h)

1BTU/h=0.2519大卡(kcal/h)

備註：以上數據均來源於國內外各種設計手冊、技術標準和統計報告，並經本公司多年的銷售選型經驗檢驗、認可。

適用條件

工藝參數

4.1 機房內設備有明確的工藝參數要求

如溫度22±1℃，濕度60±5%

4.2 機房內設備特別重要時，必須有良好的機房環境保證其安全可靠的運行

4.3 機房內設備的價格遠遠高於專用精密空調機的價格時

機房設備的價格 ≥15倍專用空調機價格時，建議採用機房專用精密空調機

4.4 機房專用精密空調機的適用場所

主要行業

4.4.1 通信行業

中國電信: 長途/市話程控交換機房、計費中心計算機房、數據局計算機房、衛星通信中心機房、地面站中心機房

中國移動: 移動程控交換機房、計費中心計算機房、移動通信基站

中國聯通: 長途/市話程控交換機房、計費中心計算機房、數據局計算機房移動程控交換機房、計費中心計算機房、移動通信基站

中國網通: 骨幹網路機房、城域網機房、網路計費中心計算機房

中國郵政: 綠卡工程、綜合網工程計算機機房

4.4.2 銀行\證券\保險公司

各商業銀行大區域信息中心計算機房、省級計算中心機房、地市級計算中心機房

股票\證券所交易中心計算機房、保險公司結算中心計算機房

4.4.3 醫院

核磁共振室、貴重儀器室

4.4.4 其它行業

民航、電力、石油、海關、鐵路、軍隊、稅務、高速公路、公安、高等院校等的通信中心機房和計算中心機房

4.4.5 大企業

航空航天、設計院、汽車製造廠、飛機製造廠、造船廠、鐵道機車廠、煉油廠/化工廠、鋼鐵公司總控制中心機房、通信中心機房、計算機中心機房

4.4.6 跨國公司

摩托羅拉、愛立信、西門子、北方電信、朗訊科技、寶潔、IBM、HP、SUN、DEC康柏、戴爾電腦等跨國公司中國總部和生產基地的計算機中心機房

4.4.7 政府機構\共用事業

國務院各大部委計算機信息中心、各省/市/區級人民政府信息決策中心計算機房、自來水/煤氣公司計算機調度中心機房、捷運控制中心機房、電力調度中心機房、核電站、日報社/新聞出版機構計算機房

特殊用途

4.4.8 特殊用途

精密貴重設備間、博物館文物倉庫、圖書館、檔案館、印鈔廠、大型造紙廠檢驗室、實驗室、有溫濕度要求的其它場所

顯熱比（SHR）

熱負荷分為兩部分：顯熱和潛熱。顯熱的消除或增加會導致幹球溫度計的溫度發生相應變化。潛熱與空氣濕度的增加或減少有關。空調系統的總製冷量為調節處理潛熱和顯熱能力的總和。顯熱比為顯冷量在總製冷量中所占的比例。即顯熱比（SHR）=顯冷量/總製冷量

能效比（EER/COP）

空調好不好，關鍵看"能效"。現在空調市場上"能效比"呼聲高漲，那么，什麼是空調的"能效比"？能效比就是一台空調用一千瓦的電能產生多少千瓦的製冷/熱量。分為製冷能效比EER和制熱能效比COP。