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本文通过对机房精密制冷系统和家用舒适性空调的比较,阐明了机房空调的设计和工作特点,解释了计算机房内部为什么需要选择机房专用空调作为制冷设备。

发布日期: 06 十二月 2012

机房专用空调与舒适性空调的区别

一、机房制冷系统现状
        现代数据大集中的网络时代,计算机的小型化、机柜化,服务器的薄型化、刀片化。它们的特点是体积越来越小,但是,电子功率密度却在不断增大。在这种条件下,机房内的制冷系统将面临越来越大的考验。
        目前在计算机房内应用的制冷系统主要有两大类,一类为机房专用精密空调(绝大多数);另一类为舒适性空调,有些机房也同时配备独立的加湿器,用来替代机房精密空调加湿和制冷的双重作用。
但是,在实际的应用中发现,使用舒适性空调机组的机房内产生的问题较多,如高密度的电子设备因热交换和热点引起宕机,设备故障率提高和舒适性空调的维护量增大。
二、机房精密制冷系统和舒适空调的差别
造成此现象的原因在于舒适性空调和机房空调的设计标准和设计功能不同。

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** 显热比(SHF:Sensible heat factor):显热量与总热量的比值。在机房内,90%以上的热量均为显热量,需要高显热比机组。
下面对以上差异作简要分析:
1. 舒适性空调风量小,出风温度过低 
舒适性空调的设计为小风量、大焓差,出风温度设计在6~8℃。机房专用空调的设计为大风量、小焓差,出风温度设计在13~15℃。
舒适性空调出风温度为6~8℃ ,而在温度为24℃,相对湿度大于等于50%的时候,13.2℃ 为露点温度,就是说在低于此温度时空气中的水蒸气会凝结成水滴,表现在空调上就是出风带雾滴,这对靠近空调出风处的设备极其不利,会导致微电路短路等故 障。舒适性空调在不考虑湿度对设备影响的前提下,对近端设备可以有效降温,但由于风量不足,导致换气次数不够,即对距离出风口较远的设备无法有效的降温。
机房专用空调出风温度高(13~15℃)。设计上避免了“露点问题”,并通过大风量高风压(换气次数最小设计为30次,即每2分钟将机房空气有效过滤一次)的设计解决了机房整体降温问题。
2. 舒适性空调在-5℃以下即无法正常运行
舒适性空调在设计理念上只是在夏季发挥降温功能,当室外温度在-5℃及以下时,即无法降温,强制其运行时,空调机组的寿命就会大大缩短!而机房的特点是发 热量大,机房内的空调即使在冬季也要具备降温功能!机房专用空调的设计能够适应室外温度变化的要求,在-40℃到+45℃区间保证空调24小时正常工作, 包括降温和升温。
3. 舒适性空调温度调节精度过低
舒适性空调温度调节精度为±3~5℃,机房内的温度场不均匀,仅仅保证空调近端设备处的温度,而温度的波动对设备稳定运行极其不利。机房专用空调温度调节精度为±1℃,温度基本无波动。
4. 舒适性空调没有湿度控制功能
舒适性空调无法进行湿度控制。没有加湿功能,只能进行除湿。湿度过高产生的水滴及湿度过低产生的静电对设备运行都极其不利。机房专用空调的重要控制参数为湿度,可以达到±5%的控制精度。
5. 舒适性空调设计寿命短
机房专用空调的设计寿命为10年,运行要求为全年365天,每天24小时。目前已经有一些舒适性空调厂家标称设计寿命超过5年,然而其计算方法为每年应用1~3个季度,每天运行不超过8小时,如果按照机房专用空调设计寿命的计算方法,其设计寿命一般不超过3年。
6. 舒适性空调只有简单的空气过滤能力
舒适性空调只具备简单的过滤功能,其过滤器的过滤效果根本无法达到机房的要求。机房专用空调严格按照美国ASHRAE52-76标准设计,性能上完全满足0.5 微米/升<18,000(B级),配合以大风量循环,保证机房洁净。
7. 舒适性空调维护量大
对舒适性空调而言,由于故障率高,客户必须组织专门的队伍进行维护,维护量及维护成本高。机房专用空调的设计针对“免维护”,其维护量只集中在机组自动提示的过滤网更换及加湿罐清洗等简单工作,一般情况下,无须专业的维护队伍。
8. 舒适性空调综合成本高
① 从一次性购买成本上看,如果使用机房空调,达到相同制冷量的价格是舒适性空调的几倍,但考虑使用寿命——机房专用空调的使用寿命空调是舒适性空调的2~4倍,也就是说,在10年时间里,我们可以只应用1批机房专用空调,而不是应用2批甚至3批舒适性空调。
② 从运行成本上看,在发挥同样制冷效果的前提下,舒适性空调的耗电量是机房专用空调耗电量的1.5倍。参考下面实例计算,计算中考虑了机房专用空调和舒适性空调显热比和能效比的差异。
机房专用空调显热比高达80%~90%,也就是说,有90%的效率用于为设备有效降温,只有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%的效率用于过度除湿,在导致机房湿度过低,不但设备受到静电的威胁,而且极大地浪费能耗。
机房专用空调选用的工业等级压缩机能效比高达3.3。而舒适性空调目前业界选用的高等级压缩机能效比约2.9,也就是说1KW电能仅能产生2.9KW冷量,低于机房专用空调
③ 从维护成本上看。在发挥同样制冷效果的前提下,舒适性空调的维护量是机房专用空调维护量的2倍,维护费用上升。
所以从一个产品的生命周期总体来看,从成本角度考虑,选择机房专用空调可以节省大量的投资、运行成本、维护成本。舒适性空调初投资远低于机房专用空调,但一般经过3~4年,舒适性空调和机房专用空调机组的费用基本持平,此后,舒适性空调的费用就越来越高于机房专用空调。

结论:对于机房来讲,要保证机房的环境稳定可靠,需要机房专用空调来实现,使用舒适性空调机组仅仅是减少了初投资,但无法保证机房要求的温湿度环境,总的费用也高于机房专用空调。

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