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精密空调是指一种可以向机房提供空气循环、空气过滤、冷却、再热及进行温度、湿度控制的空气调节机,其目的是控制其温度、湿度等并要求控制在一定范围。
1 精密空调制冷型式
风冷:风冷系统包括精密空调室内机和配套的室外机,室外机利用空气进行冷却,空调机组通过室外机将机房内的热量散发到室外空气中。
水冷:水冷系统包括精密空调室内机和冷却塔,冷却塔向精密空调室内机提供冷却循环水,空调机组通过冷却循环水将机房内的热量散发到室外空气中。
冷冻水:冷冻水系统包括精密空调室内机和冷水机组,冷水机组向精密空调室内机提供冷冻循环水,空调机组通过冷冻循环水将机房内的热量散发到室外空气中
双冷源:双冷源系统分为风冷双冷源、水冷双冷源和冷冻水双冷源。风冷双冷源机组是在风冷机组的基础上再加一套独立的冷冻水盘管系统,水冷双冷源机组是在水冷机组的基础上再加一套独立的冷冻水盘管系统,冷冻水双冷源机组具有两套独立的冷冻水盘管系统。
自然冷:常见的自然冷源系统分为风冷自然冷冷水主机+精密空调室内机和精密空调室内机+干冷器两种。其中,前者精密空调室内机为冷冻水精密空调机组,后者精密空调室内机具有两套独立的制冷系统,系统能自动根据节能条件在两个系统之间切换,达到节能效果和保证机器可靠运行之间平衡。
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近年来,精密空调的使用率增大,但同时越来越多的企业发现,精密空调在带来一些好处的同时,弊端日益突出,耗能超高,怎么解决这种问题?从哪些方面入手?专家给出了以下答案:
技术领域
近年来随着高热密度计算机机房建设的发展,一方面多数机房仍沿用原机房局址进行扩容而成;另一方面也有的机房是沿用原始设计而未能够进行主设备扩容。这就会出现使用原精密空调机组已跟不上机房建设发展的需求而产生机房冷却能力不足量的现象;或是精密空调机组的配置量超出了现有机房设备需求而产生机房冷却能力超量的现象,这都会导致机房总体能耗之居高不下。
精密空调主要器件
压缩机:空调中的重要组成部件,用于给气态制冷剂增压,精密空调常用的压缩机包括涡旋压缩机和转子压缩机。
蒸发器:室内侧进行换热的主要部件,内走制冷剂吸热,外部表面吹过空气放热,形成热交换。
冷凝器:室外侧进行换热的主要部件,内走制冷剂吸热,外部表面吹过空气放热,形成热交换。
球阀:安装在制冷系统管路上,控制冷媒的通断,起到开关的作用。
干燥过滤器:安装在制冷系统管路上,用于干燥、过滤制冷剂。
视液镜:安装在制冷系统管路上,用于充注冷媒时把握充注量,以及随时观察系统冷媒情况。
膨胀阀:安装在制冷系统管路上,起到节流的作用,分为热力膨胀阀和电子膨胀阀两种。
加湿器:当室内湿度较低时,给室内空气加湿的设备,精密空调常用的加湿器分为电极式加湿器和红外线加湿器。
加热器:当室内温度较低时,给室内空气加热的设备,精密空调常用的加热器分为铝翅片式加热器、PTC式加热器和不锈钢绕片式加热器。
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现在计算机机房的建设模式,一般是沿用原数据机房局址进行简单的扩容而成。由于机房早期建设的时候已经对机柜和空调进行了布局,达到空调机组气流组织对当时的机柜负荷是的设计;那么现在越是高集成度(更高的热密度)的计算机服务器进场越会被安排在远离空调机组的位置上。
这样势必会造成在新的计算机服务器开机运行时出现此区域温度超标的现象,故而必须将空调机组设定的回风温度24℃调低。一般情况是在刀片服务器进场后至少调低空调机组设定温度2℃。对此造成的能耗就已经超过空调出厂标准的20%以上了。然而随着刀片服务器的高度集成化,其散热量已经达到了每个机架30KW之巨;甚至有的正常运行机房在服务器机柜出风口测量到了47℃的高温。后机房面临着计算机服务器等高热密度负荷的不断进场,只能一味的调低空调机的设定温度值,致使机房内温度低得像个冷库一样。
据研究机构Uptime Institute在2006年对美国19个数据中心的研究中发现,数据中心的过度冷却(over cooling)差不多达到实际所需要的2倍。目前85%以上的数据中心机房存在过度制冷问题,对应的机房空调机组耗能也会比设计工况增加能耗50%以上,终造成机房空调居高不下的高额运行费用。
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