一、制冷循環系統介紹

1、液體制冷原理

利用物質的壯態變化達到轉移熱量的目的：

因為臨界溫度較高的氣體只要稍微壓縮就能使它液化，同時放出熱量。而當壓強減小時，它又可能汽化，同時吸收熱量。所以當液化劇烈汽化時，可以使周圍的物體冷卻并獲得低溫。

2、制冷方式的分類

液體蒸發制冷—蒸氣壓縮實現循環，使用最廣

吸收式制冷

熱電制冷

氣體渦旋制冷

3、常用制冷劑—氟利昂

制冷劑—是一種在制冷系統蒸發器的低溫低壓環境中吸熱，在冷凝器的高溫高壓環境中排熱的一種特殊的流體。

氟利昂—甲烷或乙烷的鹵族衍生物。

4、制冷系統的四大部件：

壓縮機—制冷循環的核心，是制冷劑在系統內循環的動力裝置，使蒸發器中的制冷劑保持低壓，冷凝器中制冷劑維持高溫高壓。

冷凝器—在冷凝介質的作用下，使壓縮機排出的過熱飽和蒸汽冷凝為液態。

膨脹閥—起節流作用。制冷劑循環流量的調節裝置，它對高壓液態制冷劑節流降壓，使進入蒸發器的制冷劑在要求的低壓下吸熱蒸發。同時根據被冷卻介質的熱負荷變化自動調節進入蒸發器的制冷劑的流量。

蒸發器—經節流后的液態制冷劑在蒸發器中吸熱汽化，使被冷卻物質降溫，實現制冷的目的。

5、制冷工作流程

液態制冷劑在蒸發器中吸收被冷卻物質的熱量之后，汽化成低壓、低溫的蒸汽，被壓縮機吸入壓縮成高壓、高溫的蒸汽，然后進入冷凝器向冷卻物質放熱而冷凝為高壓、高溫的液體，在經節流裝置節流以后變為低壓、低溫的液態制冷劑，再次進入蒸發器吸熱汽化，從而起到循環制冷的目的。

制冷劑在循環過程中的狀態

部 件 制冷劑狀態 壓力變化 溫度變化

蒸發器 液-汽 低壓 低溫

壓縮機 汽-汽 低壓-高壓 低溫-高溫

冷凝器 汽-液 高壓 高溫-常溫

膨脹閥 液-液/汽 高壓-低壓 常溫-低溫

二、空氣循環系統介紹

1、空氣的處理工程

室內的熱濕狀態點A的空氣通過風機的牽引回到空氣處理機，與部分新風混合到熱濕狀態點B，再流經機組的表冷器或蒸發器達到狀態點C，形成出風，然后按照熱濕變化規律ξ吸熱吸濕變化到室內標準狀態N點。

2、良好氣流組織的要素(溫場均勻)

送回風形式：下送上回式 、上送上回式 、上送下回式及混合式。

送回風壓力：要保證各部位有靜壓且靜壓值均勻，促使氣流均勻的壓向送風口，使各風口送風均勻。

送回風速度：送回風速度要控制適當，既滿足送回風要求，又不能使工作人員有吹風感，還要滿足風速對噪音的要求。

送風口的布置：送風口要均勻布置或按設備要求布置，要保證空調區域能有適量冷風送入。送風口可按空調要求加裝過濾器。

回風口的布置：回風口應布置在回風通暢的地方，注意不要引起送風短路。回風口要可空調要求加裝合適的過濾器。

 

送回、風形式

 

下送風、上回風

若機房采用了靜電地板，靜電地板與地面之間高度為300～350mm，且其空間內無阻隔物，可以形成送風通道并作為靜壓箱，其送、回風方式如圖a或圖b所示。

上送風、前回風

 

若機房未采用靜電地板或不作為靜壓箱，但采用了吊頂，吊頂空間為300～500mm，且其空間內無阻隔物，可以形成送風通道并作為靜壓箱，其送、回風方式如圖c所示。

若機房未用吊頂，或吊頂空間距離過大（>1000mm），則可在空調送風出口處做成專門的送風通道，如圖d所示，并在送風通道外表面做保溫材料。

上送風、下回風

若機房采用靜電地板，也采用了吊頂，靜電地板和吊頂均可作為氣流通道，其送、回風方式如圖e示。

上送風、后回風

機房條件與（2）的情況類似，不同的是用戶要求機房空調與其它設備隔離，其送、回風方式如圖f示。

3、空氣的處理設備

空氣過濾器—目前廣泛使用的過濾器按效率分為以下三種：

初效過濾器，這種過濾器大多采用金屬絲網、鐵屑、瓷環、玻璃絲、粗孔聚氨脂泡沫塑料和各種人造纖維。

中效過濾器，它的主要濾料是玻璃纖維、中細孔聚乙烯泡沫塑料和無紡布。為了提高過濾效率并能處理較大風量，這種過濾器都做成抽屜式或袋式。

高效過濾器，它的濾料為超細玻璃纖維、超細石棉纖維（纖維直徑＜1μm）做成的濾紙。為了減少阻力并增加對微塵的擴散效應，必須采用低濾速，所以須將濾紙多次折疊，使其過濾面積為迎風面積的50-60倍。這種過濾器必須在粗、中效過濾器保護下使用。

初效過濾器

中效過濾器

高效過濾器

4、空氣加熱器—空調系統中用來將空氣加熱的設備。加熱器有以下幾種形式：

光管式加熱器

肋片式加熱器

電加熱器

管翅式電加熱器(力博特機組標準配置)

裸線電阻絲加熱器

暖通南社有專門介紹，參見微信公眾平臺nhvaca歷史紀錄。

5、空氣加濕器—空調系統中用來給空氣加濕的設備。加濕器有以下幾種形式：

蒸汽噴管式加濕器

電極式加濕器(力博特CM+機組標準配置)

遠紅外式加濕器(力博特豪華型機組標準配置)

蒸發板式加濕器

超聲波式加熱器

暖通南社有專門介紹，參見微信公眾平臺nhvaca歷史紀錄。

各地季節性濕度變化情況

下表列舉了全國各區域季度平均濕度情況，通過了解這些信息幫助我們實時的對機房所需濕度進行調整；

各專業主要設備濕度條件要求（%）

 

表中所列舉濕度是該設備正常工作所需要的環境濕度條件：

從表中可以得知，除了交換機（40-65%）和蓄電池設備（40-60%）需要較高濕度要求外，其他主要設備工作濕度滿足的要求可以在20-80%之間。 從圖中可以得知：

a) 外界環境一年中絕大多數時間可以滿足主要通信設備工作環境濕度要求（20-80℃）；

b) 夏季和冬季中可能出現需要空調處于加濕和除濕的情形，如果通過空調自身的加除濕功能來調節機房濕度可能會增加很大的功率損耗，并且部分機房精密空調不具備太大的調節濕度范圍，此時可以考慮解除機房專用空調的加除濕功能，替代為機房增加專用加除濕設備來保障機房適當的濕度需要。

6、機房專用空調設備類型

機房專用空調設備制冷系統形式很多，可以根據工程項目的特點，選用不同的制冷系統。機房專用空調機組制冷系統主要冷卻形式有風冷式、水冷或乙二醇水冷式、冷凍水式、雙冷源系統等。

某品牌雙冷源機房空調系統

1.壓縮機；2.加濕罐；3.電子膨脹閥；4.儲液罐；5.干燥過濾器；6.夜視鏡；7.控制線盤；8.過濾網

三、機房空調選型設計

1.工程概況和需求分析

需要了解機房情況

面積、尺寸、樓層、承重等

層高、地板和天花高度

機房功能以及機房內設備情況（耗電量、擺放等）

室外機安裝位置

電梯、樓梯等運輸搬運情況

2.機房空調方案設計依據國家相關標準及相關參數

GB2887-2000電子計算機場地通用規范

GB50174-93電子計算機機房設計規范

機房運行環境溫濕度要求參考表

全國各城區季度平均溫度情況，通過了解這些信息幫助我們實時的對機房所需溫度進行調整

3.機房冷負荷計算－兩種簡便計算方法

方法一：功率及面積法

Qt=Q1+Q2

Qt 總制冷量（KW）

Q1 室內設備負荷（=設備功率×0.8）

Q2 環境熱負荷（=0.15～0.18kW/m2 ×機房面積）

方法二：面積法（當只知道面積時）

Qt=S×P

Qt 總制冷量（KW）

S 機房面積（ m2）

P 冷量估算指標(根據不同用途機房的估算指標選取)

4.精密空調場所的冷負荷估算指標（僅供參考，建議依項目實際情況確定）

電信交換機房、移動基站（300 W/m2左右）

數據中心 （ 600 W/m2左右）

計算機房、計費中心、控制中心、培訓中心（ 300 W/m2左右）

電子產品及儀表車間、精密加工車間（ 300 W/m2左右）

標準檢測室、校準中心 （250 W/m2左右）

UPS和電池室、動力機房（ 300 W/m2左右）

醫院和檢測室、生化培養室、潔凈室、實驗室（ 200W/m2左右）

倉儲室（博物館、圖書館、檔案管、煙草、食品）(200W/m2左右)

各種熱量基礎單位的換算：

1Kcal（大卡）＝3.969BTU; 1BTU=0.252 Kcal

1Kcal（大卡）＝4.19KJ(千焦耳)； 1KJ＝0.239 Kcal

1KW（千瓦）＝860 Kcal/h（大卡/小時）

1St（美國冷噸）＝3024 Kcal/h

1Lt（日本冷噸）＝3320 Kcal/h

1匹＝2～2.2 Kw/h

各種熱量基礎單位的換算：

1Kcal（大卡）＝3.969BTU; 1BTU=0.252 Kcal

1Kcal（大卡）＝4.19KJ(千焦耳)； 1KJ＝0.239 Kcal

1KW（千瓦）＝860 Kcal/h（大卡/小時）

1St（美國冷噸）＝3024 Kcal/h

1Lt（日本冷噸）＝3320 Kcal/h

1匹＝2～2.2 Kw/h

例:

某設備托管區機房： 約88m² 計劃機柜數量:50個

按實際熱負荷計算

單柜功率:25A×220V = 5.5kVA

發熱量:5.5×0.8(功率因數) =4.4KW

設備總發熱量:4.4×50 x 80%(發熱系數) =176KW

環境熱量: 100w / m²

單位面積熱量: 88m²×100 =8.8kW

總冷負荷: 176KW + 8.8kW =184.8kW

5.確定擴容需要量(1)

一般選擇空調都需要考慮擴容，特別是如果使用中央冷凝水或冷凍水系統更應擴容；

即使采用風冷系統也要記住，一旦數據中心開始運作，要安裝新的空調設備是非常麻煩的。

留有冗余(2)

任何設備都有損壞的可能

如果沒有空調則資訊系統也不能工作

至于冗余的多少則視設備的重要性來定

6.氣流分配（送風方式選擇）

 

假如有活動地板，可利用下送風/頂回風

活動地板至少保證300mm高，并且地面上應鋪設隔熱層

如頂部送風應留有500mm高的空間

如采用風管系統送風則要計算其管壓降和各出風口的風量

7.六種不同冷卻方式

六種冷卻方式（風冷型、水冷型、乙二醇冷卻型、乙二醇自然冷卻型、冷凍水型、雙冷源型）

風冷型：適合室內機室外機接管長度＜60米、室內機低于室外機＜5米、室內機高于室外機＜20米的安裝條件。

水冷型：適合風冷機組室內機室外機距離及高度差不滿足要求或用戶可常年提供冷卻水的安裝條件。

乙二醇冷卻型：適合風冷機組室內機室外機距離及高度差不滿足要求或采用水冷冬季結冰的安裝條件。

乙二醇自然冷卻型：適合需要充分利用室外冷空氣的冷量，減少機組壓縮機的能耗的要求。

冷凍水型：適合可充分利用廉價冷凍水節約運行費用，且大樓可常年提供冷凍水的安裝條件。暖通南社微信公眾平臺：nhvaca

雙冷源型：適合可充分利用廉價冷凍水節約運行費用，需要中央冷凍水切換交替使用或備份使用的安裝條件。

8.空調機的擺放

 

設定回風狀態

回風狀態直接影響制冷量

室內空氣狀態對計算機房是極其重要的

通常下送頂回的分布可允許較高的回風溫度

但回風溫度過低也不可取，因為這種氣流會對設備造成冷沖擊

選擇空調機的數量

對同一冷負荷采用多臺小容量空調要比采用大容量空調要好

例：總制冷量要求＝100kW 則選用兩臺50kW機組而不選用一臺100kW機組

選件

專用空調通常都備有多種選件供客戶選擇：

高壓風機

高效過濾器

大功率電加熱器

漏水檢測裝置

各種通信軟件等

9.針對方案的具體說明

10.室內外機組位置建議

原則：

氣流組織均勻

上下水和制冷劑管路安裝方便

根據安裝地區溫度選擇室外機

 

江蘇省	38℃	南京市	35℃	其它
浙江省	38℃	浙東，南部	35℃	浙西，北，中部
廣西省	38℃	百色	35℃	其它
云南省	29℃	昆明	32℃	其它
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甘肅省	35℃	敦煌	32℃	其它
河南省	38℃	鄭州	35℃	其它

 

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32℃	內蒙古	寧夏	吉林
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四川省	38℃	重慶	35℃	南充	32℃	其它

 

勘測室內外機的距離及高差

勘測機房結構，確定送風方式

勘測上下水位置，便于加濕接水和除濕排水

勘測機組搬運條件，根據機組尺寸和重量確定搬運方式和成本

11.選用設備，了解機組的一些特性

1 渦旋式壓縮機

2 銅焊冷凝器

3 電極式加濕器

4 三通調節閥（節能型機組用）

5 后曲式離心風機

6 帶過熱保護的電加熱器

7 帶截止閥和安全閥的儲液罐

8 安全閥

9 冷凝壓力控制閥

10 干燥過濾器

11 電子膨脹閥

12 液體管視鏡

13 高壓保護開關

14 低壓保護開關

15 金屬框架空氣過濾器

16 溫度和濕度傳感器

17 蒸發盤管

18 微處理控制器

19 電子膨脹閥驅動器

20 風機擋板

21 總開關

22 本地用戶終端

來源：機房空調 http://lbjsjzl.com/

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