機(jī)房空調(diào)與氣流組織(參考)

1、機(jī)房空調(diào)與氣流組織（參考）機(jī)房空調(diào)特點精密空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計是為了進(jìn)行精確的溫度和濕度控制，精密空調(diào)系統(tǒng)具有高可靠性，保證系統(tǒng)終年連續(xù)運(yùn)行，并且具有可維修性、組裝靈活性和冗余性，可以保證數(shù)據(jù)機(jī)房四季空調(diào)正常運(yùn)行。一、機(jī)房為什么需要精密空調(diào)在許多重要的工作中信息處理是不可或缺的一個環(huán)節(jié)，因此，公司的正常運(yùn)轉(zhuǎn)離不開恒溫恒濕的數(shù)據(jù)機(jī)房。IT硬件產(chǎn)生不尋常的集中熱負(fù)荷，同時對溫度或濕度的變化又非常敏感。溫度或濕度的波動可能會產(chǎn)生一些問題，例如，處理時出現(xiàn)亂碼，嚴(yán)重時甚至系統(tǒng)徹底停機(jī)。這會給公司帶來巨大的損失，具體數(shù)額取決于系統(tǒng)中斷時間以及所損失數(shù)據(jù)和時間的價值。標(biāo)準(zhǔn)舒適型空調(diào)的設(shè)計并非為了處理數(shù)據(jù)機(jī)房的熱

2、負(fù)荷集中和熱負(fù)荷組成，也不是為了向這些應(yīng)用提供所需的精確的溫度和濕度設(shè)定點。精密空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計是為了進(jìn)行精確的溫度和濕度控制，精密空調(diào)系統(tǒng)具有高可靠性，保證系統(tǒng)終年連續(xù)運(yùn)行，并且具有可維修性、組裝靈活性和冗余性，可以保證數(shù)據(jù)機(jī)房四季空調(diào)正常運(yùn)行。（一）機(jī)房溫度和濕度設(shè)計條件保持溫度和濕度設(shè)計條件對于數(shù)據(jù)機(jī)房的平穩(wěn)運(yùn)行至關(guān)重要。設(shè)計條件應(yīng)在2224(7275)和35%50%的相對濕度(R.H.)。與環(huán)境條件不合適可能造成損壞一樣，溫度的快速波動也可能會對硬件運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面影響，這就是即便硬件末在處理數(shù)據(jù)也要使其保持運(yùn)行狀態(tài)的一個原因。相反，舒適型空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計只是為了在夏天35(95)的氣溫和48

3、%R.H.的外界條件下，使室內(nèi)的溫度和濕度分別保持27(80)和50%R.H.的水平。相對而言，舒適空調(diào)沒有專用的加濕及控制系統(tǒng)，簡單的控制器無法保持溫度所需的設(shè)定點(23士2)，因此，可能會出現(xiàn)高溫、高濕而導(dǎo)致環(huán)境溫濕度較大范圍的波動。（二）機(jī)房環(huán)境不適合所造成的問題如果數(shù)據(jù)機(jī)房的環(huán)境不適合，將對數(shù)據(jù)處理和存儲工作產(chǎn)生負(fù)面影響，可能使數(shù)據(jù)運(yùn)行出錯、宕機(jī)，甚至使系統(tǒng)故障頻繁而徹底關(guān)機(jī)。1.高溫和低溫高溫、低溫或溫度快速波動都有可能會破壞數(shù)據(jù)處理并關(guān)閉整個系統(tǒng)。溫度波動可能會改變電子芯片和其它板卡元件的電子和物理特性，造成運(yùn)行出錯或故障。這些問題可能是暫時的，也可能會持續(xù)多天。即使是暫時的問題，

4、也可能很難診斷和解決。2.高濕度高濕度可能會造成磁帶物理變形、磁盤劃傷、機(jī)架結(jié)露、紙張粘連、MOS電路擊穿等故障發(fā)生。3.低濕度低濕度不僅產(chǎn)生靜電，同時還加大了靜電的釋放，此類靜電釋放將會導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定甚至數(shù)據(jù)出錯。（三）機(jī)房專用空調(diào)與普通舒適空調(diào)的區(qū)別計算機(jī)機(jī)房對溫度、濕度及潔凈度均有較嚴(yán)格的要求，因此，計算機(jī)機(jī)房專用空調(diào)在設(shè)計上與傳統(tǒng)的舒適性空調(diào)有著很大區(qū)別，表現(xiàn)在以下5個方面：1傳統(tǒng)的舒適性空調(diào)主要是針對于人員設(shè)計，送風(fēng)量小，送風(fēng)焓差大，降溫和除濕同時進(jìn)行；而機(jī)房內(nèi)顯熱量占全部熱量的90以上，它包括設(shè)備本身發(fā)熱、照明發(fā)熱量、通過墻壁、天花、窗戶、地板的導(dǎo)熱量，以及陽光輻射熱，通過縫隙

5、的滲透風(fēng)和新風(fēng)熱量等。這些發(fā)熱量產(chǎn)生的濕量很小，因此采用舒適性空調(diào)勢必造成機(jī)房內(nèi)相對濕度過低，而使設(shè)備內(nèi)部電路元器件表面積累靜電，產(chǎn)生放電從而損壞設(shè)備、干擾數(shù)據(jù)傳輸和存儲。同時，由于制冷量的（4060）消耗在除濕上，使得實際冷卻設(shè)備的冷量減少很多，大大增加了能量的消耗。機(jī)房專用空調(diào)在設(shè)計上采用嚴(yán)格控制蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)壓力，增大送風(fēng)量使蒸發(fā)器表面溫度高于空氣露點溫度而不除濕，產(chǎn)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(fēng)量大，送風(fēng)焓差減?。?舒適性空調(diào)風(fēng)量小，風(fēng)速低，只能在送風(fēng)方向局部氣流循環(huán)，不能在機(jī)房形成整體的氣流循環(huán)，機(jī)房冷卻不均勻，使得機(jī)房內(nèi)存在區(qū)域溫差，送風(fēng)方向區(qū)域溫度低，

6、其他區(qū)域溫度高，發(fā)熱設(shè)備因擺放位置不同而產(chǎn)生局部熱量積累，導(dǎo)致設(shè)備過熱損壞。而機(jī)房專用空調(diào)送風(fēng)量大，機(jī)房換氣次數(shù)高（通常在3060次小時），整個機(jī)房內(nèi)能形成整體的氣流循環(huán)，使機(jī)房內(nèi)的所有設(shè)備均能平均得到冷卻。3傳統(tǒng)的舒適性空調(diào)，由于送風(fēng)量小，換氣次數(shù)少，機(jī)房內(nèi)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(jī)房設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生沉積，對設(shè)備本身產(chǎn)生不良影響。且一般舒適性空調(diào)機(jī)組的過濾性能較差，不能滿足計算機(jī)的凈化要求。采用機(jī)房專用空調(diào)送風(fēng)量大，空氣循環(huán)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(jī)房的潔凈度。4因大多數(shù)機(jī)房內(nèi)的電子設(shè)備均是連續(xù)運(yùn)行的，工作時間長，因此要求機(jī)房

7、專用空調(diào)在設(shè)計上可大負(fù)荷常年連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，并要保持極高的可靠性。舒適性空調(diào)較難滿足要求，尤其是在冬季，計算機(jī)機(jī)房因其密封性好而發(fā)熱設(shè)備又多，仍需空調(diào)機(jī)組正常制冷工作，此時，一般舒適性空調(diào)由于室外冷凝壓力過低已很難正常工作，機(jī)房專用空調(diào)通過可控的室外冷凝器，仍能正常保證制冷循環(huán)工作。5機(jī)房專用空調(diào)一般還配備了專用加濕系統(tǒng)，高效率的除濕系統(tǒng)及電加熱補(bǔ)償系統(tǒng)，通過微處理器，根據(jù)各傳感器返饋回來的數(shù)據(jù)能夠精確的控制機(jī)房內(nèi)的溫度和濕度，而舒適性空調(diào)一般不配備加濕系統(tǒng)，只能控制溫度且精度較低，濕度則較難控制，不能滿足機(jī)房設(shè)備的需要。綜上所述，機(jī)房專用空調(diào)與舒適型空調(diào)在產(chǎn)品設(shè)計方面存在顯著差別，二者為不同的目的

8、而設(shè)計，無法互換使用。計算機(jī)機(jī)房內(nèi)必須使用機(jī)房專用空調(diào)。目前，國內(nèi)許多行業(yè)，如金融、郵電通信、電視臺、石油勘探、印刷、科研、電力等已經(jīng)廣泛采用，提高了機(jī)房內(nèi)計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信系統(tǒng)的可靠性和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。二、機(jī)房空調(diào)的特點(一)顯熱量大機(jī)房內(nèi)安裝的主機(jī)及外設(shè)、服務(wù)器、交換機(jī)、光端機(jī)等計算機(jī)設(shè)備以及動力保障設(shè)備，如UPS電源，均會以傳熱、對流、輻射的方式向機(jī)房內(nèi)散發(fā)熱量，這些熱量僅造成機(jī)房內(nèi)溫度的升高，屬于顯熱。一個服務(wù)器機(jī)柜散熱量在每小時幾千瓦到十幾千瓦，如果是安裝刀片式服務(wù)器，散熱量會高一些。大中型計算機(jī)房設(shè)備散熱量在400W/m2左右，裝機(jī)密度較高的數(shù)據(jù)中心可能會到600W/m2以上。機(jī)房內(nèi)

9、顯熱比可高達(dá)95%。(二)潛熱量小不改變機(jī)房內(nèi)的溫度，而只改變機(jī)房內(nèi)空氣含濕量，這部分熱量稱為潛熱。機(jī)房內(nèi)沒有散濕設(shè)備，潛熱主要來自工作人員及室外空氣，而大中型計算機(jī)機(jī)房一般采用人機(jī)分離的管理模式，機(jī)房圍護(hù)結(jié)構(gòu)密封較好，新風(fēng)一般也是經(jīng)過溫濕度預(yù)處理后進(jìn)人機(jī)房，所以機(jī)房潛熱量較小。(三)風(fēng)量大、焓差小設(shè)備的熱量是通過傳導(dǎo)、輻射的方式傳遞到機(jī)房內(nèi)，設(shè)備密集的區(qū)域發(fā)熱量集中，為使機(jī)房內(nèi)各區(qū)域溫濕度均勻，而且控制在允許的基數(shù)及波動范圍內(nèi)，就需要有較大的風(fēng)量將余熱量帶走。另外，機(jī)房內(nèi)潛熱量較少，一般不需要除濕，空氣經(jīng)過空調(diào)機(jī)蒸發(fā)器時不需要降至零點溫度以下，所以送風(fēng)溫差及焓差要求較小，為將機(jī)房內(nèi)余熱帶走，

10、就需要較大送風(fēng)量。(四)不間斷運(yùn)行、常年制冷機(jī)房內(nèi)設(shè)備散熱屬于穩(wěn)態(tài)熱源，全年不間斷運(yùn)行，這就需要有一套不間斷的空調(diào)保障系統(tǒng)，在空調(diào)設(shè)備的電源供給方面也有較高的要求，不僅需要有雙路市電互投，而且對于保障重要計算機(jī)設(shè)備的空調(diào)系統(tǒng)還應(yīng)有發(fā)電機(jī)組做后備電源。長期穩(wěn)態(tài)熱源造成即便在冬季機(jī)房內(nèi)也需要制冷，尤其是在南方地區(qū)，更為突出。在北方地區(qū)，如果冬季仍需制冷，在選擇空調(diào)機(jī)組時，需要考慮機(jī)組的冷凝壓力和其他相關(guān)問題，另外可增加室外冷空氣進(jìn)風(fēng)比例，以達(dá)到節(jié)能的目的。(五)送回風(fēng)方式較多空調(diào)房間的送風(fēng)方式取決于房間內(nèi)熱量的發(fā)源及分布特點，針對機(jī)房內(nèi)設(shè)備密集式排列，線纜、橋架較多以及走線方式等特點，空調(diào)的送風(fēng)方

11、式分為下送上回、上送上回、上送側(cè)回、側(cè)送側(cè)回。(六)靜壓箱送風(fēng)機(jī)房內(nèi)空調(diào)送回風(fēng)通常不采用管道，而是利用高架地板下部或天花板上部的空間作為靜壓箱送回風(fēng)，靜壓箱內(nèi)形成的穩(wěn)壓層可使送風(fēng)均勻，使空間內(nèi)各點靜壓相等。(七)潔凈度要求高電子計算機(jī)機(jī)房有嚴(yán)格的空氣潔凈度要求。空氣中的塵埃、腐蝕性氣體等會嚴(yán)重?fù)p壞電子元器件的壽命，弓起接觸不良和短路等，因此要求機(jī)房專用空調(diào)能按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對流通空氣進(jìn)行除塵、過濾。另外，要向機(jī)房內(nèi)補(bǔ)充新風(fēng)，保持機(jī)房內(nèi)的正壓。根據(jù)電子計算機(jī)機(jī)房設(shè)計規(guī)范規(guī)定，主機(jī)房內(nèi)的空氣含塵濃度，在靜態(tài)條件下測試，每升空氣中大于或等于0.5m的塵粒數(shù)，應(yīng)小于18000粒。主機(jī)房與其他房間、走廊間壓差

12、不應(yīng)小于4.9Pa，與室外靜壓差不應(yīng)小于9.8Pa。三、機(jī)房建筑與空調(diào)的關(guān)系(一)機(jī)房樓層的選擇和空調(diào)的關(guān)系機(jī)房的樓層最好選擇在大樓的二、三層，因為每一臺精密空調(diào)都有一臺室外機(jī)組(冷凝器)，機(jī)房安裝的環(huán)境往往直接影晌到精密空調(diào)的制冷效果，因此對于精密空調(diào)外機(jī)的安裝也需予以必要的考慮，一般精密空調(diào)外機(jī)多安裝于裙樓頂層或大樓頂層的平臺等通風(fēng)散熱比較好的地方，而其與內(nèi)機(jī)的距離則一般為外機(jī)往上12M（約3層樓），往下4M（約1層樓）。距離太長效果則差，因此在樓層選擇方面對此也需給予充分的考慮。(二)機(jī)房圍護(hù)結(jié)構(gòu)與節(jié)能建筑節(jié)能主要從兩方面進(jìn)行：一是提高建筑物供暖、空調(diào)設(shè)備的效率以及改進(jìn)運(yùn)行管理方式；二是

13、改善建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，增強(qiáng)建筑物自身的隔熱、防熱能力，降低室外氣候?qū)κ覂?nèi)環(huán)境產(chǎn)生的不利影響，減少建筑物的供暖空調(diào)負(fù)荷。從節(jié)能角度出發(fā)，建筑物的窗墻比即指窗戶洞口面積與房間立面單元面積(含窗洞面積)的比值，必須受到一定限制。GB50176一1993民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范規(guī)定:當(dāng)建筑物外部窗戶采用單層窗時，窗墻比不宜超過0.3，當(dāng)采用雙層窗或者單框雙層玻璃時，窗墻比不應(yīng)大于0.4。在選擇機(jī)房場地時，主機(jī)房的房間宜盡量減少外墻和外窗，如不可避免時，盡量將機(jī)房設(shè)在北側(cè)，也可將有外窗一側(cè)設(shè)置內(nèi)部通道或者將外窗封閉。機(jī)房的外墻、相鄰的非空調(diào)房間或溫差較大的空調(diào)房間的內(nèi)墻、樓板、頂棚應(yīng)采用保溫材料做絕

14、熱措施，避免在機(jī)房的另一側(cè)產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。(三)機(jī)房建筑平面與機(jī)房空調(diào)機(jī)房的建筑平面和空間布局應(yīng)具有適當(dāng)?shù)撵`活性，主機(jī)房的主體結(jié)構(gòu)宜采用大開間大跨度的柱網(wǎng)，可以提高機(jī)房的使用率，空調(diào)氣流通暢。1.空調(diào)系統(tǒng)化分原則機(jī)房在平面布局上一般包括主機(jī)房、基本工作間、第一類輔助房間、第二類輔助房間、第三類輔助房間，空調(diào)系統(tǒng)化分時要遵循以下原則:(1)能保證室內(nèi)要求的參數(shù)。即在設(shè)計條件和工作條件下均能保證達(dá)到室內(nèi)溫度、相對濕度、凈化的要求。(2)對環(huán)境溫濕度、潔凈度工作時間要求一致的房間集中布置。(3)初投資和運(yùn)行費用綜合起來較為經(jīng)濟(jì)。(4)便于管理且維護(hù)簡單。(5)盡量減少一個系統(tǒng)內(nèi)的各房間相互的不利影響。

15、(6)要盡量減少送風(fēng)距離。2.機(jī)房平面布局與空調(diào)系統(tǒng)(1)機(jī)房分布在同一樓層。中小型計算機(jī)機(jī)房，主機(jī)房、基本工作間與輔助房間一般設(shè)置在建筑物的一個樓層。主機(jī)房的各個房間，如主機(jī)及外設(shè)室、網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、磁帶機(jī)房宜集中布置，采用機(jī)房專用空調(diào)系統(tǒng)，專用空調(diào)機(jī)組宜布置在相鄰的房間內(nèi)并且靠近給排水接點。基本工作間、輔助房間采用舒適性空調(diào)系統(tǒng)，可利用建筑物原有中央空調(diào)或者根據(jù)功能房間的需要采用獨立的舒適性空調(diào)系統(tǒng)。(2)機(jī)房分布在一個建筑物多層或一個建筑群。大型計算機(jī)機(jī)房，規(guī)模較大，根據(jù)數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)類別不同，一般分布在一個建筑物多層，或者一個建筑群中。在機(jī)房布局時，宜將主機(jī)房設(shè)置在一個建筑物的較低樓層，采用機(jī)

16、房專用空調(diào)系統(tǒng)，分層設(shè)置空調(diào)區(qū)，各層專用空調(diào)機(jī)組宜安裝在建筑物的同一側(cè)，便于冷媒管、給排水干管統(tǒng)一安裝?；竟ぷ鏖g和輔助房間可根據(jù)與主機(jī)房的關(guān)系分布在其他樓層或其他建筑物中，采用建筑物中央空調(diào)或獨立的舒適性空調(diào)系統(tǒng)。(四)機(jī)房建筑空間與機(jī)房空調(diào)機(jī)房建筑空間上應(yīng)滿足特殊氣流組織形式的要求，機(jī)房凈高(高架地板距天花板高度)，應(yīng)按機(jī)柜高度、線槽走線形式、通風(fēng)要求確定，宜為2.43.0m。如果采用下送風(fēng)上回風(fēng)方式，高架地板下高度宜在350mm以上，天花板距主梁的高度宜在300mm以上，同時可以敷設(shè)各類管線。如室內(nèi)回風(fēng)，也宜留有一定的空間，根據(jù)美國2005年4月發(fā)布的TIA942數(shù)據(jù)中心通信基礎(chǔ)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)

17、中規(guī)定:大中型數(shù)據(jù)中心機(jī)房天花板距最高設(shè)備頂部宜留有460600mm空間;如果采用上送風(fēng)方式，則高架地板下只需滿足線槽安裝即可，適用于層高較低機(jī)房。機(jī)房空調(diào)的負(fù)荷計算 一、機(jī)房得熱量及冷負(fù)荷(一)機(jī)房得熱量在室內(nèi)外熱、濕擾量作用下，某一時刻進(jìn)入一個空調(diào)房間的總熱量和濕量稱為在該時刻的得熱量和得濕量。如果得熱量為負(fù)值時稱為耗熱量。根據(jù)性質(zhì)不同，得熱量又分為顯熱和潛熱，而顯熱又包括對流熱和輻射熱兩種成分。1.機(jī)房顯熱量來源(1)透過外窗進(jìn)人室內(nèi)的太陽輻射熱量。(2)通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳人室內(nèi)的熱量。(3)設(shè)備散熱量。(4)人體散熱量。(5)照明散熱量。(6)新風(fēng)散熱量。2機(jī)房潛熱量來源(1)工作人員人體

18、散熱量。(2)滲透空氣及新風(fēng)換氣散熱量。(二)機(jī)房冷負(fù)荷在某一時刻為保持房間具有穩(wěn)定的溫度、濕度，需要向房間空氣中供應(yīng)的冷量稱為冷負(fù)荷。相反，為補(bǔ)償房間失熱量而需向房間供應(yīng)的熱量稱為熱負(fù)荷。為維持室內(nèi)相對濕度所需由房間除去或增加的濕量稱為濕負(fù)荷。冷負(fù)荷與得熱量在數(shù)量上有時相等，有時則不等。圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工特性及得熱量的類型決定了得熱和負(fù)荷的關(guān)系。在瞬時得熱中的潛熱得熱及顯熱得熱中的對流成分是直接散放到房間空氣中的熱量，它們立即構(gòu)成瞬時負(fù)荷。機(jī)房內(nèi)計算機(jī)的散熱則大部分構(gòu)成瞬時負(fù)荷，例如CPU散熱片與CPU表面直接接觸，CPU表面的熱量通過熱傳導(dǎo)傳遞給CPU散熱片，散熱風(fēng)扇產(chǎn)生氣流通過熱對流將CPU散

19、熱片表面的熱量帶走i而機(jī)箱內(nèi)空氣的流動也是通過熱對流將CPU散熱片周圍空氣的熱量帶走，直到機(jī)箱外。而顯熱得熱中的輻射成分，如外窗的瞬時日射得熱及照明輻射熱，不能立即構(gòu)成瞬時冷負(fù)荷，因為鐳射熱透過空氣被室內(nèi)各種物體的表面所吸收和儲存，這些物體的溫度會升高，一旦其表面溫度高于室內(nèi)空氣溫度時，它們又以對流方式將儲存的熱量散發(fā)給空氣。二、如何計算恒溫恒濕機(jī)房內(nèi)所需的冷量為了確定空調(diào)機(jī)的容量，以滿足機(jī)房溫度、濕度、潔凈度和送風(fēng)速度的要求(簡稱四度要求)。必須首先計算機(jī)房的熱負(fù)荷。機(jī)房的熱負(fù)荷主要來自兩個方面：其一是機(jī)房內(nèi)部產(chǎn)生的熱量，它包括：室內(nèi)計算機(jī)及外部設(shè)備的發(fā)熱量，機(jī)房輔助設(shè)施和機(jī)房設(shè)備的發(fā)熱量(

20、電熱、蒸氣水溫及其它發(fā)熱體)。這些發(fā)熱量顯熱大、潛熱?。徽彰靼l(fā)熱(顯熱)；工作人員的發(fā)熱(顯熱小、潛熱大)；由于水分蒸發(fā)、凝結(jié)產(chǎn)生的熱量(潛熱)。其二是機(jī)房外部產(chǎn)生的熱量，它包括：傳導(dǎo)熱。通過建筑物本體侵入的熱量，如從墻壁、屋頂、隔斷和地面?zhèn)魅霗C(jī)房的熱量(顯熱)；放射熱(也稱輻射熱)。由于太陽照射從玻璃窗直接進(jìn)入房間的熱量(顯熱)；對流產(chǎn)生的熱量。從門窗等縫隙侵入的高溫室外空氣(也包含水蒸氣)所產(chǎn)生的熱量(顯熱、潛熱)；為了使室內(nèi)工作人員減少疲勞和有利于人體健康而引入的新鮮空氣所產(chǎn)生的熱量(包括顯熱和潛熱)。總之，人體放出的熱量、縫隙風(fēng)侵入的熱量和換氣帶進(jìn)的熱量，不僅使室溫升高，也會增加室內(nèi)的

21、含濕量，因此需要除濕。這部分熱負(fù)荷稱為潛熱負(fù)荷，而機(jī)房內(nèi)所有設(shè)備散發(fā)的熱量只是室內(nèi)的溫度升高，這種熱負(fù)荷稱為顯熱負(fù)荷。與一般賓館、辦公室、會議室等潛熱占有相當(dāng)大比例所不同的是，計算機(jī)、程控機(jī)機(jī)房內(nèi)的熱負(fù)荷是以顯熱負(fù)荷為主。因此對于熱負(fù)荷狀況不同的場合應(yīng)選用不同類型的空調(diào)機(jī)。通常用顯熱比(SFH)作為空調(diào)機(jī)的重要指標(biāo)。概略計算(也稱為估算)在機(jī)房初始設(shè)計階段，為了較快的選定空調(diào)機(jī)的容量，可采用此方法，即以單位面積所需冷量進(jìn)行估算。計算機(jī)房（包括程控交換機(jī)房）：樓層較高時，250300kcal/m2h樓層較低時，150250kcal/m2h（根據(jù)設(shè)備的密度作適當(dāng)?shù)脑鰷p）辦公室（值班室）：90kca

22、l/m2h簡易熱負(fù)荷計算計算機(jī)房空調(diào)負(fù)荷，主要來自計算機(jī)設(shè)備、外部設(shè)備及機(jī)房設(shè)備的發(fā)熱量，大約占總熱量的80%以上，其次是照明熱、傳導(dǎo)熱、輻射熱等，這幾項計算方法與一般空調(diào)房間負(fù)荷計算相同。計算機(jī)制造商，一般能提供設(shè)備發(fā)熱量的具體數(shù)值。否則根據(jù)計算機(jī)的耗電量計算其發(fā)熱量。a.外部設(shè)備發(fā)熱量計算Q860N(kcalh)式中：N：用電量(kW)；：同時使用系數(shù)(0.20.5)；860：功的熱當(dāng)量，即lkW電能全部轉(zhuǎn)化為熱能所產(chǎn)生的熱量。b.主機(jī)發(fā)熱量計算Q860Ph1h2h3式中，P：總功率(kW)；h1：同時使用系數(shù)；h2：利用系數(shù)；h3：負(fù)荷工作均勻系數(shù)。機(jī)房內(nèi)各種設(shè)備的總功率，應(yīng)以機(jī)房內(nèi)設(shè)備

23、的最大功耗為準(zhǔn)，但這些功耗并未全部轉(zhuǎn)換成熱量，因此，必須用以上三種系數(shù)來修正，這些系數(shù)又與計算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、用途、工作狀態(tài)及所用電子元件有關(guān)。總系數(shù)一般取0.60.8之間為好c.照明設(shè)備熱負(fù)荷計算機(jī)房照明設(shè)備的耗電量，一部分變成光，一部分變成熱。變成光的部分也因被建筑物和設(shè)備等所吸收而變成熱。照明設(shè)備的熱負(fù)荷計算如下：QCPkcalh式中，P：照明設(shè)備的標(biāo)稱額定輸出功率(W)；C：每輸出lW的熱量(kcalhW)，通常自熾燈0.86，日光燈1.0。d.人體發(fā)熱量人體內(nèi)的熱是通過皮膚和呼吸器官放出來的，這種熱因含有水蒸汽，其熱負(fù)荷應(yīng)是顯熱和潛熱負(fù)荷之和。人體發(fā)出的熱隨工作狀態(tài)而異。機(jī)房中工

24、作人員可按輕體力工作處理。當(dāng)室溫為24時，其顯熱負(fù)荷為56cal，潛熱負(fù)荷為46cal；當(dāng)室溫為21時，其顯熱負(fù)荷為65cal，潛熱負(fù)荷為37ca1。在兩種情況下，其總熱負(fù)荷均為102cal。e.圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳導(dǎo)熱通過機(jī)房屋頂、墻壁、隔斷等圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)入機(jī)房的傳導(dǎo)熱是一個與季節(jié)、時間、地理位置和太陽的照射角度等有關(guān)的量。因此，要準(zhǔn)確地求出這樣的量是很復(fù)雜的問題。當(dāng)室內(nèi)外空氣溫度保持一定的穩(wěn)定狀態(tài)時，由平面形狀墻壁傳入機(jī)房的熱量可按下式計算：QKF(t1-t2)kcalh式中，K：圍護(hù)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)(kcalm2h)；F：圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積(m2)；t1：機(jī)房內(nèi)溫度()；t2：機(jī)房外的計算溫度()。當(dāng)計算

25、不與室外空氣直接接觸的圍護(hù)結(jié)構(gòu)如隔斷等時，室內(nèi)外計算溫度差應(yīng)乘以修正系數(shù)，其值通常取0.40.7。常用材料導(dǎo)熱系數(shù)如下表所示：材料導(dǎo)熱系數(shù)(kcal/m2h)材料導(dǎo)熱系數(shù)(kcal/m2h)普通混凝土1.41.5 石膏板0.2輕型混凝土0.50.7 石棉水泥板1砂漿1.3 軟質(zhì)纖維板0.15熟石膏0.5 玻璃纖維0.03磚1.1 鍍鋅鋼板38玻璃0.7 鋁板180木材0.10.25f.從玻璃透入的太陽輻射熱當(dāng)玻璃受陽光照射時，一部分被反射、一部分被玻璃吸收，剩下透過玻璃射入機(jī)房轉(zhuǎn)化為熱。被玻璃吸收的熱使玻璃溫度升高，其中一部分通過對流進(jìn)入機(jī)房也成為熱負(fù)荷。透過玻璃進(jìn)入室內(nèi)的熱量可按下式計算：Q

26、KFq(kcalh)F：玻璃窗的面積(m2)；q：透過玻璃窗進(jìn)入的太陽輻射熱強(qiáng)度(kcalm2h)。透入系數(shù)K值取決于窗戶的種類，通常取0.360.4。太陽輻射熱強(qiáng)度q隨緯度、季節(jié)和時間而不同，又隨太陽照射角度而變化。具體數(shù)值請參考當(dāng)?shù)貧庀筚Y料。g.換氣及室外侵入的熱負(fù)荷為了給在計算機(jī)房內(nèi)工作人員不斷補(bǔ)充新鮮空氣，以及用換氣來維持機(jī)房的正壓，需要通過空調(diào)設(shè)備的新風(fēng)口向機(jī)房送入室外的新鮮空氣，這些新鮮空氣也將成為熱負(fù)荷。通過門、窗縫隙和開關(guān)而侵入的室外空氣量，隨機(jī)房的密封程度，人的出入次數(shù)和室外的風(fēng)速而改變。這種熱負(fù)荷通常都很小，如需要，可將其拆算為房間的換氣量來確定熱負(fù)荷。h.其它熱負(fù)荷在機(jī)房

27、中，除上述熱負(fù)荷外，在工作中使用示被器、電烙鐵、吸塵器等都將成為熱負(fù)荷。由于這些設(shè)備的功耗一般都較小，可粗略按其額定輸入功率與功的熱當(dāng)量之積來計算。此外，機(jī)房內(nèi)使用大量的傳輸電纜，也是發(fā)熱體。其計算如下：Q860Pl(kcalh)式中，860：功的熱當(dāng)量(kca1h)；P：每米電纜的功耗(W)；l：電纜的長度(m)?？傊?，機(jī)房熱負(fù)荷應(yīng)由上述ah各項熱負(fù)荷之和來確定。機(jī)房氣流組織大中型數(shù)據(jù)中心機(jī)房的電子設(shè)備密集布放，總冷負(fù)荷比較大，每平方米大約在300600W，有的甚至更高，其中設(shè)備冷負(fù)荷占到80%以上。針對于機(jī)房的余熱量大、發(fā)熱源集中的特點，就需要有合理的氣流組織的分配和分布，有效地將機(jī)房內(nèi)的

28、余熱消除，保證電子設(shè)備對環(huán)境溫濕度、潔凈度、送風(fēng)速度以及人員對舒適度的需要。一、氣流組織確定機(jī)房的氣流組織形式有下送上回、上送側(cè)回(下回)方式，氣流組織形式的確定要考慮以下幾個方面:(1)首先要依據(jù)設(shè)備冷卻方式、安裝方式，如設(shè)備或機(jī)柜自帶冷卻風(fēng)扇或冷卻盤管，目前較常見的設(shè)備和機(jī)柜的冷卻方式都是從前面進(jìn)風(fēng)，后面域上部出風(fēng)。(2)冷量的高效利用。使散熱設(shè)備在冷空氣的射流范圍內(nèi)。(3)機(jī)房建筑結(jié)構(gòu)、平面布局。機(jī)房各個系統(tǒng)的建設(shè)要依托于建筑環(huán)境中，也受到這些因素的制約，如建筑層高、形狀、面積等。二、氣流組織形式(一)下送上回方式下送上回方式是大中型數(shù)據(jù)中心機(jī)房常用的方式，空調(diào)機(jī)組送出的低溫空氣迅速冷卻

29、設(shè)備，利用熱力環(huán)流能有效利用冷空氣冷卻效率，因為熱空氣密度小、輕，它會往上升;冷空氣密度大、沉，它會往下降，填補(bǔ)熱空氣上升留下的空缺，形成氣流的循環(huán)運(yùn)動，這就是熱力環(huán)流。熱力環(huán)流不同于水平流動的風(fēng)，它是空氣上下垂直的對流運(yùn)動，冷與熱激發(fā)出氣流緩慢的運(yùn)動。跟風(fēng)不一樣，風(fēng)能夠改造局部環(huán)境的氣候，而熱力環(huán)流是氣流運(yùn)動的原始動力。利用氣流的原始動力，可以不用設(shè)置動力設(shè)備，同樣達(dá)到最佳的冷卻效果，如圖4-1所示。圖4-1下送上回氣流組織送風(fēng)口可安裝在高架活動地板上，也可用高架地板配套的風(fēng)口板送風(fēng)（見圖42），地板下的空司可作為空調(diào)送風(fēng)靜壓箱。靜壓箱可以減少送風(fēng)系統(tǒng)動壓、增加靜壓、穩(wěn)定氣流和減少氣流振動，

30、可使送風(fēng)效果更加理想?？諝饨?jīng)過地板上安裝的風(fēng)口板向設(shè)備和機(jī)柜送風(fēng)。圖4-2美國2005年4月發(fā)布的TIA942數(shù)據(jù)申心通信基礎(chǔ)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)中要求機(jī)房內(nèi)計算機(jī)設(shè)備及機(jī)架采用冷熱通道的安裝方式。冷熱通道的設(shè)備布置方式，打破常規(guī)，將機(jī)柜采用背靠背、面對面擺放，這樣在兩排機(jī)柜的正面面對通道中間布置冷風(fēng)出口，形成一個冷空氣區(qū)冷通道，冷空氣流經(jīng)設(shè)備后形成的熱空氣，排放到兩排機(jī)柜背面中的熱通道中，通過熱通道上方布置的回風(fēng)口回到空調(diào)系統(tǒng)，使整個機(jī)房氣流、能量流流動通暢，提高了機(jī)房精密空調(diào)的利用率，進(jìn)一步提高制冷效果，如圖43所示。圖4-3冷熱通道示意圖回風(fēng)口可安裝在天花板上，也可以利用穿孔的鋁天花板回風(fēng)，它的孔徑

31、不能小于2mm，穿孔面積應(yīng)在15%以上。回風(fēng)同樣也是利用天花板與樓板之間的構(gòu)成的靜壓箱回風(fēng)。下送上回風(fēng)具有以下顯著優(yōu)點:(1)有效利用冷源，減少能耗。(2)機(jī)房內(nèi)整齊、美觀，所有線槽都可暗敷。(3)便于設(shè)備擴(kuò)容和移位。采用地板下送風(fēng)天花板上回風(fēng)，在設(shè)計中需要注意以下問題。1、保持活動地板下一定的均壓靜壓值機(jī)房內(nèi)高架活動地板下的空間作為送風(fēng)庫，通風(fēng)截面積大，截面豎向間隔有許多活動地板的支架，截面橫向上間隔甚至重疊有許多電纜及通信線纜線槽，所有這些都造成空氣沿送風(fēng)方向上的壓力損失。在線纜、線槽安裝時應(yīng)盡量避開空調(diào)機(jī)組，比較大的線槽方向宜與氣流方向平行安裝。如果送風(fēng)距離較長，空調(diào)機(jī)組的機(jī)外余壓雖能克

32、服最遠(yuǎn)端的阻力損失，但會造成送風(fēng)近端和遠(yuǎn)端有較大的壓差，不利于保持均勻的靜壓值，因此要盡量地控制地板下的送風(fēng)距離。一般送風(fēng)距離大于25m時，空調(diào)機(jī)組宜兩側(cè)分別布放。2、保證高架她板架空高度大中型電子計算機(jī)機(jī)房高架地板敷設(shè)高度宜在40Omm以上，有條件時應(yīng)該盡量增加靜壓箱高度，這樣可以保證在安裝了大量線槽、線管后，仍不影響氣流暢通。3、控制活動地板下送風(fēng)風(fēng)速風(fēng)口板送風(fēng)類似于局部孔板送風(fēng)，要求送風(fēng)風(fēng)速小于3m/s，送風(fēng)均勻。根據(jù)機(jī)房內(nèi)設(shè)備集中布置的特點，為將局部大量的顯熱量帶走，送風(fēng)口需集中布置在設(shè)備前方進(jìn)風(fēng)口，在全壓一定的情況下，這樣會造成靜壓箱局部斷面動壓增大，靜壓減少。另外，由于空調(diào)送風(fēng)量較

33、大，在集中布置的風(fēng)口附近不宜再設(shè)置風(fēng)口，否則有可能會變成吸風(fēng)口。為避免這種現(xiàn)象發(fā)生，在風(fēng)口板上宜安裝調(diào)節(jié)閥，來調(diào)整局部的靜壓、動壓值，以達(dá)到最佳送風(fēng)效果。4、送回風(fēng)風(fēng)道凈化處理灰塵落在電子插件上，會產(chǎn)生塵膜，既影響散熱又影響絕緣效果甚至引起短路。同時灰塵也增加元件表面的熱阻，導(dǎo)致元件過熱而燒毀，所以機(jī)房應(yīng)按A級機(jī)房內(nèi)的塵埃標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。地板下和天花板上的送回風(fēng)風(fēng)道需做凈化處理，裝飾材料宜選擇不起塵、不吸塵的材料。5、其他人員較多的房間不宜采用這種送風(fēng)方式，因為送風(fēng)溫度較低，一般低于17，從底部送風(fēng)，工作人員會有不舒適的感覺。(二)上送側(cè)回(下回)方式上送側(cè)回通常是采用全室空調(diào)送回風(fēng)的方式，適用于中

34、小型機(jī)房。上送風(fēng)可分為機(jī)房頂?shù)蚓o靠機(jī)房頂下的上部側(cè)送兩種形式，后者較為常用。由頂部或側(cè)上方送風(fēng)的氣流首先與室內(nèi)空氣混合，再進(jìn)入設(shè)備或機(jī)柜內(nèi)。機(jī)房頂部安裝散流器或孔板風(fēng)口送風(fēng)，工作的氣流小且均勻，人有良好的舒適感。但大多數(shù)計算機(jī)機(jī)柜的冷卻的進(jìn)風(fēng)口是在下部或前方，排風(fēng)口在機(jī)柜的上部。這樣，頂部的送風(fēng)氣流先與機(jī)柜處上升的熱氣流混合，再進(jìn)入機(jī)柜冷卻設(shè)備，影響了機(jī)柜的冷卻效果。由于機(jī)柜進(jìn)風(fēng)溫度偏高，機(jī)柜內(nèi)得不到良好的冷卻效果，必然造成機(jī)柜內(nèi)溫度偏高，導(dǎo)致計算機(jī)不能進(jìn)行工常的工作，如圖4-4和圖4-5所示。圖4-4上送側(cè)回氣流組織(上部風(fēng)帽側(cè)送風(fēng))圖4-5上送側(cè)回氣流組織(風(fēng)道頂送)采用上送側(cè)回的氣流組

35、織，對于散熱量較大的機(jī)房，只有采用較低的送風(fēng)溫度(1316)，來維持機(jī)房內(nèi)溫濕度以及機(jī)柜散熱的需要，這樣會造成能源的浪費，而且較低的送風(fēng)溫度對工作人員也帶來不舒適的感覺。上送側(cè)回方式通?？稍诮ㄖ痈咻^低時，機(jī)房面積不大時采用，但要保證送回風(fēng)氣流暢通，不被設(shè)備阻擋。空調(diào)機(jī)組送風(fēng)出口處宜安裝送風(fēng)管道或送風(fēng)帽，如采用管道送風(fēng)，送風(fēng)口可使用散流器或百葉風(fēng)口。回風(fēng)可通過室內(nèi)直接回風(fēng)，如有不同空調(diào)房間時，也可采用管道回風(fēng)，但較少采用地板下回風(fēng)。彌漫式送風(fēng)方式送風(fēng)的氣流循環(huán)(三)彌漫式送風(fēng)方式有的空調(diào)設(shè)備生廠商開發(fā)了一種新型的送風(fēng)方式，即彌漫式送風(fēng)，其制冷原理是依據(jù)冷熱空氣的熱力環(huán)流進(jìn)行設(shè)備的冷卻。相對于下送風(fēng)方式，彌漫式送風(fēng)不需要架空地板，而單位面積的熱負(fù)荷可提高10%，同時房間層高降低。這種送風(fēng)方式適用于小型機(jī)房，且送風(fēng)距離宜控制在l5m。三、氣流分配系統(tǒng)很多人不理解氣流分配系統(tǒng)也是數(shù)據(jù)機(jī)房設(shè)計的一部分。由于過去機(jī)房負(fù)載心密度，不正確