科士达精密空调常用制冷剂有哪些？

数据机房中使用的机房科士达精密空调系统，绝大部分用R22作为制冷剂。R22是综合性能很优秀的制冷剂，人们在R22制冷剂的设计、制造、运行、维修等方面己积累了几十年的成功经验，它的臭氧层破坏潜能值很小(ODP值仅0.05)，但有一定的全球变暖潜值(GWP值510)。因此，发达国家将在2020年，发展中国家最晚2040年，让R22退出制冷剂行列。寻找R22的替代物和替代技术也是我们需要关注的问题。

科士达精密空调制冷剂的替代产品

1. R407C

R407C是由R32/125/134a按质量成分23%/25%/52%组成的三元非共沸混合物，在大气压下的温度滑差为7.1°C，标准沸点为-43.7°C，其ODP为0，GWP为1700，与R22相同。R407C无论在气相或液相均是不可燃的，它所含的三种组成及配比便它的热力性质与R22十分相近，两者的工作压力范围及制冷性能也十分相似。原有的R22空调设备改用R407C后只要将压缩机的润滑油由原来的矿物油改为酯类油，将制冷系统的部件作一些细微的改变(如将冷凝器面积加大些)，调整充注量及调整节流元件后，机器的制冷量与能效比接近R22的水平。因此R407C是目前最为简便的替代R22的过渡性物质。

R407C的缺点是温度滑移较大，系统泄漏时会影响制冷性能。

2. R410A

R410A是R32和R125各占50%的二元近共沸混合物，ODP为零，GWP为2000，比R22还高。它的标准沸点为-52.7°C，大气压力下温度滑差仅0.04°C，因此它的热力性质与单工质十分相近，这对热力计算、充注、维修十分有利。R4l0A是一种高压制冷剂，冷凝压力比R22约增大50%，容积制冷量也比R22高出约50%，因此压缩机及系统要重新设计。

如果用简单热力学循环计算，会发现R410A的循环效率比R22低10%左右，这是由于其成分之一R125的临界点很低造成的。

R4l0A传热特性比R22更好，在使用重新设计的专用涡旋压缩机时，它综合优化的结果是实际制冷效率高于R22系统，这使它被看好成为R22的中长期替代物。

还有R4l0B制冷剂，各方面性质性能与R4l0A都相似，只是其中R32和R125的比例变为45%及55%。

在我国，R410A的价格约为R22的6倍，再加上压缩机等部件的更换，价格因素影响它的大量应用。R410A主要应用方向是小型制冷系统，大约在0.5~20冷吨左右。其在欧洲的专利于2009年解除，并受到欧盟"氟气体"法规的限制，因此专利放开之后，它在作为目前最大的R22消费国(我国)可能有很好的前景。

为什么要替代?

制冷剂是科士达精密空调的血液，其品质和循环情况直接关系到空调的运行状况。除19世纪早期所使用的天然制冷剂外，目前使用最多的是CFCs(氯氟烃)、HCFCs(氢氯氟烃)和HFCs(氢氟烃)。CFCs制冷剂，具有代表性的有Rll、Rl2、R113、R114、Rll5、R500、R502等；HCFCs制冷剂，具有代表性的有R22、R123、R141b、R142b等;HFCs制冷剂，具有代表性的有R134a、R125、R32、R407c、R4l0a和R152等。

制冷剂对大气臭氧层的破坏会造成全球变暖的温室效应，发达国家在1995年应蒙特利尔议定书的要求已经停止了CFCs族的生产，发展中国家仍在继续生产和使用，但要按时间表陆续淘汰。美国、加拿大等发达国家在2010年也将淘汰例如R22的HCFCs制冷剂。我国已经承诺在2010年淘汰CFCs，对HCFCs末承诺淘汰时间表。但随着中国对节能减排工作的逐渐重视，甚至上升为国家战略的趋势看，HCFCs淘汰的步伐必将加快。

机房科士达精密空调的可靠性较高

针对机房科士达精密空调系统高可靠性的要求，机房专用科士达精密空调机在结构与控制系统设计和制造以及空调系统组成等方面都必须相应采取一系列措施，例如设置后备机组或后备控制单元，微机控制系统自动对机组运行状态进行诊断，实时对已经出现或将要出现的故障发出报警，自动用后备机组或后备控制单元切换故障机组或故障单元。众所周知，机房专用科士达精密空调的控制系统功能比舒适性空调完善得多。

控制系统的性能与科士达精密空调系统技术经济性能密切相关。不少机房专用科士达精密空调机生产企业专门开发一系列的控制器作为空调系统的组成部分。采用电子控制器或微机控制已经十分普遍，有些企业已经把模糊控制技术应用在计算机房专用空调系统中。

机房专用科士达精密空调机组均采用先进可靠的微电脑控制系统。控制系统由两大部件组成，即智能控制器I2-manager和操作显示器组件Tmaster。控制器提供强大的模拟和数字控制能力，可以满足广泛的监测和控制功能，包括实时钟、RS232/RS485通信接口以及标准的网络连接。大屏幕液晶多制式显示器，可显示地道的中文，更加适合中国用户需求。操作人员可通过键盘/显示器组件查询设备运行状态及各种故障记录，调整设定参数，保证最高的运行效率。

控制系统可以控制同一机组内各台压缩机分时启动，降低启动电流，均衡同一机组内各台压缩机的工作时间，防止压缩机频繁启动。多台机组可互相串联，互为备份。多台机组可自动分时启动，降低启动电流，均衡不同机组的工作时间。这样，有利于提高专用科士达精密空调机组的寿命和运行的可靠性。

机房科士达精密空调的大风量与小焓差

与相同制冷量的舒适性空调机相比，机房专用科士达精密空调机的循环风量约大一倍，相应的焓差只有一半，机房专用科士达精密空调机运行时通常不需要除湿，循环风量较大将使得机组在空气露点以上运行，不必要像舒适性空调机那样为应付湿负荷而不得不使空气冷却到露点以下，故机组可以通过提高制冷剂的蒸发温度提高机组运行的热效率，从而提高运行的经济性。根据经验，显热比为1.0的机组的单位制冷量的能耗仅是显热比为0.6的机组的60%左右。同样，机房要求温湿度指标相对稳定，较大的循环风量将有利于稳定机房的温湿度指标，显然，在制冷量一定的情况下，风量的增大将导致焓差的减少，因而通常机组只能在显热比相当高的工况下运行，这恰恰与机房的负荷特点相适应。

通常舒适性空调冷负荷中有30%是为了消除潜热负荷，有70%是为了消除显热负荷。对机房来讲，其情况却大不相同，机房主要是设备散出的显热，室内工作人员散出的热负荷及夏季进入房间的新鲜空气的热湿负荷（仅占总负荷的5%）。并且冬季是需要加湿而不是减湿，即使在冬季机房仍需要消除热负荷，特别是程控机房更是如此。鉴于以上特点，如将一般舒适性空调机组用于机房，则会造成能量浪费。例如一个热负荷为7056kcal/h的机房，若使用机房专用空调机组，则总耗电量为2.7kw，而舒适性空调机组则需耗电8.1kw，即多耗电两倍。同样制冷量的空调机其风量各异，舒适性空调机的风量与冷量比为1:5，而恒温恒湿机风量与冷量比为1:3.5，机房专用科士达精密空调机具有大风量、小焓差、高显热比的特点，通常焓差为2kcal/kg左右。也就是说，机房的热负荷90%～95%是显热负荷，同样的热负荷显热比越高要求送风量越大。这就要求机房的科士达精密空调系统能够提供较大的送风量，所以一般机房送风量要比通常舒适性空调房间所需的送风量大1.6～2倍。

机房专用科士达精密空调高可靠性

一个机房最注重的就是可靠性。全年8760小时要无故障运行，就需要机房空调可靠的零部件和优秀的控制系统。一般机房多是N+1备份，一台空调出了问题，其他空调就可以马上接管整个系统。

机房空科士达精密空调氟里昂循环管路故障排除方法

(1)判断泄漏的严重程度。可以通过测量氟里昂高低压力来判断泄漏的大概情况。对于泄漏少的，一般只需要添加氟里昂即可;对于泄漏较多的，除添加氟里昂外，还要适当添加冷冻油;对于基本漏光的，要对系统进行抽真空和干燥处理后，再加氟加油。

(2)寻找泄漏点。简单的方法就是查看室内机、管道接头、室外机阀门处是否有明显的漏油迹象，如有明显的漏油现象则表明氟里昂有泄漏，因为油氟互溶，漏油必漏氟，漏氟必漏油。水冷式冷凝器如有泄漏，经常会在冷却水中发现油花。另外肥皂水、卤素校漏灯、电子检漏仪等方法都可以有效地发现漏点。

（3）排除漏点。根据漏点情况进行拧紧、重新焊接、更换等方法排除。排除后要加氟加油至标准。对于堵塞的干燥过滤器可以更换，堵塞的膨胀阀可以拆下清洗，必要的进行更换。

空调机氟里昂循环管路故障原因分析：

科士达精密空调机氟里昂是制冷的物质，少量泄漏会造成制冷量不足，大量泄漏会造成低压警报。空调系统氟里昂泄漏会同时携带冷冻油外泻，造成系统缺润滑油，严重缺油还会导致压缩机咬死。管路开口较大的情况，氟里昂迅速漏光，外界湿汽入侵管路，如不对系统进行干燥和抽真空就立即加氟里昂，会造成数据中心空调机氟里昂循环管路运行中冰堵。管路堵塞会造成氟里昂循环不畅，效率急剧下降。北京中科恒润机房空调

机房科士达精密空调氟里昂循环管路故障的位置一般会在： 

(1)质量不良的冷凝器、蒸发器盘管处的泄漏，多数为铜管砂眼，少数为腐蚀；

(2)管路的焊接处由于焊接质量造成的脱焊、虚焊造成的漏点；

(3)纳子连接处松动造成泄漏；

(4)水冷式空调的管壳式冷凝器、板式冷凝器因腐蚀烂穿，造成水、氟里昂两侧互窜；

(5)外力造成内外机之间的氟里昂高、低压管折断或破损泄漏；

(6)氟里昂堵塞常见于干燥过滤器和膨胀阀处，堵塞点前后一般会有明显温差。

机房科士达精密空调系统高可靠性

一个机房最注重的就是可靠性。全年8760小时要无故障运行，就需要机房空调可靠的零部件和优秀的控制系统。一般机房多是N+1备份，一台空调出了问题，其他空调就可以马上接管整个系统。

计算机机房专用科士达精密空调的安装

机房专用空调机组安装质量的好环，将直接影响机组日后的长期稳定 运行，因此，机组的安装工作，必须由厂家委派的安装队或厂家认可的施工单位来完成，以保证机组的安装质量。各厂家在随机资料里一般都提供了详细的安装说明 手册，用户可根据安装手册监督安装施工单位的工作情况。下面就对机房专用空调机组的安装情况做简单的介绍。

机组底座

一般标准机房专用空调机组，在安装前，先按机组底部面积尺寸制作一个底座架子，底座架与地表面接触部位应加橡胶减振垫，下送风机组底座架上表面高度应比机房防静电地板上表面高度略低，这样才能保证风机送风到地板下面，而不会因机组底架过高漏风。

1、机组的底座建议采用50X50X5mm 的角钢按机组的实际尺寸制造。用膨胀螺栓固定于地面，并刷上防锈漆。

2、如机房的送风距离较长时，应于机座加装导流板，导流板应有足够的厚度，以免吹风时该板发出噪声，导流板面必须铺贴保温，吸音防火材料。

3、底座必须水平安放于平整的地面，以免机组因底座水平不对发生倾斜，致使机组的门板关不严。机组与底座间需放置10mm 橡胶防震垫，减少机组于运行时产生的震动及声响。

风冷机组管道的选择、制作、安装

1） 热汽管和液管的选择

①在设计空调机组到冷凝器之间的管道时，应尽可能地缩短长度，只有在为避免不必要的弯曲时才可例外。

②计算好空调机组到冷凝器之间所有的弯曲和必要的连接。

③根据参见图4-13，将每一个弯曲和连接所产生的压降换算成相应的管道长度，再与实际的管道长度相加。

④根据所计算的管道的总的当量长度和机组制冷容量，选出管道的尺寸。

室外冷凝器的安装      

室外冷凝器可按现场需要，采用卧式或侧立式安装。此两种安装方式，机组必须热气管在上面，液管在下面。室外冷凝器之间的最小距离规定不能少于0.5 米，冷凝器的水平位置最好不低于室内主机。如现场条件不允许时，最低不得超过3 米，否则因回液的垂力作用过大，会造成回液压力不足，冷凝器内积液使有效冷凝面积减小，同时回油不畅影响压缩机正常工作，严重时压缩机会因缺油而损坏。如需在室外冷凝器四周加上围档，围档与室外冷凝之间的距离须在1.5 米以上，而且围档上必须有通风孔便于空气流通。由于冷凝器的设计为适合全天候使用，正常情况下不必要加装任何保护围档，遮雨棚等。室外冷凝器的电源供应导线应用金属线管或PVC 管加以保护，及固定。

热流管道的安装

冷凝器位置高于室内机组时，应每隔 2.5～5m 安装存油弯（可根据不同厂家的要求来确定）。当冷凝器与室内机垂直距离超过20～25m 时，应安装一个油分离器。水平热汽管应向冷凝器方向倾斜，这样，一旦机组停机，油液及已冷凝的制冷剂就不能流回压缩机内。出自安全考虑，热汽管道应进行保温隔离。

回液管的安装

当与膨胀阀前端压力相应的制冷剂温度低于管道周围的环境温度时， 部分制冷剂液体会吸收热量提前汽化，使膨当与膨胀阀前端压力相应的制冷剂温度低于管道周围的环境温度时，部分制冷剂液体会吸收热量提前汽化，使膨胀阀前方 的液管中产生气泡。此类现象经常发生，因此有必要对回液管也进行保温隔离。

机房科士达精密空调机故障排除方法

(1)增加进水管水压；

(2)清洗排管，便之通畅；

(3)检查水位控制器的工作情况，必要时更换水位控制器；

(4)清除加湿水盘中污物积水，加入清水；

(5)检查水位控制器各接插部分是否松动，紧固各脚接头；

(6)观察热保护工作情况，必要时更换；

(7)将外接水源阀门打开；

(8)通过加湿旁通孔的风速太大，引起水位波动，可将旁通孔关闭部分，或用防风罩挡住，便水位控制在一个正常范围；

(9)在加湿罐中少许放些盐，以增加离子浓度；

10)经常清洗加湿罐，以免污垢沉积，直至更换。

数据中心科士达精密空调机故障原因分析

计算机机房专用科士达精密空调系统加湿系统常用的有电极式加湿罐或红外式加湿盘。红外式加湿盘由进排水系统、红外线石英灯管、不锈钢反光板、不锈钢水盘及热保护装置组成；电极式加湿罐由进排水系统、罐体、电极及热保护装置组成。当水位过高或过低以及过电流时，数据中心空调机加湿保护装置即起作用，同时出现声光报警。

恒温恒湿机房科士达精密空调加湿器故障的原因一般是：

(1)外接供水管水压不足，进水量不够，加湿水盘中水位过低；

(2加湿供水电磁阀动作不灵，电磁阀堵塞或进水不畅；

(3)排水管阻塞引起水位过高；

(4)水位控制器失灵，引起水位不正常；

(5)排水电磁阀故障，水不能顺利排出；

(6)加湿控制线路接头有松动，接触不鼠；

(7)加湿热保护装置失灵，不能在规定范围内工作；

(8)外接水源总阀末开，无水供给加湿水盘或加湿罐；

(9)在电极式加湿器初使用时，可能由于水中离子浓度不够引发报警；

(10)加湿罐中污垢较多，电流值超标。

机房精密科士达精密空调不仅对温度可以调节，也可以对湿度可以调节，并且精度都是很高的。计算机特别是服务器对温度和湿度都有特别高的要求，如果变化太大，计算机的计算就可能出现差错，对服务商是是很不利的特别是银行和通讯行业。现在的机房精密空调要求一般在温度精度达±2℃，湿度精度±5%，高精度机房精密空调可以温度精度达到±0.5℃，湿度精度达到±2%。

机房精密科士达精密空调风机盘管机体结构紧凑，坚固耐用，通常采用优质镀锌板机壳，冷凝明装风管水盘采用模压工艺一体成型，无焊缝、焊点、符合防火规范的保温材料整体连接于水盘。排水管及线路安装简便，左右接管及回风方式可随时变换，以配合现场情况。换热器合理匹配,三档可调风量,使风机用电最省。

机房精密科士达精密空调风机盘管液晶温控器在安装布线上，应当注意以下两大问题。一、首先要知道这个风机盘管的液晶温控器要控制些什么设备。二、弄清楚这些设备需要接多少线，每条线从何处接过来。当然一般控制风机盘管的风机盘管液晶温控器就是7线制的为主（从风机盘管接线端需要接4跟线，这4根线分别是高、中、低和零线，再加上安装在风机盘管上的电动阀的三根线分别是开阀线、关阀线、零线。这七根线分别与风机盘管液晶温控器接线端子对应）。另外就是风机盘管液晶温控器引进的火线与零线了，这两根线那就要看你从那接了，自由控制，只要接上220V电源就行。还有一种风机盘管液晶温控器，那就是地暖温控器，此风机盘管液晶温控器是用来控制地暖设备如电热毯、地热膜等地暖产品，此风机盘管温控器是6线制的，分别接地暖设备两根控制线，外置传感器，以及电源线。机房精密空调风机盘管机组主要由低噪声电机、叶轮和换热盘管等组成。风机盘管是中央空调理想的末端产品，风机盘管广泛应用于宾馆、办公楼、医院、商住、科研机构。

机房科士达精密空调—显热量大

机房内安装的主机及外设、服务器、交换机、光端机等计算机设备以及动力保障设备，如UPS电源，均会以传热、对流、辐射的方式向机房内散发热量，这些热量仅造成机房内温度的升高，属于显热。一个服务器机柜散热量在每小时几千瓦到十几千瓦，如果是安装刀片式服务器，散热量会高一些。大中型计算机房设备散热量在400W/m2左右，装机密度较高的数据中心可能会到600W/m2以上。机房内显热比可高达95%。

机房科士达精密空调—潜热量小

不改变机房内的温度，而只改变机房内空气含湿量，这部分热量称为潜热。机房内没有散湿设备，潜热主要来自工作人员及室外空气，而大中型计算机机房一般采用人机分离的管理模式，机房围护结构密封较好，新风一般也是经过温湿度预处理后进人机房，所以机房潜热量较小。

机房科士达精密空调—风量大、焓差小

设备的热量是通过传导、辐射的方式传递到机房内，设备密集的区域发热量集中，为使机房内各区域温湿度均匀，而且控制在允许的基数及波动范围内，就需要有较大的风量将余热量带走。另外，机房内潜热量较少，一般不需要除湿，空气经过空调机蒸发器时不需要降至零点温度以下，所以送风温差及焓差要求较小，为将机房内余热带走，就需要较大送风量。

机房科士达精密空调优点多

机房科士达精密空调—不间断运行、常年制冷

机房内设备散热属于稳态热源，全年不间断运行，这就需要有一套不间断的空调保障系统，在空调设备的电源供给方面也有较高的要求，不仅需要有双路市电互投，而且对于保障重要计算机设备的空调系统还应有发电机组做后备电源。长期稳态热源造成即便在冬季机房内也需要制冷，尤其是在南方地区，更为突出。在北方地区，如果冬季仍需制冷，在选择空调机组时，需要考虑机组的冷凝压力和其他相关问题，另外可增加室外冷空气进风比例，以达到节能的目的。

机房科士达精密空调—送回风方式较多

空调房间的送风方式取决于房间内热量的发源及分布特点，针对机房内设备密集式排列，线缆、桥架较多以及走线方式等特点，空调的送风方式分为下送上回、上送上回、上送侧回、侧送侧回。

机房科士达精密空调—静压箱送风

机房内科士达精密空调送回风通常不采用管道，而是利用高架地板下部或天花板上部的空间作为静压箱送回风，静压箱内形成的稳压层可使送风均匀，使空间内各点静压相等。

机房精密空调具备的优点还是比较多的，首先显热量和潜热量都是比较大的，风量也必将的大，其次还可以不间断的运行，这对于机房来说，是非常有必要的，可以达到常年制冷的效果，最后机房精密空调送风方式比较多，尤其是采用静压箱送风的方式，可以使送风均匀。

科士达精密空调—作用

在许多重要的工作中信息处理是不可或缺的一个环节，因此，公司的正常运转离不开恒温恒湿的数据机房。IT硬件产生不寻常的集中热负荷，同时对温度或湿度的变化又非常敏感。温度或湿度的波动可能会产生一些问题，例如，处理时出现乱码，严重时甚至系统彻底停机。

这会给公司带来巨大的损失，具体数额取决于系统中断时间以及所损失数据和时间的价值。标准舒适型空调的设计并非为了处理数据机房的热负荷集中和热负荷组成，也不是为了向这些应用提供所需的精确的温度和湿度设定点。精密空调系统的设计是为了进行精确的温度和湿度控制，精密空调系统具有高可靠性，保证系统终年连续运行，并且具有可维修性、组装灵活性和冗余性，可以保证数据机房四季空调正常运行。

科士达精密空调—特点

显热量大：机房内安装的主机及外设、服务器、交换机、光端机等计算机设备以及动力保障设备，如UPS电源，均会以传热、对流、辐射的方式向机房内散发热量，这些热量仅造成机房内温度的升高，属于显热。一个服务器机柜散热量在每小时几千瓦到十几千瓦，如果是安装刀片式服务器，散热量会高一些。大中型计算机房设备散热量在400W/m2左右，装机密度较高的数据中心可能会到600W/m2以上。机房内显热比可高达95%。

潜热量小：不改变机房内的温度，而只改变机房内空气含湿量，这部分热量称为潜热。机房内没有散湿设备，潜热主要来自工作人员及室外空气，而大中型计算机机房一般采用人机分离的管理模式，机房围护结构密封较好，新风一般也是经过温湿度预处理后进人机房，所以机房潜热量较小。

风量大、焓差小：设备的热量是通过传导、辐射的方式传递到机房内，设备密集的区域发热量集中，为使机房内各区域温湿度均匀，而且控制在允许的基数及波动范围内，就需要有较大的风量将余热量带走。另外，机房内潜热量较少，一般不需要除湿，空气经过空调机蒸发器时不需要降至零点温度以下，所以送风温差及焓差要求较小，为将机房内余热带走，就需要较大送风量。

不间断运行、常年制冷：机房内设备散热属于稳态热源，全年不间断运行，这就需要有一套不间断的空调保障系统，在空调设备的电源供给方面也有较高的要求，不仅需要有双路市电互投，而且对于保障重要计算机设备的空调系统还应有发电机组做后备电源。长期稳态热源造成即便在冬季机房内也需要制冷，尤其是在南方地区，更为突出。在北方地区，如果冬季仍需制冷，在选择空调机组时，需要考虑机组的冷凝压力和其他相关问题，另外可增加室外冷空气进风比例，以达到节能的目的。

洁净度要求高：电子计算机机房有严格的空气洁净度要求。空气中的尘埃、腐蚀性气体等会严重损坏电子元器件的寿命，引起接触不良和短路等，因此要求机房专用空调能按相关标准对流通空气进行除尘、过滤。另外，要向机房内补充新风，保持机房内的正压。根据《电子计算机机房设计规范》规定，主机房内的空气含尘浓度，在静态条件下测试，每升空气中大于或等于0.5m的尘粒数，应小于18000粒。主机房与其他房间、走廊间压差不应小于4.9Pa，与室外静压差不应小于9.8Pa。

随着计算设备密度的增加，数据中心和网络机房的冷却问题已经凸显出来，成为一个严峻的挑战。一些服务器合并计划，以及服务器和存储系统物理体积上的缩小，已经导致功率密度和热量密度大大提高。尽管在数据中心中，每个机柜通常的能耗保持在 1kW 的量级上，但设备经过配置后，每个机柜的能耗可能会超过15kW。这超出了一般数据中心的冷却能力，因为按照设计,它们只能可靠地冷却每个机柜2-3kW的能耗。此外，在数据中心中引入高密度机柜可能会导致机房内出现"热点"区域，制冷系统可能无法应对这种情况，因为传统的冷却设计假定：在数据中心中，冷却模式是相对均匀分布的。

网络机房或数据中心的制冷系统由计算机房空气调节 (CRAC) 装置和相关的空气分配系统组成。在规模较大的数据中心中，也可以用计算机房空气处理 (CRAH) 装置来取代 CRAC。所有的制冷系统都使用某种类型的CRAC或CRAH装置，或二者并用，它们在性能上各有不同，但作用都是带走机房中的热量。然而，影响制冷系统性能的最根本因素在于空气分配系统。正是由于空气制冷系统的配置不同，从而决定了不同数据中心将采用不同类型的制冷系统。这正是本章将要讨论的中心话题。

制冷系统的九种类型

所有制冷系统都由送风系统和回风系统组成。送风系统把冷气从CRAC装置分配到负载，而回风系统把负载排出的热气抽回CRAC装置。无论是送风系统还是回风系统，在CRAC 装置与负载之间输送空气都有以下三 种基本方式：

开启方式

局部管道方式

全管道方式

所谓开启方式，即 CRAC 和负载直接从房间吸入或排出大量空气，中间不用任何专门的管道来引导。所谓局部管道方式，即通过管道送风或回风，管道的通风孔位于靠近负载处。而在全管道方式中，空气直接通过管道进出负载。

以上三种方式，都可以用在送风路线和回风路线中。因此，共有9种组合，即9种空气分配系统类型。所有类型都已在不同场合中得到应用，有时还在同一数据中心混合使用不同类型。其中有些类型需要安装高架地板，而有些类型即可以使用硬地板，也可以使用高架地板。这9种类型的示意图见表 1。

注 1：术语"管道"指任何可用于送风或回风的强制通风装置。全管道回风系统中的管道把排出的热气从机柜尾部抽走。

注 2：在本白皮书中，假设冷却每千瓦功耗需要 160cfm(立方英尺/分钟)气流，该值是根据当今 IT 服务器的典型气流量估计出来的。

表 1 图释了送风方式和回风方式的各种组合。总体而言，位于该表左上角的冷却系统最为简单，成本最低;越往下往右，管道系统越来越复杂，冷却系统的成本和复杂性都在提高。

对于数据中心的冷却系统而言，其关键目标之一是把进出设备的空气分离，以防止设备过热。这种分离同时大大提高了冷却系统的效率和性能。当设备功率密度增加时，排出和吸入的空气量也相应增加，这时要阻止设备吸入自身或邻近设备排出的空气变得更加困难。因此，随着功率密度的增加，采用部分管道或全部采用管道将空气引入或引出设备就显得十分必要。

以下对这 9 种冷却系统进一步给出了概括性的陈述。全管道送风系统一般用于活动地板环境，在这种环境中，地板下面的障碍物会导致低静压问题，使冷气无法到达机柜前端，如图 1B 所示。全管道送风系统还应用 于具有直接送风管道的专门设备，如大型计算机中。全管道回风系统主要与其他系统组合使用，并可用于混合密度环境。开启方式和局部管道方式的四种组合，占据了冷却系统的绝大部分。为进一步评估这些方法各自的优势和局限性，下文将按以下两大类进行论述：使用活动地板的环境和不使用活动地板的环境

硬地板环境中冷却系统的类型

虽然一般认为数据中心应使用活动地板，但任何规模的数据中心都可以且常常没有活动地板。绝大多数局域网机房和网络机房都没有采用活动地板。许多较新的大功率数据中心也未使用活动地板。在现代数据中心中，以前那些需要采用活动地板的理由已不复存在，而且使用活动地板还存在许多重大缺陷，诸如专业工程设计、成本、设计时间、净高度要求、抗震性、安全隐患、保密隐患、地板载荷、不便操作以及其他问题。这些问题在APC的19号白皮书"重新考察活动地板对于数据中心的适用性"中有更详细的讨论。出于这些原因，新建造的数据中心常常使用硬地板，对于小型数据中心和网络机房则一直如此。表2列出了硬地板环境中的9种冷却系统。

在硬地板环境中，安装局部管道送风系统需要借助架空管道和通风装置，如表2第2行所示。局部管道送风系统和局部管道回风系统的组合貌似很复杂，但实际上这是商业建筑最常用的冷却方式，在商业建筑里，安装在屋顶的送风栅格和回风栅格散布于冷却空间中。

为硬地板环境选择合适的制冷系统类型

要判断各种制冷类型适用于哪种具体环境，首先应了解这些系统。虽然应对具体问题进行具体分析，不过仍可就每种类型何时适用给出一般性的指导原则。对于规模较大或功率密度需求较高的系统，其制冷系统的设计一般较为复杂，常常需要使用管道。

以下是进行有效设计的一个重要原则：根据所需平均功率密度设计制冷系统，并使其冷却能力可适应高密度机柜所在的位置。虽然高密度机柜一般只占总负载的一小部分，但事先无法准确预测它们在数据中心的位置。在很多使用传统活动地板的数据中心中，由于担心不能充分冷却潜在"热点"，而把制冷设备和空气分配系统设计得过大，这样不仅会导致资金和运行费用飙升，而且往往仍不能达到预期效果。如果使用管道输送空气或冷却冷气，则不仅能冷却高热密度区域，同时还可避免因制冷系统过大导致的额外成本。

说明了如何为硬地板环境选择合适的冷却系统。规模越大、密度越高，管道系统越复杂。有些高密度机架的功耗远远超出平均水平，每种冷却系统中都给出了相应的解决方法。

机房空调不制冷原因—室外机问题

室外机本身没有风机转速调速或调速失效。部分品牌机房空调的室外风冷冷凝风机没有无级调速的控制，风机转速偏高时，冬季低环境温度下易导致高压侧制冷剂过冷度偏大，冷凝压力偏低，大量制冷剂聚集在高压侧，低压侧制冷剂不足，从而发生低压保护。如果调速装置失效，也会是这样的情况。（处理办法：加强对室外机的日常维护，必要时修理或更换室外机。）

机房空调不制冷原因—过滤网脏堵

由于没有定期清洗或更换过滤网，导致空调循环风量减少，蒸发器蒸发温度和蒸发压力下降，引起蒸发器表面结冰或低压报警保护。过滤网脏堵造成循环风量减少，温度设定到14度偏低又导致蒸发压力下降，两方面的作用导致空调低压报警。（处理办法：更换过滤网，并重新调整空调温度设定点。)

机房空调不制冷原因—干燥过滤器堵塞

如果系统有杂质，就会造成干燥过滤器堵塞。一旦干燥过滤器堵塞，会造成系统供液困难，影响制冷效果。为保证制冷剤的正常循环，制冷系统必须保持清洁、干燥。（处理办法：注意干燥过滤器的清洁，必要时更换。）

数据中心是热密度高的环境与场所，数据中心内的计算机服务器等IT设备对机房的环境有较高的要求。数据中心内的热、湿负荷的特点是，既要求空调系统的制冷能力较强，以便在单位时间内消除机房余热，又要求空调机的蒸发温度相对较高，以免在降温的同时进行不必要的除湿。

同时，数据中心机房应用场地内，其服务对象服务器、交换机、路由器、存储等IT类设备，对机房用的空调有着相同的要求。本文我们探讨一下数据中心机房环境参数对空调的要求。

大的单位发热量对空调的要求

1、 大制冷量

数据中心机房的热负荷很大，IT类设备的发热严重，致使单位面积热负荷远高于办公区域，即热负荷很大;因为这些设备不产生湿度变化，所以湿负荷较小。这要求机房的空调制冷能力强，在单位时间内快速消除设备发生的热量。

2、小焓差

同时要求空调的蒸发温度相对较高，避免降温的同时进行不必要的除湿。

3、大风量

因为机房用空调要求送风的焓差小，避免不必要的除湿，而另外又要求大制冷量，所以必须采取大风量的设计。大风量的循环也有利于机房的温度、湿度等指标的稳定调节，也能保证机房温度、湿度均衡，达到大面积机房气流分布合理的效果，避免机房局部的热量聚集。

4、大冷风比

冷风比是空调设备的风量和冷量之比。

为了提高运行效率、保证机房气流组织、提高过滤空气的洁净度，通信机房要求的空调设备的风量较大，因此数据中心机房、通信机房空调设备比普通舒适性空调的风冷比大，两者相差近2倍。

相对湿度控制的要求

虽然数据中心机房的IT设备不产生湿度的变化，但是机房的湿度必须保证在一个范围之内，通常为40%-60%。

湿度过低，容易导致电子元器件的静电产生，造成静电放电乃至击穿;湿度过高，又容易导致设备与元器件的表面揭露而出现冷凝水，发生漏电或短路现象而无法正常工作。因此，要求数据中心机房空调机具备加湿与除湿功能，并能将相对湿度控制在允许的范围内。

除尘与空气净化要求

除了温度和相对湿度的要求外，数据中心机房的空调还必须具备除尘与空气净化的性能。由于机房内的灰尘会影响IT类设备的正常工作，灰尘积累在电子元器件上易导致电路板腐蚀、绝缘性能下降、散热不良等诸多问题，要求数据中心机房空调机的空气过滤器具备良好的除尘与空气净化功能。

不间断的可靠运行

IT类设备不间断运行，也要求空调机能365d×24h地不间断可靠运行。即使在冬季也需要提供相应的制冷能力，并能稳定满足冷凝压力与北方寒冷低温运行环境的要求。

数据中心机房的可靠性要求很高，空调机必须在工作寿命(通常要求为8年)内可靠稳定运行，为机房提供恒温、恒湿的环境。

可监控、可管理的要求

数据中心的空调机组数量较多，必须进行科学、专业的维护与管理，这要求具有空调机组的远程监控和管理功能。同时，数据中心的空调是主要的能耗设备之一，要求空调机组的节能运行，也需要空调的可监控、可原理。

1．机房专用空调机组的机械性能

1)外观工艺、检查：机柜表面喷涂均匀、无破损；信号灯、开关、测量显示装置布局合理。

2)操作及维修安全、方便。

3）结构工艺：部件排列合理、整齐；导线颜色和截面合理，布放平整；接插件牢固；进出线符合工程需要；具备抗震措施。

4）标牌、标记：应平整清晰。

2．机房专用空调机组的电气性能

1)机房专用空调机组的的电气性能应符合IEC标准

2)输入电压允许波动范围：220/380V+10%?-10%

3)频率：50HZ?2HZ

3.机房专用空调机组的温度、湿度控制性能

1)机房专用空调应能按要求自动调节室内温、湿度，具有制冷、加热、加湿、除湿等功能。

2)温度调节范围：+17℃?+28℃

3)温度调节精度：?1℃，温度变化率<5℃/小时

4)湿度调节范围：40%?60%RH

湿度调节精度：?5%RH

5)温、湿度波动超限应能发出报警信号

4机房专用空调机组的机组性能

1）投标机组应具有高效节能性，投标组需配置具有较高的能效比涡旋压缩机，风冷侧总冷量46.4kW，显冷量43.2kW；冷冻水侧总冷量55.3kW，显冷量45.5kW，每台机组压缩机2个，风机电机数量2个，兼容R22和R407C的制冷系统，以上参数回风温度24度，50%，冷冻水侧进出水温度7/12度。

2）投标机组应选用"V"型大面积蒸发器，保障换热效率。

3）机房专用空调系统应具有高可靠性，要求机组平均无故障时间MTBF≥10万小时。

4)投标机组的室内风机系统应能够方便的从机组正面取出进行现场维修,提高系统的可维护性。室内主风机应采用离心式风机送风系统.保证在增大机外余压的情况下送风风量不减少。风机系统应具有皮带张力自动调节功能，以减少机组启动对皮带与轴承的冲击，延长送风系统的使用寿命。机组应配置独立的风机和电机。

5)投标机组的加热性能：

具备电子再热器，或根据特殊要求配置热水或蒸气式再热器

6）投标机组的加湿性能：

应采用不受水质影响的远红外型加湿器，加湿量10kg/h，要求加湿速度快，确保高效性。

水冷机房空调—运行特点

1.水冷机房空调的工艺设计

坚固的金属壳体，全部壳体采用1.2mm以上的钢板。良好密封性，内衬隔热吸音材料，可防止气流泄漏及降低噪音机组带有铰链的前门，容易打开，不需提供专用工具，就能提供正常的维护服务。美观大方的防腐蚀环保烤漆涂层。外涂环氧树脂，不但美观大方，同时可以达到防腐蚀的目的，使得机体的寿命可以增加到10年以上。

2.水冷机房空调采用涡旋式压缩机

先进的高效压缩机系统，可选单独或并联式组合；噪音低，高效节能，可靠性高，使用寿命长；全系列采用先进的压缩机效能高，运动部件少，延长机组寿命，无液击现象。压缩机内装有缺相保护装置，在电源缺相或压缩机过载的情况下，能自动停止压缩机工作，保护压缩机电机。

3.水冷机房空调采用电极式加湿器

独特的可拆卸电极式加湿器位于机组下部与压缩机共处一个独立空间内，与气流隔离，不停机也可进行维修服务。可拆卸滤蕊，电极及罐体进行清洗，非专业人士也可进行。对水质无特殊要求，无须事先预处理。根据水质软硬程度和机房湿负荷大小，可由电脑编程控制加湿器自动清洗时间和加湿量调节，方便简单，同时大大延长维护间隔，减少维护费用。

4.水冷机房空调采用高效冷凝器

冷凝器外壳采用高级抗腐蚀材料，采用外置转子式轴流风机精心设计，对风管送风时，不会因为风管阻力而降低风量，可以因应环境的要求做单方向或360度角排风，不会因为加装风管，影响冷凝器的制冷量，噪音设计满足环保要求，风机调速器能根据不同温度实现无级调速，保证良好的运行状态和最佳节能效果。

机房的空调保养还是和平时普通空调的方式是一样的，要定时清洁。机房空调是为了保持机房的环境而设计的，能更好的在机房运作，所以您千万不要嫌麻烦直接在机房安装普通空调。

机房专用空调机组应采用先进的电子膨胀阀，控制精度高，除湿时完全利用电子膨胀阀的调