機房空調內機循環(huán)風量規(guī)劃討論

國家空調設備質量監(jiān)督查驗中心是經過CMA和CNAS認證的國內機房空調檢測的權威機構，機房空調檢測咨詢電話：4000-114-585；

會集放置核算機體系或程控交換機體系，并能滿意這類設備各項環(huán)境要求的特別空間稱為機房。實踐證明，機房環(huán)境中的溫度、濕度、潔凈度及空氣流動速度直接聯(lián)系到設備的牢靠運轉以及運用功率和壽數。而機房內合理空氣環(huán)境的完結首要經過空調來完結．相較于舒適性空調空間，機房空間有以下共同特色：

1)設備散熱量大且熱密度會集．

2)設備散濕量很小，均勻散濕量只要8-16g/(m2．h)．

3)空調送風焓差小，送風量大，空氣處理進程以制冷為主，除濕為輔．在小焓差狀況下，要消除設備發(fā)生的大熱量，增大通風量是必定的．

4)合適的送風辦法及機組的高穩(wěn)定性和高牢靠性．

因此，要滿意機房空間的這些特別要求就要求機房空調在功能上有必要具有較高的顯熱比和較大的循環(huán)風量，而這也是機房空調開發(fā)進程中首先要處理的兩個關鍵問題．

1  行業(yè)商場狀況

現在我國商場上首要機房空調品牌有20多個，其間80%以上為外國品牌．并以美國愛默生旗下的力博特(Libert)、意大利海洛斯(Hiross)、德國施圖茲( Stulz)、加拿大佳力求(Canatal)4大品牌知名度和銷量為最高。在20世紀80-90時代，我國機房空調設備悉數依托進口，近些年這些品牌大部分開端以獨資、合資等辦法在國內本鄉(xiāng)出產，而國內的一些空調廠商如美的、格力等也開端涉足機房空調范疇，僅僅商場占有率還比較低，機房空調檢測知名度不高，

依據圖1能夠看到2009年國內機房空調商場上，4大品牌算計占有了60.4%的比例。且78.1%的商場比例悉數為外資品牌獨占，在外資品牌占肯定主導的機房空調行業(yè)，國內企業(yè)作為后來的跟進者，在新產品開發(fā)中就既要注意對外國技能的學習又要枳極貫徹執(zhí)行我國的機房空調國家標準．在這樣一條準則的輔導下，筆者在機組風量和顯熱比設汁中碰到了一些問題，下面將機房空調檢測進行具體的剖析．

2  國標規(guī)則的理論剖析

我國于2003年II月25日發(fā)布了機房空調國家標準《GB 19413-2003-T核算機和數據處理機房用單元式空氣調節(jié)機》，其間對機房空調名義制冷功能的一般要求在5.4.1條款規(guī)則如下：

1)空調機應有較大的送風量和較小的涼風比，送風溫差不大于7℃，且送風溫度應高于機房露點溫度．

2)空調機蒸發(fā)器的面積應足夠大，使顯熱比不小于0.87．

風冷式機組名義制冷的標準工況見表1．

查濕空氣焓濕圖知，當干球溫度23℃，濕球溫度17℃時，空氣的相對濕度為55%，含濕量為9.7g/kg，露點溫度為13.5℃，焓值為48 kJ/kg.

焓差法核算空調才能：

全熱制冷才能

界說顯熱比用Rs表示，由式(1)和(2)能夠得到

國標5.4.1條款2）中要求顯熱比不小于0.87，

即

將上述兩個條件及ti=23℃，hi=48kJ/kg，Cp=1.005kJ/(kg．℃)代入式(2)~(4)可推出

由式(5)能夠看到，要使送風溫差不大于7℃，機組出風干球溫度的最小值只能取16℃，此刻，要使循環(huán)風量最小，式(5)左右兩邊只能均取等號，可核算出：出口空氣焓值ho= 39.9 kJ/kg.將to、ho、hi代入式(1)，能夠得到在確保顯熱比為0.87的條件下，1kW制冷量所需求的最小風量為376m3/h。

3  外資品牌產品手冊剖析

機房空調商場上干流品牌樣本參數見表2、3、4、.5.

依據圖2能夠看出假如一起滿意國標對循環(huán)風量、送風溫差和顯熱比的要求，商場上干流外資品牌標稱的機組循環(huán)風量缺乏百分比在10%-37%之間，明顯達不到要求。

4  突際測驗數據驗證

下面以某聞名外資品牌3匹機房空調銘牌參數與實踐測驗數據為例進行驗證，表6為某外資品牌機房空調室內機銘牌參數．

1)從風量經濟性視點考慮，本文規(guī)劃出風干球溫度為16℃．按國標標準已知進風干球溫度23℃，濕球溫度17℃，進風空氣焓值48kJ/kg.C。為空氣的定壓比熱，取1.005 kJ/( kg．℃)，空氣密度為1.18 kg/m3．

2)要確保7500W額外制冷量的前提下顯熱比大于等于0.87，依據式(1)、(2)、(4)能夠得到機組的規(guī)劃風量至少應為

由此可見，該機房空調機組若要確保制冷量滿意銘牌要求，一起契合國標要求測驗工況下的顯熱比不小于0. 87及送風溫差不大于7℃的要求，其標稱的額外風量值偏小20.5%．而依據其銘牌的標稱值，顯冷量與額外制冷量的比值卻高達0.91.機房空調檢測

為查驗該機組的實踐運用作用，在廣東美的商用空調研制中心12匹焓差試驗室進行了實踐機房空調檢測．

5  問題原因剖析

以上風量缺乏的揣度是依據國標送回風溫差不大于7℃的規(guī)則做出的，因為風量和送回風溫差是彼此制約的聯(lián)系，外資品牌風量規(guī)劃遍及偏小，其送回風溫差的規(guī)劃必定會大于7℃．

依據各廠家的標稱數據和相對應的測驗工況（干球溫度24℃，相對濕度50%，查濕空氣焓濕圖，知濕球溫度17. 06℃，露點溫度12. 96℃，相對濕度50%，焓值48. 18 kJ/kg，空氣密度1.18 kg/m3）能夠核算其相對應的送風溫差：

 

6  新觀念的證明

若將機組送回風溫差的約束由不大于7℃調整為不大于11℃，則機組每千瓦全熱制冷量需求的最小風量就由376 m3/h下降為264 m3/h．機組風量的大幅度下降一方面能夠下降機組的規(guī)劃尺寸和風機噪音，另一方面也可能對機房空間的溫度控制精度及換氣次數發(fā)生影響，進而影響機房設備的散熱作用機房空調檢測．

6.1  機組風量下降對噪聲的影響

風機的聲功率級Lw（單位為dBA）與風全壓H（單位為Pa）、風量L（單位為m3/h）存在以下近似聯(lián)系：

國家標準《電子核算機機房規(guī)劃標準》對電子核算機機房的溫度要求如下：保持溫度穩(wěn)定[溫度動搖控制在24±(1-2)℃之內]；國標GB/T 19413 -2010《核算機和數據處理機房用單元式空氣調節(jié)機》對機房的溫度控制精度要求如下：當機房空調的回風溫度設在17-28℃時，溫度控制精度為±1℃，依據有關材料介紹，經歷答應進、出風溫差是：在室溫答應動搖規(guī)模≥±1℃時，進、出風濕差應≤15℃；在室溫答應動搖規(guī)模=±1℃時，溫差值應為6 -10℃。機房風量的改變會影響機房空間的溫度控制精度。機房空調檢測

機房中的風量需求首要包含兩部分，機房設備散熱所需求的風量以及新風需求所需求的風量，前若首要由機房空調機組供給．若在機房設備的技能標準中現已給出所需求的風量，則能夠直接核算到總風量中，若沒有特別規(guī)則，一般能夠按式(9)核算：

由以上剖析可知，若要確保機房溫度控制精度為±1℃，則式(9)中設備的進、出口溫差在6-10℃之間取值．

當溫差取10℃時，代人式(9)得：G=301Qm3 /h．

當溫差取6 ℃時，代入式(9)得：G=498Q m3/h．

要確保機房溫度控制精度在±1℃，機房空調每千瓦全熱制冷量需求的風量在301 - 498 m3/h之間．

6.3  機組風量下降對機房換氣次數的影響

較小的IDC主機房面積一般在200 - 300m2，凈高一般為2.4 -3.0 m，機房熱負荷一般按0.3 -0.4 kW/m2核算．可是對予小型機比較多的機房則需求單獨核算。

假定某機房面積為250 m2，凈高為2.7 m，機房熱負荷按0. 35 kW/( m2．h)核算，校核不同送風溫差條件下風量是否滿意換氣次數的要求。

空調機組額外制冷量：87.5 kW，則各條件下機房的換氣次數見表8．

在國內前期的研究中，關于送風溫差的了解也根本是要確保大風量，天津大學李新禹在2004年的一篇文章中說到送風溫差一守時(一般送風溫差為4 -6℃)的說法，由文獻[14]可知，能夠說國標GB/T I9413-2003在必定程度上對機房空調送風溫差的約束過顯嚴厲．跟著機房空調在我國商場的不斷推行和國內研究者的深入研究，。一些新的觀念也不斷涌現，哈爾濱空調股份有限公司張紅娣指出機房空調的規(guī)劃出風溫度為13-15℃，為大風量小焓差，而舒適性空調為小風量大焓差，出風溫度設汁為6-8℃。鐘志鯤，丁濤在《數據中心機房空氣調節(jié)體系的規(guī)劃與運轉保護》一書中也提出了相同的觀念．機房空調檢測

7  定論

本文經過對國標《GB/T 19413-2003核算機和數據處理機房用單元式空氣調節(jié)機》關于循環(huán)風量和顯熱比相關條款的剖析，以及剖析成果和機房空凋商場七干流外資品牌樣本和試驗測驗數據的比照，得出以下定論：

1)嚴厲依照國標要求，機組送回風溫差≤7℃，則每千瓦制冷量所需的最小風量為378m3/h.而干流外資品牌機房窄調規(guī)劃送回風溫差為≤11℃，在確保相同顯熱比的條件下，每千瓦制冷量所需求的最小風量為264 m3/h，風量下降29.8%，噪音均勻可下降1.2dBA.別的，從機房溫度控制精度、機房換氣次數兩個方面的剖析也說明將每千瓦全熱制冷量需求的最小風量規(guī)劃為264m3/h根本是能夠的。

2)機房空調新的國家標準GB/T19413-2010中也取消了對送回風溫差不大于7℃的約束，僅保留了對濕熱比的要求，由文獻[11]可知，這一改變與本文的觀念不約而同．信任新的國標必定會更好地輔導工業(yè)的產品規(guī)劃和促進商場的健康有序開展．

3)較大的送風量盡管有助于快速帶走機柜的熱量，但跟著IDC工業(yè)的快速開展，單機柜負荷的快速升高，儀儀依托大循環(huán)風量來帶走熱量將會遭到嚴峻檢測，有必要探求新的更高效的冷卻辦法．

文章來源：機房空調www.rongguina.cn