網絡運行部新機房空調選用的研究

于海洋

【摘要】通信機房內的電子設備正常運行需要有一個穩定的機房溫濕度環境。如果機房內的環境參數達不到通信設備運行的要求，將會對設備的正常運行造成影響。機房精密空調便是根據機房內的各類電子設備對環境溫濕度的要求而專門設計的空調系統。這種空調的基本工作原理與家庭及辦公場所使用的舒適性空調相同，但由于其高可靠性的硬件配置，使其能夠在控制系統下完成對機房環境溫濕度的高精度調節。

【關鍵詞】精密空調? 新機房空調

一、精密空調的概念

精密空調（也稱恒溫恒濕空調），外文名Precision Air Conditioner，是指能夠充分滿足機房環境條件要求的機房專用精密空調機。

二、網絡機房空調使用特點

（一）機房對溫濕度要求較高，具體要求如下

①保持溫度恒定，溫度波動控制在20-50℃;②保持濕度恒定，相對濕度波動控制40%～55%RH。

（二）設備散熱量大而散濕量小

服務器功率大，運行中的機柜散熱不但量大而且集中（每小時由幾千瓦至十幾千瓦）。機房內的散熱量雖然大，但無散濕量，機房內的濕量主要來自工作人員及滲入的室外空氣。

（三）較長時間的空調運行周期

計算機設備投入正常運行后，一般有個較長的運行周期，基本上都是全年連續不斷的運行。在我們機房，即使在冬季，因為有暖氣，機房內還有余熱，因此空調系統必須考慮全年運行的高可靠性。

三、精密空調與傳統空調的區別

通信機房精密空調在設計上與傳統的舒適性空調存在著很大的區別，主要有以下4個方面不同：

（一）送風效果

普通的舒適性空調一般是針對室內的人設計的。人體在向室內散發熱量的同時，還會向周圍環境中散發濕量。人在室內從事的各種活動，常常也是既散熱也散濕的，例如：燒水、做飯、洗澡等。因此，舒適性空調在降溫的同時，還應兼具除濕的作用。而通信機房的熱負荷主要來自通信設備運行發熱、機房內照明系統發熱、機房維護結構（天花板、墻壁、門窗、地板等）傳導熱量、太陽輻射熱、開門開窗時的熱侵入等，這些熱源的加濕量很小，如果采用普通舒適性空調進行降溫的話，勢必會造成機房內相對濕度過低，影響通信設備的正常運行。而且根據統計，舒適性空調的制冷量有大約40%～60%消耗在除濕上，這就使機房降溫的冷量大大減少，增加了能源的消耗。精密空調在設計上已經考慮到這一點，在運行時嚴格控制送風溫度高于機房內的環境溫度，空調產生的冷量全部用于降溫，而不會起到除濕的作用，提高了能源利用率，降低了濕量損失和冷量損失。

（二）風速、風量

普通舒適性空調在設計時由于考慮到人體的舒適感、降低噪聲等因素，它的送風機往往采用風量小、風速低的類型。因此，如果采用舒適性空調作為網絡機房的制冷設備時，常常會造成機房內各區域溫度不均勻。距離空調近的區域溫度較低，而距離空調較遠的區域則溫度較高，甚至出現熱量堆積，影響設備的正常運行。而機房精密空調的風機送風量大、風速高，一般可達到機房換氣次數在30～60次/小時，在整個通信機房內能形成一個完整的氣流循環，使機房內各處的溫度較為均勻。

（三）運行時間和工況不同

普通的舒適性空調一般用于較短時間運行的工作環境下，在室內人員長時間離開的情況下，空調便會被關閉。而且，舒適性空調夏季一般是運行在制冷工況下，冬季運行在制熱工況下。如果控制舒適性空調在冬季進行制冷的話，室外冷凝器因為冷凝壓力過低很難正常運行。但通信機房內的各類通信設備一般都是24小時不間斷運行的，這就要求機房精密空調也要長期不間斷的運行，具備極高的可靠性。而且，即使在冬季室外氣溫在零攝氏度以下的時段，由于通信機房內設備密度高、散熱量大，機房精密空調也必須進行制冷降溫。

四、精密空調送風方式

（一）上送下回式空調系統

上送下回式空調系統是通常采用的全室空調送回風的基本方式。上送還分為機房頂送或緊靠機房頂下的上部側送兩種形式。下回通常采用為機房的下部側回形式。送風經過頂棚上的空調風口往下送冷空氣，至室內先與機房內的空氣混合，再進入需要送風冷卻的設備中。機房頂棚安裝散流器或孔板風口送風，工作區的空氣流速小且均勻，人有良好的舒適感。頂棚風口送下的冷空氣與機柜排出的熱空氣逆向混合，會導致進入機柜的空氣溫度偏高，影響了對機柜的冷卻效果。

采用上頂送下側回的氣流組織，對于散熱量較大的機房，只有采用較低（13～16℃）的空調送風溫度，來維持機房較低的（23 ±1 ℃）空調溫度基數，機柜才能獲得良好的冷卻效果。但這樣的能源消耗較大，機房工作的人員也有不舒適的偏冷感覺。機房空調也可采用上側送下側回氣流組織，但在設備布置較密時，部分回風氣流會被機柜阻擋，形成不了一個通暢的氣流回路，機房內出現的不均勻溫度場，影響冷卻效果。

上送下回式宜用在機房面積不大于100平方米，得熱量小于 200W/（m2·h）的小型計算機及微型計算機機房。上送式的送風風口宜采用散流器、孔板風口或百葉風口。下回式回風口一般采用百葉風口，較少采用活動地板回風口。

（二）下送上回式空調系統

下送上回式的氣流組織：大中型計算機房內通常設有架空的活動地板，空氣通過在活動地板上裝設的送風口進入機房和機柜，回風通過機房頂棚上裝設的風口回至空調裝置，是計算機機房空調特有的氣流組織。如圖1。

下送式機房活動地板的空調送風風口，一般布置在計算機機柜的正面，送出的低溫空氣只在瞬間與機房內的熱空氣混合，有效地提高了送入設備冷卻空氣的質量，也減少了送入的潔凈空氣與機房內含有懸浮塵埃空氣相混合的污染，從而也提高了進入計算機機柜的空氣潔凈度。地板送風口無論采用矩形或圓形形式，只要有足夠的送風風口面積，都能滿足機房的送風要求，但是地板送風風口均宜配可調節風閥，以便于調節送風風口的風量，否則也往往影響到工作區人的舒適感，有的地板送風風口附上一層空氣過濾層，雖然增加了送風風口的空氣阻力。但是有利于提高送入機房及進入機柜空氣的潔凈度。

下送上回氣流組織宜用在機房面積大于100平方米，得熱量大于 200（m2·h）的大中型數據中心。

下送上回式的下送風口，一般采用可調節風量的活動地板送風口，上回式風口一般采用百葉風口或網板風口。

五、精密空調在新機房的擺放設計

（一）轉報3樓機房位置（如圖2）

空調在機房的西側和北側，因使用年限與環境等多種原因，目前的空調外機時常宕機，總需要維修。

（二）精密空調在新機房規劃

現網絡運行部機柜共有74個，在西北至東南方向可以規劃5列機柜。如圖3。

每列機柜間隔滿足精密空調下送風特點。如圖4

六、結語

使用精密空調將時新機房更環保，美觀。也是未來通信機房保持恒溫恒濕的一個趨勢。