解析精密空調(diào)(一）
第一章機(jī)房專用精密空調(diào)特點(diǎn)
能夠充分滿足機(jī)房環(huán)境條件要求的機(jī)房專用精密空調(diào)機(jī)（也稱恒溫恒濕空調(diào)）是在近30年中逐漸發(fā)展起來的一個(gè)新機(jī)種。早期的機(jī)房使用舒適性空調(diào)機(jī)時(shí)，常常出現(xiàn)由于環(huán)境溫濕度參數(shù)控制不當(dāng)而造成機(jī)房設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸受干擾，出現(xiàn)靜電等問題。
精密空調(diào)機(jī)，通常具有如下一些性能特點(diǎn)：
1.1大風(fēng)量、小焓差
與相同制冷量的舒適性空調(diào)機(jī)相比，機(jī)房專用精密空調(diào)機(jī)的循環(huán)風(fēng)量約大一倍，相應(yīng)的焓差只有一半，機(jī)房專用精密空調(diào)機(jī)運(yùn)行時(shí)通常不需要除濕，循環(huán)風(fēng)量較大將使得機(jī)組在空氣露點(diǎn)以上運(yùn)行，不必要像舒適性空調(diào)機(jī)那樣為應(yīng)付濕負(fù)荷而不得不使空氣冷卻到露點(diǎn)以下，故機(jī)組可以通過提高制冷劑的蒸發(fā)溫度提高機(jī)組運(yùn)行的熱效率，從而提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，顯熱比為1.0的機(jī)組的單位制冷量的能耗僅是顯熱比為0.6的機(jī)組的60%左右。同樣，機(jī)房要求溫濕度指標(biāo)相對(duì)穩(wěn)定，較大的循環(huán)風(fēng)量將有利于穩(wěn)定機(jī)房的溫濕度指標(biāo)，顯然，在制冷量一定的情況下，風(fēng)量的增大將導(dǎo)致焓差的減少，因而通常機(jī)組只能在顯熱比相當(dāng)高的工況下運(yùn)行，這恰恰與機(jī)房的負(fù)荷特點(diǎn)相適應(yīng)。
通常舒適性空調(diào)冷負(fù)荷中有30%是為了消除潛熱負(fù)荷，有70%是為了消除顯熱負(fù)荷。對(duì)機(jī)房來講，其情況卻大不相同，機(jī)房主要是設(shè)備散出的顯熱，室內(nèi)工作人員散出的熱負(fù)荷及夏季進(jìn)入房間的新鮮空氣的熱濕負(fù)荷（僅占總負(fù)荷的5%）。并且冬季是需要加濕而不是減濕，即使在冬季機(jī)房仍需要消除熱負(fù)荷，特別是程控機(jī)房更是如此。鑒于以上特點(diǎn)，如將一般舒適性空調(diào)機(jī)組用于機(jī)房，則會(huì)造成能量浪費(fèi)。例如一個(gè)熱負(fù)荷為7056kcal/h的機(jī)房，若使用機(jī)房專用空調(diào)機(jī)組，則總耗電量為2.7kw，而舒適性空調(diào)機(jī)組則需耗電8.1kw，即多耗電兩倍。同樣制冷量的空調(diào)機(jī)其風(fēng)量各異，舒適性空調(diào)機(jī)的風(fēng)量與冷量比為1:5，而恒溫恒濕機(jī)風(fēng)量與冷量比為1:3.5，機(jī)房專用精密空調(diào)機(jī)具有大風(fēng)量、小焓差、高顯熱比的特點(diǎn)，通常焓差為2kcal/kg左右。也就是說，機(jī)房的熱負(fù)荷90%～95%是顯熱負(fù)荷，同樣的熱負(fù)荷顯熱比越高要求送風(fēng)量越大。這就要求機(jī)房的空調(diào)系統(tǒng)能夠提供較大的送風(fēng)量，所以一般機(jī)房送風(fēng)量要比通常舒適性空調(diào)房間所需的送風(fēng)量大1.6～2倍。
1.2機(jī)房的熱負(fù)荷變化幅度較大
通常要在10%～20%之間變動(dòng)，這是由于主機(jī)設(shè)備所處的工作狀態(tài)不同，消耗的功耗不同所造成的。因此，機(jī)房精密空調(diào)系統(tǒng)必須能夠適應(yīng)這種負(fù)荷的變化，以使電子元器件工作在所要求的環(huán)境條件之中，保證電路性能的可靠性。
1.3送回風(fēng)方式多樣
由于要與電子通信設(shè)備的冷卻方式相適應(yīng)，機(jī)房的空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)回風(fēng)方式是多種多樣的：有上送風(fēng)、下送風(fēng)，有上回風(fēng)、下回風(fēng)、側(cè)回風(fēng)等，生產(chǎn)企業(yè)一般是利用標(biāo)準(zhǔn)化手段開發(fā)一系列機(jī)型，以滿足用戶的不同需要。
機(jī)房專用精密空調(diào)機(jī)送風(fēng)形式多為上送下回和下送上回式。機(jī)房中鋪設(shè)防靜電活動(dòng)地板，機(jī)房專用精密空調(diào)采用下送上回式送風(fēng)，使冷氣直接進(jìn)入活動(dòng)地板下，這樣使地板下形成靜壓箱，然后通過地板送風(fēng)口，把冷氣均勻地送入機(jī)房內(nèi)，送入設(shè)備機(jī)柜內(nèi)。為此，機(jī)房專用精密空調(diào)應(yīng)有足夠的風(fēng)量把機(jī)房中的熱量帶走。采用這種送風(fēng)形式可大大提高空調(diào)效率，同時(shí)還可以大幅度節(jié)省過去習(xí)慣的管道送風(fēng)的工程費(fèi)用，降低工程造價(jià)，使室內(nèi)布局美觀。這是機(jī)房理想的送風(fēng)方式。當(dāng)然，機(jī)房送風(fēng)形式要與設(shè)備散熱形式一致。
1.4過濾
通常標(biāo)準(zhǔn)型機(jī)組中，空氣過濾器均采用粗、中效過濾，而在一些進(jìn)口的特型機(jī)組中，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用預(yù)留亞A過濾器或高效過濾器的安裝位置，根據(jù)用戶需求選用（如凈化手術(shù)室等就選用亞高效過濾器）。只要用戶要求，過濾系統(tǒng)可以很方便地以更換過濾器或者增加過濾器的方式進(jìn)行升級(jí)。一般Ａ級(jí)潔凈要求使用高效或亞高效過濾器，Ｂ級(jí)潔凈要求使用亞高效或中效過濾器，即使是Ｃ級(jí)潔凈要求也應(yīng)該使用中效過濾器。然而，舒適性空調(diào)機(jī)一般只有初效過濾器，如果需要提高過濾效率，也只能是改裝，而且往往還需增加風(fēng)機(jī)、加大風(fēng)壓，以免空調(diào)機(jī)因安裝了高效或亞高效過濾器而使送風(fēng)能力大幅度下降。
1.5可靠性較高
針對(duì)機(jī)房精密空調(diào)系統(tǒng)高可靠性的要求，機(jī)房專用精密空調(diào)機(jī)在結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造以及空調(diào)系統(tǒng)組成等方面都必須相應(yīng)采取一系列措施，例如設(shè)置后備機(jī)組或后備控制單元，微機(jī)控制系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行診斷，實(shí)時(shí)對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)或?qū)⒁霈F(xiàn)的故障發(fā)出報(bào)警，自動(dòng)用后備機(jī)組或后備控制單元切換故障機(jī)組或故障單元。眾所周知，機(jī)房專用精密空調(diào)的控制系統(tǒng)功能比舒適性空調(diào)完善得多。
控制系統(tǒng)的性能與空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能密切相關(guān)。不少機(jī)房專用精密空調(diào)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)專門開發(fā)一系列的控制器作為空調(diào)系統(tǒng)的組成部分。采用電子控制器或微機(jī)控制已經(jīng)十分普遍，有些企業(yè)已經(jīng)把模糊控制技術(shù)應(yīng)用在計(jì)算機(jī)房專用空調(diào)系統(tǒng)中。
機(jī)房專用精密空調(diào)機(jī)組均采用先進(jìn)可靠的微電腦控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)由兩大部件組成，即智能控制器I2-manager和操作顯示器組件Tmaster。控制器提供強(qiáng)大的模擬和數(shù)字控制能力，可以滿足廣泛的監(jiān)測和控制功能，包括實(shí)時(shí)鐘、RS232/RS485通信接口以及標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)連接。大屏幕液晶多制式顯示器，可顯示地道的中文，更加適合中國用戶需求。操作人員可通過鍵盤/顯示器組件查詢設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及各種故障記錄，調(diào)整設(shè)定參數(shù)，保證最高的運(yùn)行效率。
控制系統(tǒng)可以控制同一機(jī)組內(nèi)各臺(tái)壓縮機(jī)分時(shí)啟動(dòng)，降低啟動(dòng)電流，均衡同一機(jī)組內(nèi)各臺(tái)壓縮機(jī)的工作時(shí)間，防止壓縮機(jī)頻繁啟動(dòng)。多臺(tái)機(jī)組可互相串聯(lián)，互為備份。多臺(tái)機(jī)組可自動(dòng)分時(shí)啟動(dòng)，降低啟動(dòng)電流，均衡不同機(jī)組的工作時(shí)間。這樣，有利于提高專用空調(diào)機(jī)組的壽命和運(yùn)行的可靠性。
1.6全年制冷運(yùn)行
無論是大、中型計(jì)算機(jī)，還是程控交換機(jī)，都要求空調(diào)機(jī)全年制冷運(yùn)行。而冬季的制冷運(yùn)行要解決穩(wěn)定冷凝壓力和其它相關(guān)的問題。多數(shù)機(jī)房專用空調(diào)機(jī)能在室外氣溫降至-15℃時(shí)仍能制冷運(yùn)行，而采用乙二醇制冷機(jī)組，可在室外氣溫降至-45℃時(shí)仍能制冷運(yùn)行。與此形成鮮明對(duì)比的是舒適性空調(diào)機(jī)或常規(guī)恒溫恒濕機(jī)，在此種條件下，根本無法工作。
1.7設(shè)計(jì)點(diǎn)對(duì)應(yīng)運(yùn)行點(diǎn)
如果把舒適性空調(diào)機(jī)用作機(jī)房精密空調(diào)系統(tǒng)，由于機(jī)房要求其運(yùn)行點(diǎn)為：冬季：20±2℃，夏季：23±2℃，而舒適性空調(diào)機(jī)的設(shè)計(jì)點(diǎn)溫度一般為27℃，所以機(jī)組的實(shí)際供冷能力一般比樣本標(biāo)明的額定值低10%～25%。此外，運(yùn)行點(diǎn)偏離設(shè)計(jì)點(diǎn)時(shí)，在一定程度上機(jī)組的部分機(jī)件性能由于偏離了最佳運(yùn)行點(diǎn)，從而影響了機(jī)組整體的匹配狀態(tài)，不利于機(jī)組性能的充分發(fā)揮和高效率運(yùn)行。然而機(jī)房專用精密空調(diào)機(jī)，由于把運(yùn)行點(diǎn)作為設(shè)計(jì)點(diǎn)，因而機(jī)組始終處于最佳運(yùn)行點(diǎn)，這就從根本上避免了這些問題。
綜上所述，根據(jù)機(jī)房負(fù)荷特性及特點(diǎn)，就需要設(shè)計(jì)出一種將這些要求綜合于一體的空調(diào)機(jī)，實(shí)現(xiàn)以處理干冷卻工況為主的空氣處理過程。
1.8使用壽命
一般機(jī)房專用精密空調(diào)廠家的設(shè)計(jì)壽命是最低是10年，連續(xù)運(yùn)行時(shí)間是小時(shí)，平均無故率達(dá)到小時(shí)，實(shí)際運(yùn)用過程中,機(jī)房專用精密空調(diào)可運(yùn)行15年。
根據(jù)國家家電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，舒適性空調(diào)機(jī)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)壽命每年按運(yùn)行半年計(jì)算，為3年時(shí)間，無連續(xù)運(yùn)行時(shí)間指標(biāo)，平均無故障時(shí)間5000小時(shí)，只適合于間斷運(yùn)行，在實(shí)際使用過程中，舒適性空調(diào)機(jī)可連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間為3～5年，比機(jī)房專用精密空調(diào)相差3倍。
1.9機(jī)房專用精密空調(diào)機(jī)與舒適性空調(diào)機(jī)的區(qū)別
表1-1機(jī)房專用精密空調(diào)機(jī)組與一般舒適性空調(diào)機(jī)組的對(duì)比
序號(hào)比較內(nèi)容一般空調(diào)專用空調(diào)
1冷風(fēng)比（kcal/m3）52.2～3
2顯熱比（顯冷量/總冷量%）0.65～0.70.85～1.0
3焓差（kcal/kg）3～52～2.5
4控制精度3℃±1℃，±3%RH
5溫度控制通常沒有有加濕和除濕功能
6空氣過濾一般性過濾要求過濾0.2～0.5的粒子，10～30萬級(jí)
7蒸發(fā)溫度較低﹥5℃～11℃
8蒸發(fā)器排數(shù)2、48～12排
9迎風(fēng)面積較小1.3～2.7
10迎面風(fēng)速（m/s）較大≤2.7
11備用單制冷回路雙制冷回路或能夠雙機(jī)熱備
12運(yùn)行時(shí)間（h）8～1024
13全年運(yùn)行可靠性不設(shè)計(jì)冬季運(yùn)行全天候運(yùn)行
14控制一般控制微機(jī)控制
15監(jiān)控－能進(jìn)行本機(jī)或遠(yuǎn)程監(jiān)視溫濕度、空氣處理狀態(tài)和各種報(bào)警等
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