1.4.3 节能空调系统
电信设备尤其是交换机和计算机等设备对机房的温度有着较高的要求。通信设备在长期运行工作期间,机器温度控制在18~25℃之间较为适宜。
湿度对通信设备的影响也很大。空气潮湿易引起设备的金属部件和插接件、管部件产生锈蚀,引起电路板、插接件和线缆的绝缘降低,严重时还可造成电路短路。空气太干燥又容易引起静电效应,威胁通信设备安全。
1.空调容量估算
机房的热源:机房的热源包括设备产生的热量(通常占70%~80%)、照明系统、屋外导入的传导热、对流热、放射热等。机房需要的制冷功率一般采用以下公式估算:
空调的制冷功率(kcal/h)=房间面积(m2)×150+53×机房设备总耗电/1000×860
制冷量是表明空调机的做功能力的量,单位为kcal(大卡)或kJ(千焦耳),1kcal=4.184kJ。
制冷功率是表明空调机在单位时间内的制冷量,单位为kcal/h(大卡/小时)或W(瓦)。
1kcal/h(1大卡/小时)=1.162W(瓦)
注意,功和功率是两个概念,通俗地说空调机做的“功”就是它的制冷的能力;“功率”则是它在单位时间内(1h)的制冷能力。
民用空调的制冷量常常还以“匹”来表示,1匹机的制冷量大致为2000大卡;乘以1.162国际单位可换算成制冷功率[W(瓦)]。故1匹的制冷功率为:2000大卡×1.162=2324(W),这个W(瓦)不是空调机的消耗电功率W(瓦),而是空调机的制冷功率。
如果要把空调机的制冷功率换算成它消耗(输入)的电功率[W(瓦特)],则还要把制冷功率W(瓦)除以空调机的能效比,便可得到该空调机实际输入(消耗)的电功率W(瓦)。我国空调机目前的能效比标准是:一级能效比是3.4以上,二级是3.2,三级是3.0。
例如:1匹制冷量空调机消耗的电功率P:
2000大卡×1.162=2324W(制冷功率),P=2324/3.2W=726W(消耗的电功率)。
选购空调设备应符合运行可靠、能效比高和节能的原则。一般情况下可按照每15m2需要1匹计算,300m2的机房需要20匹。1匹相当于制冷功率2300W,300m2的机房所需的制冷功率大约为50000W。空调制冷设备的制冷能力还应留有15%~20%的余量,因此300m2机房使用的空调总功率不应超过24匹。
2.机房空调送风方式
机房空调大多数采用上送风或下送风两种方式。下送风方式效果优于上送风方式,这是因为热气自然向上升腾,冷气下沉形成空气对流,当空调送出的冷风与热源气流方向一致时,加速了空气流动,有利于热源的温度降温,图1-16是机柜下送风方案。对空调而言,空调送风方向与机房内冷热气流分布的对流一致,可以减少气流的阻力,加速冷热转换效率,节省压缩机工作时间,降低空调能耗,起到节能降耗效果。
图1-16 机柜下送风方案
3.精确送风、降耗节能
虽然下送风方式优于上送风方式,但送风方向的不精确也会在不同程度上造成能效下降,达不到节能效果。原因是:第一,由于设备采用下走线,导致地板下各种走线纵横交错,影响下送风空调的送风效果;第二,机房采用空调下端加装静压箱送风,空调送出的冷风除给设备降温外,另一部分冷风同时送给机房空间降温。
图1-17是采用风道送风的精确送风方案,将空调送出的制冷风量,通过可控制风量的风道送到通信设备的下端或侧端,最大程度地利用空调送出的冷风量与通信设备的发热量进行交换。降低了制冷功率损失,达到降耗节能的目的。
图1-17 采用风道送风的精确送风方案
精确送风设计方案采用上进风/下出风方式,空调下端安装在连接风道的静压箱上,每台空调下端的静压箱之间要加装可控制风阀,当某一台空调出现故障时,打开风阀作为冗余空调互补之用,以保证风道有冷风流过;各通信设备机柜的下端固定在可调送风口的出口端;对于侧面进风的通信设备,可将两列机柜的进风面先进行背对背排列,然后再安装在送风道端口,使两列通信设备机柜之间处于冷风对流环境之中;可根据通信设备的发热量调节送风大小。主机房必须维持一定的正压。主机房与室外的静压差不应小于9.8Pa。