电子计算机机房空调设计实现方法

摘要 当前电子计算机机房空调的存在的两个问题：一个是室内空气品质，空气洁净度不能满足国家规范；另一个则是气流组织状态差，甚至无组织送风。所以，电子计算机机房空调的成功与否关键是解决好这二个问题。

本文结合某电子计算机机房空调设计，简要介绍电子计算机机房空调设计中所采用的一些规范及设计方法，浅谈个人的认识和见解。

0. 近年来，随着改革开放和经济建设事业的迅猛发展，越来越多的场所建立了电子计算机机房。机房空调的任务是为保证电子计算机系统能够连续、稳定的运行，排出计算机设备及其它热源所散发的热量，维持机房内的恒温恒湿。所以，可以说电子计算机机房空调与一般建筑的空调有如下的不同。

a. 计算机设备的功耗、发热量较大，洁净度要求较高。

b. 需要全年持续、稳定的降温运行。

c. 送风量大，送、回风温差小。

d. 空调系统应具有较高的可靠性。

e. 温、湿度须控制在一定范围内。

       本文的目的主要在于介绍笔者近年来对于电子计算机机房空调的一些有关规范、技术方法的了解，并结合某电子计算机机房空调设计，浅谈个人的认识和见解。

1. 电子计算机机房洁净设计

           电子计算机机房空调设计规范（GB50174-93）中明确地规定了机房室内含尘浓度要求，即在静态条件下，大与或等与0.5um的尘粒数，应少与18000粒/L，既洁净度级别相当与50万级（0.5um）。 通过对一些工程实例调研证明，计算机机房洁净环境太差，甚至连机柜内都可以触摸到灰尘，关于这一点，主要原因是：

a. 室外大气尘浓度高，空气过滤器的效率低

b. 室内正压不够，使室外污染物通过门窗缝隙渗漏进机房。

c. 计算机的外部设备，如打印机、穿孔机等在运转过程中产生的尘屑。

如何解决这一问题？采用的方法是：加大新风量、提高空气过滤器的效率。

如某电子通讯监控中心机房，面积达420m2,层高6.8m，机房采用集中式空调净化系统，如图1所示： 针对洁净度级别相当与50万级（0.5um）的机房空调净化，如何选择空气过滤器？首先来计算室内含尘浓度(1)： N= 60Gx10-3 Mn(1-S)(1-nn) (1) n(1-S(1-nn)) 上式中G为单位容积发尘量，粒/（m3.min）,根据文献(1)可计算出G=1.07ⅹ105粒/（m3.min）; M为大气尘浓度，一般取（1-3）ⅹ105粒/L ； n为计算机机房换气次数，取10h-1； S为循环风比例，考虑到机房的严密性远不如洁净室，为保证室内正压，新风换气次数取2h-1，则S=0.8； nn为新风管路上过滤器总效率（对>=0.5µm微粒），取0.829； nr为回风管路上过滤器效率（对>=0.5µm微粒），取0.829； 将以上各值代入式（1），结果可以得出N=12633粒/L。从公式（1）可以看出，机房内发尘量对室内含尘浓度的影响可以忽略。 若要满足《规范》规定的洁净度要求，仅需对新、回风空气进行过滤处理。特别是新风的净化处理，通常不能只采用一级效率80%的过滤器，其前面应采用初、中效二级过滤进行保护，最后选用亚高效过滤器；回风采用一级初效过滤即可。送、回风口无需使用高效过滤器风口，采用普通型即可。 本工程电子通讯监控中心机房，选用一台组合式空调机组，配置了初、中效二级过滤及亚高效过滤器，该过滤器的滤尘效率为,对大气尘记数>=0.5u，效率>=93%。为保证中心机房室内正压（1毫米水柱），还在回风处安装可调式风口，并采用压差式电动风量调节器来保证室内正压。 2 空调的气流组织 空调房间的气流组织是空调系统的重要环节。在相同的热负荷下，气流组织的方式不同，空调的效果就会有很大的差异。下面就根据计算机机房的特点，分析选择其合适的送回风方式及房间内的气流分配。众所周知，电子计算机机房在建筑和使用功能上的一大特点就是空间大、面积大，对于这类建筑常采用全空气方式。在确定气流组织时主要考虑以下问题(2)： a. 计算机系统的散热方式及发热量 b. 计算机设备在机房内的布置 c. 机房内的热负荷 d. 计算机机房内的操作人员 一般气流组织的方式主要有：上送上回（或下回）式、下送上回式和综合式。这里将结合工程实例着重介绍下送上回式。因为近年来，由于活动地板在机房中广泛使用，现在多以活动地板下空间作为静压风库，风经过地面、工作人员、计算机器设备，然后经吊顶或墙壁上的回风口返回空调机。这种方式可在机房工作区（指距活动地板800mm至1500mm之间的高度）中形成比较稳定的温度环境。因此，下送上回是计算机机房中比较好的气流组织。 这种下送上回式通风空调的好处主要表现在以下几点： a. 采取下送上回的送风方式，可使清洁的送风气流首先进入室内人员呼吸带和有效活动区，形成有利于改善工作区的空气品质。并可以较好地满足计算机设备的防尘要求。 b. 采用低速送风，导致气流缓慢扩散上升，形成垂直方向上的温度成层和温升梯度，提高了排风和回风温度，可节省夏季运行能耗。 c. 活动地板下的空间全部做为空调的风库，便于系统的扩充及设备布置的变更。 d. 利用活动地板下的空间和吊顶以上的空间分别为送回风风库，节省了大量的通风管道及材料，同时也增加了机房的美观。 e. 由于是上送风，送风温度要求相对较高，送风风速要求较低，以避免膝盖以下部分有吹风感。根据有关实测资料表明(3)，向上送风系统平均送风温度最佳值为19.2℃，出风口的风速小于3m/s,此时人体头部以上的温度几乎维持不变。 f. 因为是上送风全空气式系统的运行，空气送风温度高达19.6℃，比起一般送风方式只达到15.6℃要高4℃。这无疑大大延长了“新风空气经济节能空调运行”的周期，增进了节能的效益。及至盛厦，由于送风温度的提高，冷机组的供水温度可由7℃提高到9℃。机组的COP值可相应地提高。同时，也加大了过渡季利用新风自然供冷的潜力，延长了其节能经济运行的周期，从而可更加缩短全年机械供冷的时间，进一步增大了节能效益。 鉴于上述特点，地板送风空调方式非常适用于空间大、面积大的电子计算机机房建筑。在需要进行机械供冷、空调送风时，利用地板风口或靠地板夹层风道内的送风口，由上部回风。利用地板夹层风道还可用短管连通侧墙内风道，在需要的部位设置送风口或带风机的风口，形成“个人空调”。 如某电子通讯监控中心机房，机房采用地板送风集中式空调净化系统，如图2所示： 由于地面采用的是活动地板格，可调风口定制于活动地板格上，因此风口可随室内设备、人员位置的调整而调整，既能避免风口对人体直吹，又能使设备发热量及时排出。 3 个人的见解 根据笔者的理解，对与空间大、面积大的电子计算机机房建筑，笔者以为，只要遵守规范要求，选择合理的气流组织和洁净措施，其它方面就可以按传统的空调系统设计即可。需要说明的是根据规范要求，系统在投入使用前，必须进行认真的调试，以确保证室内温、湿度要求，以及保持系统新风和排风之间的平衡，确保最小新风量的导入。 参考文献 1 许钟麟.空气洁净技术原理.北京：中国建筑工业出版社，1983 2 余安，王元光，李常青等.计算机场地技术.电子工业出版社，1986 3 Derek J. Croome-Gale, Brian M.Roberts. Aircondition and Ventilation of Buildings ，Pergamon Press, 1975