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精密空調設計、選型、安裝、維保教程

第一章 機房環境要求開機時電子計算機機房內的溫濕度

停機時電子計算機機房內的溫濕度

開機時主機房的溫濕度應執行A級，基本工作間可根據設備要求按A、B兩級執行。其它輔助房間應按工藝要求確定。

主機房內的空氣含塵濃度，在靜態條件下測試，每升空氣大于或等于0.5μm的塵粒數，應少于18000粒。

主機房區的噪聲聲壓級小于68分貝；

主機房內要維持正壓，與室外壓差大于9.8帕；

送風速度不小于3米/秒；

為使機房能達到上述要求，應采用精密空調機組才能滿足要求。

第二章機房專用精密空調特點

一、大風量、小焓差

與相同制冷量的舒適性空調機相比，機房專用空調機的循環風量約大一倍，相應的焓差只有一半，機房專用空調機運行時通常不需要除濕，循環風量較大將使得機組在空氣露點以上運行，不必要像舒適性空調機那樣為應付濕負荷而不得不使空氣冷卻到露點以下，故機組可以通過提高制冷劑的蒸發溫度提高機組運行的熱效率，從而提高運行的經濟性。同樣，機房要求溫濕度指標相對穩定，較大的循環風量將有利于穩定機房的溫濕度指標，顯然，在制冷量一定的情況下，風量的增大將導致焓差的減少，因而通常機組只能在顯熱比相當高的工況下運行，這恰恰與機房的負荷特點相適應。

二、機房的熱負荷變化幅度較大

通常要在10%～20%之間變動，這是由于主機設備所處的工作狀態不同，消耗的功耗不同所造成的。因此，機房空調系統必須能夠適應這種負荷的變化，以使電子元器件工作在所要求的環境條件之中，保證電路性能的可靠性。

三、送回風方式多樣（詳見暖通南社發布《了解機房精密空調及其選型步驟》

由于要與電子通信設備的冷卻方式相適應，機房的空調系統的送風回風方式是多種多樣的：有上送風、下送風，有上回風、下回風、側回風等，生產企業一般是利用標準化手段開發一系列機型，以滿足用戶的不同需要。

機房專用空調機送風形式多為上送下回和下送上回式。機房中鋪設防靜電活動地板，機房專用空調采用下送上回式送風，使冷氣直接進入活動地板下，這樣使地板下形成靜壓箱，然后通過地板送風口，把冷氣均勻地送入機房內，送入設備機柜內。為此，機房專用空調應有足夠的風量把機房中的熱量帶走。采用這種送風形式可大大提高空調效率，同時還可以大幅度節省過去習慣的管道送風的工程費用，降低工程造價，使室內布局美觀。這是機房理想的送風方式。當然，機房送風形式要與設備散熱形式一致。

四、過濾

通常標準型機組中，空氣過濾器均采用粗、中效過濾，而在一些進口的特型機組中，從結構設計上采用預留亞高效過濾器或高效過濾器的安裝位置，根據用戶需求選用（如凈化手術室等就選用亞高效過濾器）。只要用戶要求，過濾系統可以很方便地以更換過濾器或者增加過濾器的方式進行升級。一般Ａ級潔凈要求使用高效或亞高效過濾器，Ｂ級潔凈要求使用亞高效或中效過濾器，即使是Ｃ級潔凈要求也應該使用中效過濾器。然而，舒適性空調機以及常規的恒溫恒濕空調機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機、加大風壓，以免空調機因安裝了高效或亞高效過濾器而使送風能力大幅度下降。

五、可靠性較高

針對機房空調系統高可靠性的要求，機房專用空調機在結構與控制系統設計和制造以及空調系統組成等方面都必須相應采取一系列措施，例如設置后備機組或后備控制單元，微機控制系統自動對機組運行狀態進行診斷，實時對已經出現或將要出現的故障發出報警，自動用后備機組或后備控制單元切換故障機組或故障單元。眾所周知，機房專用空調的控制系統功能比舒適性空調完善得多。

控制系統的性能與空調系統技術經濟性能密切相關。

不少機房專用空調機生產企業專門開發一系列的控制器作為空調系統的組成部分。采用電子控制器或微機控制已經十分普遍，有些企業已經把模糊控制技術應用在計算機房專用空調系統中。

六、全年制冷運行

無論是大、中型計算機，還是程控交換機，都要求空調機全年制冷運行。而冬季的制冷運行要解決穩定冷凝壓力和其它相關的問題。多數機房專用空調機能在室外氣溫降至-15℃時仍能制冷運行，而采用乙二醇制冷機組，可在室外氣溫降至-45℃時仍能制冷運行。與此形成鮮明對比的是舒適性空調機或常規恒溫恒濕機，在此種條件下，根本無法工作。

七、使用壽命

一般機房專用空調廠家的設計壽命是最低是10年，連續運行時間是86400小時，平均無故率達到25000小時，實際運用過程中，機房專用空調可運行15年。

根據國家家電行業標準，舒適性空調機的基礎設計壽命每年按運行半年計算，為3年時間，無連續運行時間指標，平均無故障時間5000小時，只適合于間斷運行，在實際使用過程中，舒適性空調機可連續運行的時間為3～5年，比機房專用空調相差3倍。

第三章機房專用空調機選型依據

為了確定空調機的容量，以滿足機房溫度、濕度、潔凈度和送風速度的要求（簡稱四度要求）。必須首先計算機房的熱負荷。

機房的熱負荷主要來自兩個方面：

其一是機房內部產生的熱量，它包括：室內計算機及外部設備的發熱量，機房輔助設施和機房設備的發熱量（電熱、蒸氣水溫及其它發熱體）。這些發熱量顯熱大、潛熱小；照明發熱（顯熱）；工作人員的發熱（顯熱小、潛熱大）；由于水分蒸發、凝結產生的熱量（潛熱）。

其二是機房外部產生的熱量，它包括：

傳導熱，過建筑物本體侵入的熱量，如從墻壁、屋頂、隔斷和地面傳入機房的熱量（顯熱）；

放射熱（也稱輻射熱），由于太陽照射從玻璃窗直接進入房間的熱量（顯熱）；

對流產生的熱量，從門窗等縫隙侵入的高溫室外空氣（也包含水蒸氣）所產生的熱量（顯熱、潛熱）；

為了使室內工作人員減少疲勞和有利于人體健康而引入的新鮮空氣所產生的熱量（包括顯熱和潛熱）。

*本文來自暖通南社，微信公眾平臺賬號：nhvaca，為您整理發布。

總之，人體放出的熱量、縫隙風侵入的熱量和換氣帶進的熱量，不僅使室溫升高，也會增加室內的含濕量，因此需要除濕。這部分熱負荷稱為潛熱負荷，而機房內所有設備散發的熱量只是室內的溫度升高，這種熱負荷稱為顯熱負荷。與一般賓館、辦公室、會議室等潛熱占有相當大比例所不同的是，計算機、程控機機房內的熱負荷是以顯熱負荷為主。因此對于熱負荷狀況不同的場合應選用不同類型的空調機。通常用顯熱比（SFH）作為空調機的重要指標。

熱負荷計算

計算機房空調負荷，主要來自計算機設備、外部設備及機房設備的發熱量，大約占總熱量的80%以上，其次是照明熱、傳導熱、輻射熱等，這幾項計算方法與一般空調房間負荷計算相同。計算機制造商，一般能提供設備發熱量的具體數值。否則根據計算機的耗電量計算其發熱量。

a.外部設備發熱量計算

Q＝860N￠（kcal／h）

式中：N：用電量（kW）；￠：同時使用系數（0.2～0.5）；860：功的熱當量，即lkW電能全部轉化為熱能所產生的熱量。

b.主機發熱量計算Q＝860×P×h1×h2×h3

式中，P：總功率（kW）；

h1：同時使用系數；

h2：利用系數；

h3：負荷工作均勻系數。

機房內各種設備的總功率，應以機房內設備的最大功耗為準，但這些功耗并未全部轉換成熱量，因此，必須用以上三種系數來修正，這些系數又與計算機的系統結構、功能、用途、工作狀態及所用電子元件有關。總系數一般取0.6～0.8之間為好。（南社提醒：此為參考值，請根據項目實際情況進行計算）

c.照明設備熱負荷計算

機房照明設備的耗電量，一部分變成光，一部分變成熱。變成光的部分也因被建筑物和設備等所吸收而變成熱。照明設備的熱負荷計算如下：

Q＝C×Pkcal／h

式中，P：照明設備的標稱額定輸出功率（W）；

C：每輸出lW的熱量（kcal／hW），通常自熾燈0.86，日光燈1.0.

d.人體發熱量

人體內的熱是通過皮膚和呼吸器官放出來的，這種熱因含有水蒸汽，其熱負荷應是顯熱和潛熱負荷之和。

人體發出的熱隨工作狀態而異。機房中工作人員可按輕體力工作處理。當室溫為24℃時，其顯熱負荷為56cal，潛熱負荷為46cal；當室溫為21℃時，其顯熱負荷為65cal，潛熱負荷為37ca1.在兩種情況下，其總熱負荷均為102cal.

e.圍護結構的傳導熱

通過機房屋頂、墻壁、隔斷等圍護結構進入機房的傳導熱是一個與季節、時間、地理位置和太陽的照射角度等有關的量。因此，要準確地求出這樣的量是很復雜的問題。

當室內外空氣溫度保持一定的穩定狀態時，由平面形狀墻壁傳入機房的熱量可按下式計算：

Q＝KF（t1-t2）kcal／h

式中，K：圍護結構的導熱系數（kcal／m2h℃）；

F：圍護結構面積（m2）；

t1：機房內溫度

t2：機房外的計算溫度（℃）。

當計算不與室外空氣直接接觸的圍護結構如隔斷等時，室內外計算溫度差應乘以修正系數，其值通常取0.4～0.7.

f.從玻璃透入的太陽輻射熱

當玻璃受陽光照射時，一部分被反射、一部分被玻璃吸收，剩下透過玻璃射入機房轉化為熱。被玻璃吸收的熱使玻璃溫度升高，其中一部分通過對流進入機房也成為熱負荷。

透過玻璃進入室內的熱量可按下式計算：

Q＝KFq（kcal／h）

式中，K：太陽輻射熱的透入系數；

F：玻璃窗的面積（m2）；

q：透過玻璃窗進入的太陽輻射熱強度（kcal／m2h）。

透入系數K值取決于窗戶的種類，通常取0.36～0.4.

太陽輻射熱強度q隨緯度、季節和時間而不同，又隨太陽照射角度而變化。具體數值請參考當地氣象資料。

g.換氣及室外侵入的熱負荷

為了給在計算機房內工作人員不斷補充新鮮空氣，以及用換氣來維持機房的正壓，需要通過空調設備的新風口向機房送入室外的新鮮空氣，這些新鮮空氣也將成為熱負荷。通過門、窗縫隙和開關而侵入的室外空氣量，隨機房的密封程度，人的出入次數和室外的風速而改變。這種熱負荷通常都很小，如需要，可將其拆算為房間的換氣量來確定熱負荷。

h.其它熱負荷

在機房中，除上述熱負荷外，在工作中使用示被器、電烙鐵、吸塵器等都將成為熱負荷。由于這些設備的功耗一般都較小，可粗略按其額定輸入功率與功的熱當量之積來計算。此外，機房內使用大量的傳輸電纜，也是發熱體。其計算如下：

Q＝860Pl（kcal／h）

式中，860：功的熱當量（kca1／h）；

P：每米電纜的功耗（W）；l：電纜的長度（m）。

總之，機房熱負荷應由上述a—h各項熱負荷之和來確定。

概略計算

在機房初始設計階段，為了較快的選定空調機的容量，可采用此方法：

一、以單位面積估算。

計算機房（包括程控交換機房）：

樓層較高時，250～300kcal/m2h

樓層較低時，150～250kcal/m2h（根據設備的密度作適當的增減）

辦公室（值班室）：90kcal/m2h

二、以機柜數量估算

一般按照每機柜2.5~4KW計算。

三、機房空調系統新風量

按下述三項中取其中的最大一項：

1、按機房人員取40m3/h.p

2、維持機房室內正壓所需的風量

3、取機房空調總風量的5%

地板送風口風速：1.5～2.0m/s

地板送風口總開孔面積占地板面積的0.6%
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常用熱功單位換算

1、壓力換算1巴（bar）≈1公斤力/厘米2（at）≈1標準大氣壓（atm）≈105帕斯卡（pa）

2、冷量換算

1匹（PS）＝2500大卡（kcal/h）

1千瓦（kw）＝860大卡（kcal/h）

1匹（PS）＝2.9千瓦（kw）

1冷噸＝3024大卡（kcal/h）

1BTU/h＝0.2519大卡（kcal/h）

GB50174-2008的相關規定（2009年6月1日實施）

7空氣調節

7.1一般規定

7.1.1電子信息系統機房中的主機房、支持區和輔助房間的空氣調節系統應根據電子信息系統機房的等級，按照附錄1的標準執行。

7.1.2與其它功能用房共建于同一建筑內的電子信息系統機房，宜設置獨立的空調系統。

7.1.3主機房與其它房間的空調參數不同時，宜分別設置空調系統。

7.1.4電子信息系統機房的空調設計，除應符合本規范外，尚應符合現行國家標準《采暖通風與空氣調節設計規范》（GB50019）的有關規定。

7.2熱負荷計算

7.2.1電子信息設備和其它設備的散熱量應按產品的技術數據進行計算。

7.2.2電子信息系統機房空調系統的熱濕負荷應包括下列內容：

1機房內設備的散熱；

2建筑圍護結構的傳熱；

3太陽輻射熱；

4人體散熱、散濕；

5照明裝置散熱；

6新風負荷。

7.3氣流組織7.3.1電子信息系統機房空調房間的氣流組織，應根據設備對空調系統的要求，設備本身的冷卻方式、設備布置方式、布置密度、設備發熱量以及房間溫度、濕度、室內風速、防塵、消聲等要求，并結合建筑條件綜合考慮。

7.3.2氣流組織形式應按所安裝設備對空調系統氣流組織形式要求確定，當未提出明確要求時，可按表7.3.2選用。

7.3.3對設備熱密度大、設備發熱量大或機柜高度大于1.8m，且熱負荷大的主機房，宜采用活動地板下送風、上回風方式。

7.3.4采用活動地板下作為靜壓箱時，出風口風速不應大于3m/s.

氣流組織、風口及送風溫差下表

7.4系統設計

7.4.1電子信息系統機房要求空調的房間宜集中布置，室內溫、濕度要求相近的房間，宜相鄰布置。

7.4.2主機房采暖散熱器的設置應根據電子信息系統機房的等級，按照附錄1的標準執行。如設置采暖散熱器，應有檢測報警措施，并裝設切斷閥，漏水時自動自動切斷給水。

7.4.3電子信息系統機房的風管及管道的保溫、消聲材料和粘結劑，應選用非燃燒材料或難燃B1級材料。冷表面需作隔氣保溫處理。

7.4.4采用活動地板下送風時，活動地板下的空間應考慮線槽及消防管線等所占用的空間。

7.4.5風管不宜穿過防火墻和變形縫。如必須穿過時，應在穿過防火墻處設防火閥；穿過變形縫處，應在兩側設防火閥。防火閥應既可手動又能自動。

7.4.6空調系統噪音超過本規范5.2.1條的規定時，應采取降噪措施。

7.4.7主機房宜維持正壓。主機房與其它房間、走廊間的壓差不宜小于4.9Pa，與室外靜壓差不宜小于9.8Pa.

7.4.8空調系統的新風量應取下列二項中的最大值：

1按工作人員計算，每人40m3/h.

2維持室內正壓所需風量。

7.4.9主機房內空調系統用循環機組宜設初、中效兩級過濾器。新風系統或全空氣系統應設初、中效空氣過濾器。末級過濾裝置宜設在正壓端。

7.4.10北方地區冬季需送冷風時，宜利用室外冷空氣作為冷源。

7.4.11電子信息系統機房空氣調節控制裝置應滿足電子信息系統機房對溫度、濕度及防塵對正壓的要求。

7.4.12使用大量新風的空調系統，應設置排風出口，且應滿足新風量變化的需要。

7.4.13打印室等易對空氣造成二次污染的房間，宜單獨設置空調系統，當與其他房間共用一套空調系統時，打印室不應設置回風口，應采用排風的方式保持室內壓力平衡。

7.4.14分體式空調機的室內機組可安裝于空調機房內，也可根據機房布置要求，安裝于主機房內。

7.4.15下送風的空調、恒溫恒濕空調機，應安裝于機架上，并在空調機與機架之間加隔震墊，且在機架上加裝導流板。

7.4.16大型機房空調系統宜采用冷水機組空調系統，冷源采用水冷方式。

7.5設備選擇

7.5.1空調設備的選用應符合運行可靠、經濟、節能和環保的原則。

7.5.2空調系統和設備選擇應根據計算機類型、機房面積、發熱量及對溫、濕度和空氣含塵濃度的要求綜合考慮。

7.5.3在北方地區，空調系統采用水冷機組時，冬季應對冷卻水系統采取防凍措施。

7.5.4空調和制冷設備宜選用高效、低噪聲、低震動的設備。

7.5.5單臺空調制冷設備的制冷能力，應留有15%一20%的余量。

7.5.6選用恒溫恒濕空調機時，空調機宜帶有通信接口，顯示屏宜為漢字顯示。

7.5.7選用的空調設備，其空氣過濾器、加濕設備，應便于清洗和更換，設備安裝應留有相應的維修空間。

第四章各品牌簡介

以下節選于互聯網，數據中心運維管理不持立場。

現在在國內銷售的精密空調主要有：

艾默生（Emerson）、佳力圖（CANATAL）、海洛斯（HIROSS）、依米康（SUNRISE）、安耐威（ANIVIN）、英威騰（INVT）、約頓（JOTON）、APC、史圖斯（STULZ）、登高（DENCO）、優力（Uniflair）、菲尼克斯（PHOENIX）等幾大品牌。

艾默生

艾默生公司創建于1890年，總部設在美國密蘇里州圣路易斯市，是全球最悠久的跨國公司之一。經營領域涉及網絡能源、過程控制、工業自動化、環境調節、家電和工具五大領域。公司業務遍布全球150多個國家，在世界各地擁有60多個子公司及11萬多名員工，名列世界500強。

共分四個系列：1、Liebert

2、Datamat

3、Challen

4、DataMat

海洛斯機房空調

意大利HIROSS公司成立于1964年，總部設于意大利米蘭，它自成立以來一直致力于開發具有最新、最先進技術的高品質空調系統，在奧地利、法國、德國、英國、瑞士、亞洲等地均設有分部。

海洛斯產品有恒溫恒濕機、冷水機、冷凝機等供用戶選擇，海洛斯公司有高度自動化的工廠、先進的設計手段及制造工藝，所有產品均遵照國際公認的BSEN、ISO9001標準制造，并獲ISO9001質量認證及歐洲制冷協會（EUROVENT）認證證書，成為歐洲銷量第一的品牌。

HIROSS機房專用空調在世界各地占有較大的市場份額。進入中國市場以來，海洛斯機房專用空調產品已成為中國電信、中國移動、中國聯通、中國網通、銀行、鐵路等行業主要使用的品牌。

STULZ（史圖斯）

德國STULZ（史圖斯）是世界三大精密空調生產廠家之一，總部位于德國漢堡、全球擁有3300名員工、55個合作伙伴。在亞洲地區，STULZ通過合作伙伴－梅蘭日蘭電子（中國）有限公司進行精密空調產品的銷售及售后服務。憑借德國STULZ空調的優質產品和梅蘭日蘭公司的完善服務，STULZ空調自進入中國15年以來，已經成功銷售了30000多臺。其產品遍布全國各地，用戶分布于政府機關、軍隊、廠礦、交通、通信、金融、科研等廣闊領域，深受廣大用戶的信賴和好評。

第五章精密空調安裝

一、機組接收

1、設備開箱后要檢查設備的規格、型號及所帶的備件是否與合同的裝箱單相符；

2、風冷型空調室內機、室外機組在出廠時都有0.2MPa～0.5Mpa的氮氣，設備開箱后，要首先檢查系統有無泄漏，如發現異常請及時通知廠家；

3、接收機組時，請檢查機組外觀是否完好無損；如有損壞，請立即以書面形式通知承運人并記錄；

4、檢查用戶終端面板，必須確定其沒有任何損傷；如有損傷，請立即以書面形式通知承運人并記錄，且在安裝以前及時處理。

如檢查沒有異議后，再簽收。

二、安裝就位

1、安裝時要注意機器內部及外部的保護措施，防止機器表面漆因外力碰撞而引起的劃傷，內部蒸發器翅片、銅管、線路等也應注意嚴格保護；

2、機組支架，機組支架通過？8膨脹螺絲與地面固定；

3、機組支架與機組之間應安裝至少5mm厚的彈性隔振膠墊，該支架使用M8螺栓與機組底部連接，該支架必須與架空地板的金屬結構隔離；

4、機組必須水平安裝，兩端高差最大為5mm：傾斜度如大于5mm，會引起冷凝水盤溢流；

三、冷媒管連接

1、機組與冷凝器之間均采用氧焊連接，這樣保證了整個回路的牢固與可靠性；回液管與排汽管所接的銅管的粗細見附表；

2、連接機組與風冷冷凝器的銅管直徑必須根據銅管的長度以及機組與冷凝器的垂直距離來確定。

3氣管和液管的安裝要求美觀整齊橫平豎直，多根管道盡量布置在同一平面上，不要將一部分管道重疊在另外一部分上；無論汽管還是液管，都必須套保溫管；

4、水平氣管應向冷凝器方向傾斜，這樣一旦停機，油液和已冷凝的制冷劑不能流回機內.

5、如使用直銅管在彎曲前必須先退火處理，本項目盡量采用沖壓彎頭焊。切割銅管必須用銅管割刀，嚴禁用鋼鋸條鋸。銅管存放時應封堵兩頭，防止灰塵砂石進入銅管。

6、通常用直管連接時，在架設管道之前，應用無水乙醇清潔管道內兩遍。

7、焊接時應在焊接部位以外包裹1—2層濕布，防止其余部件因受熱烤焦，在遇到油漆部位時，應采用濕布加鐵皮擋板的方法進行操作，這樣可使油漆表面無任何焦痕。在做氣密性實驗之前，先用氮氣將制冷回路中的氧化皮趕出制冷回路。

8、在動焊之前，放一滅火裝置在焊接工作區。

四、冷凍水系列安裝注意事項

按照國家水系統安裝規范進行施工和工程管理，進、出水管為國標渡鋅鋼管，進水管和出水管的安裝要求美觀整齊橫平豎直固定牢固。

選用高質量的水溫表和水壓表及法蘭接口，管道采用螺紋焊接。

對于冷凍水設備的進出水管及手閥要嚴格做好保溫處理，防止冷凝水到處滴漏。

五、管道密封性試驗

冷媒銅管系統試壓：

1、所有管道連接完畢之后，用氮氣試壓檢漏，充氣壓力應≥1.8Mpa，并且要從高低壓部分同時充入氮氣，直至平衡為止；