一、機房空調(diào)現(xiàn)狀
目前國內(nèi)機房內(nèi)應(yīng)用的空調(diào)系統(tǒng)主要有兩大類,一類為機房專用空調(diào)(恒溫恒濕空調(diào))機組,占據(jù)著大部分份額,如Hiross(海洛斯)、HiRef(海瑞弗)、菲尼克斯(PHOENIX)、艾默生力博特等,主要為歐美品牌;另一類為舒適性空調(diào)機組,在局部小基站內(nèi)有使用,如大金、三菱、海爾等,主要為日本和國內(nèi)品牌。根據(jù)調(diào)查表明,使用舒適性空調(diào)機組的機房內(nèi)產(chǎn)生和發(fā)現(xiàn)的問題較多。主要表現(xiàn)為機房內(nèi)電子設(shè)備故障率高和舒適性空調(diào)設(shè)備本身的維護量大。造成此現(xiàn)象的原因在于舒適性空調(diào)的設(shè)計標準不適合機房對溫濕度的要求,機房對溫濕度要求較高,根據(jù)國標GB50174-93,具體內(nèi)容如下:
1、 保持溫度恒定(溫度波動控制在24±1~2oC之內(nèi))。
2、 保持濕度恒定(相對濕度波動控制在50%±5% RH之內(nèi))。
3、 空氣潔凈度0.5微米/升<18,000.即在每升的空氣中,大于等于0.5微米的顆粒應(yīng)小于18,000個。
4、 換氣次數(shù)/小時>30.即在給定的機房內(nèi),空調(diào)的風量和機房容積的比值大于30.
5、 機房正壓>10Pa.
6、 空調(diào)設(shè)備具備遠程監(jiān)控及來電自啟動功能。
由于舒適性空調(diào)根據(jù)國標GB7725-1996(房間空調(diào)器標準)設(shè)計,是針對人所需求的環(huán)境條件設(shè)計的,無法徹底實現(xiàn)以上6個功能。在機房內(nèi)使用舒適性空調(diào)時造成的故障結(jié)果如下:
1. 舒適性空調(diào)無法保持機房溫度恒定 - 會造成電子元氣件的壽命大大降低。
2. 無法保持機房溫度均勻,局部環(huán)境容易過熱 – 導致機房電子設(shè)備突然關(guān)機。
3. 無法控制機房濕度,機房濕度過高 - 會產(chǎn)生冷凝水,導致微電路局部短路。
4. 無法控制機房濕度,機房濕度過低 - 會產(chǎn)生有破壞性的靜電,導致設(shè)備運行失常。
5. 風量不足和過濾器效果差,機房潔凈度不夠 – 灰塵的聚集造成電子設(shè)備散熱困難,容易過熱和腐蝕。
6. 舒適性空調(diào)設(shè)計選材可靠性差 – 空調(diào)維護量大,壽命短。
機房專用空調(diào)機組根據(jù)機房要求設(shè)計,可通過環(huán)境調(diào)節(jié)上徹底解決以上問題,不留任何隱患。
二、舒適性空調(diào)和機房專用空調(diào)的差異和分析
從設(shè)計功能來看,舒適性空調(diào)在設(shè)計上與機房專用空調(diào)(數(shù)據(jù)參考市場知名品牌艾默生網(wǎng)絡(luò)能源CM+系列機房空調(diào))的差異如下表:
** 顯熱比(SHF:Sensible heat factor):顯熱量與總熱量的比值。在機房內(nèi),90%以上的熱量均為顯熱量,需要高顯熱比機組。
下面對以上差異作簡要分析。
1. 舒適性空調(diào)風量小,出風溫度過低
舒適性空調(diào)的設(shè)計為小風量、大焓差,出風溫度設(shè)計在6~8℃。機房專用空調(diào)的設(shè)計為大風量、小焓差,出風溫度設(shè)計在13~15℃。
舒適性空調(diào)出風溫度為6~8℃ ,而在溫度為24℃,相對濕度大于等于50%的時候,13.2℃ 為露點溫度,就是說在低于此溫度時空氣中的水蒸氣會凝結(jié)成水滴,表現(xiàn)在空調(diào)上就是出風帶霧滴,這對靠近空調(diào)出風處的設(shè)備極其不利,會導致微電路短路等故障。舒適性空調(diào)在不考慮濕度對設(shè)備影響的前提下,對近端設(shè)備可以有效降溫,但由于風量不足,導致?lián)Q氣次數(shù)不夠,即對距離出風口較遠的設(shè)備無法有效的降溫。
機房專用空調(diào)出風溫度高(13~15℃)。設(shè)計上避免了“露點問題”,并通過大風量高風壓(換氣次數(shù)最小設(shè)計為30次,即每2分鐘將機房空氣有效過濾一次)的設(shè)計解決了機房整體降溫問題。
2. 舒適性空調(diào)在-5℃以下即無法正常運行
舒適性空調(diào)在設(shè)計理念上只是在夏季發(fā)揮降溫功能,當室外溫度在-5℃及以下時,即無法降溫,強制其運行時,空調(diào)機組的壽命就會大大縮短!而機房的特點是發(fā)熱量大,機房內(nèi)的空調(diào)即使在冬季也要具備降溫功能!機房專用空調(diào)的設(shè)計能夠適應(yīng)室外溫度變化的要求,在-40℃到+45℃區(qū)間保證空調(diào)24小時正常工作,包括降溫和升溫。
3. 舒適性空調(diào)溫度調(diào)節(jié)精度過低
舒適性空調(diào)溫度調(diào)節(jié)精度為±3~5℃,機房內(nèi)的溫度場不均勻,僅僅保證空調(diào)近端設(shè)備處的溫度,而溫度的波動對設(shè)備穩(wěn)定運行極其不利。機房專用空調(diào)溫度調(diào)節(jié)精度為1℃,溫度基本無波動。
4. 舒適性空調(diào)沒有濕度控制功能
舒適性空調(diào)無法進行濕度控制。沒有加濕功能,只能進行除濕。濕度過高產(chǎn)生的水滴及濕度過低產(chǎn)生的靜電對設(shè)備運行都極其不利。機房專用空調(diào)的重要控制參數(shù)為濕度,可以達到±5%的控制精度。
5. 舒適性空調(diào)設(shè)計壽命短
機房專用空調(diào)(如HiRef)的設(shè)計壽命為10年(在中國艾默生,海瑞弗(HiRef)品牌機房專用空調(diào)已經(jīng)出現(xiàn)15年仍然正常運行的案例),運行要求為全年365天,每天24小時。目前已經(jīng)有一些舒適性空調(diào)廠家標稱設(shè)計壽命超過5年,然而其計算方法為每年應(yīng)用1~3個季度,每天運行不超過8小時,根據(jù)機房專用空調(diào)設(shè)計壽命的計算方法要求,其設(shè)計壽命一般不超過3年。
6. 舒適性空調(diào)只有簡單的空氣過濾能力
舒適性空調(diào)只具備簡單的過濾功能,其過濾器的過濾效果根本無法達到機房的要求。機房專用空調(diào)嚴格按照美國ASHRAE52-76標準設(shè)計,性能上完全滿足0.5 微米/升<18,000(B級),配合以大風量循環(huán),保障機房潔凈。
7. 舒適性空調(diào)維護量大
對舒適性空調(diào)而言,由于故障率高,客戶必須組織專門的隊伍進行維護,維護量及維護成本高。機房專用空調(diào)的設(shè)計針對“免維護”,其維護量只集中在機組自動提示的過濾網(wǎng)更換及加濕罐清理等簡單工作,無須專業(yè)的維護隊伍。維護部門傾向于使用機房專用空調(diào)。
8. 舒適性空調(diào)綜合成本高
① 從一次性購買成本上看,如果使用機房專用空調(diào),達到相同制冷量的價格是舒適性空調(diào)的幾倍,但考慮使用壽命——機房專用空調(diào)的使用壽命空調(diào)是舒適性空調(diào)的2~4倍,也就是說,在10年時間里,我們可以只應(yīng)用1批機房專用空調(diào),而不是應(yīng)用2批甚至3批舒適性空調(diào)。
② 從運行成本上看,在發(fā)揮同樣制冷效果的前提下,舒適性空調(diào)的耗電量是機房專用空調(diào)耗電量的1.5倍。參考下面實例計算,計算中考慮了機房專用空調(diào)和舒適性空調(diào)顯熱比和能效比的差異。
機房專用空調(diào)顯熱比高達80%~90%,也就是說,有90%的效率用于為設(shè)備有效降溫,只有10%左右的能耗用于適度除濕。而舒適性空調(diào)的顯熱比為60%~70%,有30%~40%的效率用于過度除濕,在導致機房濕度過低,不但設(shè)備受到靜電的威脅,而且極大地浪費能耗。
機房專用空調(diào)選用的工業(yè)等級壓縮機能效比高達3.3.而舒適性空調(diào)目前業(yè)界選用的高等級壓縮機能效比約2.9,也就是說1KW電能僅能產(chǎn)生2.9KW冷量,低于機房專用空調(diào)。
對于以上分析,以目前市場主流品牌艾默生網(wǎng)絡(luò)能源公司力博特CM+系列機房專用空調(diào)CM20A和舒適性空調(diào)做對比,進行實例分析。
艾默生CM20A機房空調(diào)機組總制冷量19.1KW,顯冷量為18.2KW,顯熱比為0.953.
舒適性空調(diào)要提供18.2KW顯冷量機組的總冷量需要18.2/0.65=28KW.
我們對比以上兩種空調(diào)在連續(xù)運行一年所花的電費,假設(shè)電費為0.8元/千瓦時。
機房專用空調(diào)能效比:
提供18.2KW顯冷量,機房專用空調(diào)每年空調(diào)耗電量:
(19.1÷3.3)×365天×24小時×0.8=40561元
舒適性空調(diào)能效比:
提供18.2KW顯冷量,舒適性空調(diào)每年空調(diào)耗電量:
(28÷2.9)×365天×24小時×0.8=67663元
舒適性空調(diào)耗電量與機房空調(diào)耗電量對比:
67663元÷40561元=1.66
結(jié)論:舒適性空調(diào)耗電量是機房專用空調(diào)的1.66倍。
③ 從維護成本上看。在發(fā)揮同樣制冷效果的前提下,舒適性空調(diào)的維護量是機房專用空調(diào)維護量的2倍,維護費用上升。
所以從一個產(chǎn)品的生命周期總體來看,從成本角度考慮,選擇機房專用空調(diào)可以節(jié)省大量的投資、運行成本、維護成本。舒適性空調(diào)初投資遠低于機房專用空調(diào),但一般經(jīng)過3~4年,舒適性空調(diào)和機房專用空調(diào)機組的費用基本持平,此后,舒適性空調(diào)的費用就越來越高于機房專用空調(diào)。
結(jié)論:對于機房來講,要保證機房的環(huán)境穩(wěn)定可靠,需要機房專用空調(diào)來實現(xiàn),使用舒適性空調(diào)機組僅僅是減少了初投資,但無法保證機房要求的溫濕度環(huán)境,總的費用也高于機房專用空調(diào)。
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