機(jī)房專用空調(diào)送風(fēng)方式選擇

1. 引言

近年來(lái)，各運(yùn)營(yíng)商核心機(jī)房，如：BOSS機(jī)房、軟交換機(jī)房和IDC機(jī)房均存在耗電量過(guò)大及機(jī)房溫度嚴(yán)重超標(biāo)現(xiàn)象，出現(xiàn)了因空調(diào)制冷量不足、氣流組織部合理而導(dǎo)致機(jī)房溫度過(guò)高且持續(xù)高溫，機(jī)房局部溫度過(guò)高，嚴(yán)重威脅機(jī)房設(shè)備運(yùn)行安全的問(wèn)題。要想提高機(jī)房精密空調(diào)系統(tǒng)的利用效率，根據(jù)機(jī)房發(fā)熱的特點(diǎn)科學(xué)合理地配置氣流組織十分關(guān)鍵。

2. 機(jī)房上下送風(fēng)方式空調(diào)系統(tǒng)分析比較

2.1上、下送風(fēng)的基本原理：

通俗地說(shuō)，下送風(fēng)方式是對(duì)機(jī)柜小環(huán)境進(jìn)行制冷，上送風(fēng)就是對(duì)機(jī)房大環(huán)境制冷。從總的氣流組織來(lái)說(shuō)，下送風(fēng)方式是下送風(fēng)、上回風(fēng)，氣流組織比較順暢，制冷效率比較高；而上送風(fēng)方式是上送風(fēng)、側(cè)上回風(fēng)，氣流組織比較混亂，制冷效率比較低，因此兩者在工作效率方面會(huì)有一定的差距，要實(shí)現(xiàn)同樣的環(huán)境溫度條件，上送風(fēng)方式比下送風(fēng)方式需要更多的冷量。

2.2上、下送風(fēng)方式空調(diào)系統(tǒng)效能比較。

從工程建設(shè)的角度來(lái)看，上送風(fēng)空調(diào)與下送風(fēng)空調(diào)的主要差異在于空調(diào)設(shè)備、風(fēng)管/架空地板和機(jī)柜三部分。通常，對(duì)于恒溫、恒濕精密空調(diào)而言（機(jī)房不適于安裝普通舒適型空調(diào)），制冷量與出風(fēng)量基本上呈一定比例（冷風(fēng)比普通在2～3kacl、m3）。所以一旦制冷量確定了，出風(fēng)量也基本確定了。從各地調(diào)研的結(jié)果來(lái)看，不同的送風(fēng)方式、機(jī)柜結(jié)構(gòu)與擺放、風(fēng)管風(fēng)道等因素均會(huì)影響空調(diào)系統(tǒng)的制冷效率。為了保證機(jī)房溫度控制在合格水平，同樣一個(gè)機(jī)房如果采用不同送風(fēng)方式，其空調(diào)設(shè)備投入量與運(yùn)行量也是不同的。

2.3在機(jī)柜擺放方面。

如果采用上送風(fēng)方式，機(jī)房由于存在環(huán)境散熱問(wèn)題和安全管理問(wèn)題，則需要適當(dāng)加大列柜之間的間距，調(diào)研結(jié)果表明，上送風(fēng)機(jī)房機(jī)柜平均擺放密度通常是下送風(fēng)機(jī)房機(jī)柜平均擺放密度80%～90%。

2.4在空調(diào)氣流利用效率方面。

（1）由于上送風(fēng)方式會(huì)造成大量冷氣沒(méi)有實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)設(shè)備的制冷作用，而是直接經(jīng)由過(guò)道空間和機(jī)房頂上面的空間返回到空調(diào)里去了，因此呈現(xiàn)冷氣流“短路”現(xiàn)象。也就是說(shuō)，若要將列間過(guò)道熱空氣冷卻到28攝氏度以下，還得進(jìn)一步加大空調(diào)制冷量和出風(fēng)量。可見(jiàn)，要使同樣發(fā)熱量的數(shù)據(jù)設(shè)備達(dá)到至合格環(huán)境溫度，上送風(fēng)需要更多的制冷量。根據(jù)對(duì)多處機(jī)房調(diào)研比較結(jié)果來(lái)看，上送風(fēng)利用效率約為下送風(fēng)利用效率的80%左右。

（2）從上述兩點(diǎn)可以看出，如果需要擺放相同數(shù)量的機(jī)柜和安裝相同數(shù)量的設(shè)備，考慮到上送風(fēng)機(jī)房機(jī)柜擺放密度僅為下送風(fēng)機(jī)房機(jī)柜擺放密度的80%～90%和上送風(fēng)機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)能效比僅為下送風(fēng)機(jī)房的80%，我們不難計(jì)算出下送風(fēng)方式需要的制冷量只需上送風(fēng)方式制冷量的65%～70%。考察目前機(jī)房空調(diào)設(shè)計(jì)的一般做法也可以發(fā)現(xiàn)，投入同等制冷量的空調(diào)設(shè)備，在機(jī)房各項(xiàng)指標(biāo)（面積、設(shè)備量及用電量）類似的情況下，下送風(fēng)方式的機(jī)房比上送風(fēng)機(jī)式的機(jī)房環(huán)境溫度要低2%%～3%%，設(shè)備機(jī)柜內(nèi)的溫度差異還會(huì)更大一些。

（3）在氣流循環(huán)方面，送風(fēng)管道方式及活動(dòng)地板方式可有效進(jìn)行氣流組織，保證沿機(jī)柜架方向出風(fēng)速度及溫度相對(duì)一致，而且，活動(dòng)地板送風(fēng)方式配合合理結(jié)構(gòu)的機(jī)柜更可保證下部空間放置的機(jī)架有足夠的氣流通過(guò)，熱排風(fēng)（密度小）自然上升形成空氣循環(huán)，符合氣體熱動(dòng)力學(xué)原理。

2.5風(fēng)管/地板風(fēng)道方面。

上送風(fēng)方式需要安裝大型送風(fēng)管和靜壓箱，才能輸送高風(fēng)速的冷氣到列柜過(guò)道末端；而下送風(fēng)方式只需要架設(shè)阻燃靜電地板，利用地板下層空間輸送冷氣到機(jī)柜中。上送風(fēng)機(jī)房的風(fēng)管比下送風(fēng)機(jī)房的架空地板（例如采用一般水泥預(yù)制件）造價(jià)要高很多。

2.6機(jī)柜結(jié)構(gòu)方面。

上送風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)的機(jī)柜采用開放式機(jī)架時(shí)對(duì)設(shè)備冷卻大有幫助，但需要在過(guò)道里安裝鐵絲網(wǎng)隔籠以保證客戶安全管理；而采用柜式機(jī)柜時(shí)必須采用通風(fēng)面積比例高、網(wǎng)孔比較大的柜門，這樣才能減少柜門對(duì)過(guò)道冷氣的阻滯。下送風(fēng)機(jī)房需要使用密封柜門的機(jī)柜，如果機(jī)柜發(fā)熱量大，則還需要在機(jī)柜頂上開啟風(fēng)扇以加強(qiáng)散熱效果。

2.7恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)電費(fèi)方面。

由于上送風(fēng)方式空調(diào)設(shè)備制冷量、風(fēng)量和風(fēng)壓都比下送風(fēng)方式大，因此上送風(fēng)機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)的壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)耗電都比下送風(fēng)機(jī)房的大。

3. 恒溫恒濕機(jī)空調(diào)送風(fēng)方式及安裝建議

解決機(jī)房溫度過(guò)高問(wèn)題途徑有三種，一是加大空調(diào)系統(tǒng)的容量，二是提高空調(diào)系統(tǒng)的利用效率，三是設(shè)備的合理擺放。要想提高空調(diào)系統(tǒng)的得用效率，根據(jù)機(jī)房發(fā)熱的特點(diǎn)科學(xué)合理地配置氣流組織十分關(guān)鍵。

綜上所述，下送風(fēng)上走線方式是最經(jīng)濟(jì)合理的送風(fēng)方式，但也要應(yīng)地制宜。

3.1由于新建局房層高均在4500mm，綜合考慮機(jī)房利用率、建設(shè)投資、送風(fēng)效果等多方面，在高功耗機(jī)房（如BOSS、軟交換、數(shù)據(jù)等機(jī)房）應(yīng)用的條件下，采用下送風(fēng)——上走線方式，功耗小的機(jī)房（如傳輸、動(dòng)力機(jī)房）可采用上送風(fēng)——上走線方式，對(duì)于電力室等濕度要求不高的機(jī)房，還可采用式普通柜式空調(diào)或吸項(xiàng)式空調(diào)。

3.2上走線——下送風(fēng)方式（設(shè)置活動(dòng)地板，機(jī)房上空設(shè)置信號(hào)線、電源結(jié)走線架，空調(diào)設(shè)備采用活地板下送的方式）：機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置活動(dòng)地板報(bào)一般300～400mm高，僅為空調(diào)機(jī)送風(fēng)用；信號(hào)線、電源線敷設(shè)在機(jī)房上空的雙層走線架上。空調(diào)設(shè)備安裝在通信機(jī)房或?qū)Ｓ每照{(diào)室內(nèi)，配置地板下送風(fēng)型專用空調(diào)機(jī)，在空調(diào)機(jī)底部設(shè)置型鋼支架并安裝導(dǎo)流板，將空調(diào)機(jī)送風(fēng)方向從垂直向下改為水平向前，將經(jīng)空調(diào)機(jī)處理后的冷空氣送至活動(dòng)地板下，通過(guò)機(jī)架下部的通風(fēng)口送入機(jī)架內(nèi)部，對(duì)通信設(shè)備直接進(jìn)行降溫，并利用機(jī)架列間的地板出風(fēng)口對(duì)周圍的空氣進(jìn)行降溫。地板下送風(fēng)屬于有組織送風(fēng)，通過(guò)活動(dòng)地板形成的靜壓箱，在機(jī)架下部的通風(fēng)口及需要的部位設(shè)置風(fēng)口，可有效進(jìn)行氣流分配，送風(fēng)距離一般可達(dá)到15～20米。 3.3設(shè)備安裝要保證機(jī)柜內(nèi)部各設(shè)備的散熱進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口方向一致下送風(fēng)的方式需要機(jī)柜按面對(duì)面、背對(duì)背排列，形成冷熱走廊。由于是下送風(fēng)，產(chǎn)生的負(fù)壓帶著熱走廊的熱空氣往上方走，熱空氣不會(huì)被吸入機(jī)架前方。房間上部布置回風(fēng)管將熱風(fēng)帶走，使氣流組織更加合理。

3.4按照機(jī)房設(shè)備的電功率密度大小，將各類專業(yè)機(jī)房分類，確定通信設(shè)備的列間距寬度，再依據(jù)其發(fā)熱量均勻分布，發(fā)熱量大的設(shè)備盡可能分散安裝。

A類機(jī)房：200～400W/m2 設(shè)備的列凈間距大于1.2m。

B類機(jī)房：400～600W/m2設(shè)備的列凈間距1.5～2m。

C類機(jī)房：600W/m2以上設(shè)備的列凈間距大于2m。

3.5大功率設(shè)備應(yīng)靠近空調(diào)擺放，設(shè)備排放應(yīng)與風(fēng)管、氣流方向平行，不得阻礙氣流的循環(huán)。

3.6空調(diào)采用N+1方式配置，N≦5。

3.7機(jī)房空調(diào)配置應(yīng)以“制冷量?jī)?yōu)先”原則。盡量選用70～80KW的機(jī)房專用空調(diào)，在滿足總需求制冷量的基礎(chǔ)上，按機(jī)房級(jí)別冗余配置，以節(jié)省空調(diào)安裝位置。

3.8雙系統(tǒng)總制冷量不宜小于50KW，每個(gè)系統(tǒng)的制冷量不小于整機(jī)總制冷量的60%：雙制冷系統(tǒng)應(yīng)能互相獨(dú)立，一個(gè)制冷系統(tǒng)上的管件損壞不能影響另一個(gè)制冷系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.9架空地板上的空間專用于空調(diào)送風(fēng)，嚴(yán)禁走管線（消防線纜除外），減少送風(fēng)阻力和滿足有關(guān)規(guī)定要求。

3.10架空地板陸風(fēng)率不得大于5%。架空地板應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，以免長(zhǎng)期使用后變形漏風(fēng)和影響設(shè)備運(yùn)作。在安裝過(guò)程中，地板與墻面交界處，活動(dòng)地板需精確切割，切割邊需封膠處理后安裝，避免風(fēng)道漏風(fēng)。

3.11可根據(jù)機(jī)房熱負(fù)荷情況，在不同位置設(shè)置可調(diào)節(jié)出風(fēng)風(fēng)量的地板。

3.12對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備安裝、走線架、風(fēng)管等進(jìn)行一次性統(tǒng)一設(shè)計(jì)，各專業(yè)不得隨意更改。

4. 采用下送風(fēng)——上走線的效果

4.1可有效地解決內(nèi)冷熱不均勻局部溫度過(guò)高，空調(diào)冷負(fù)荷不足的難題。

4.2采用下送風(fēng)方式可提高機(jī)房面積的使用率，節(jié)省土建投資。

4.3設(shè)備安裝全部采用面對(duì)背方式，冷熱通道分開，可有效地改善機(jī)房氣流組織，減少設(shè)備內(nèi)部溫度過(guò)高告警，可延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

4.4下送風(fēng)方式需要的制冷量只需上送風(fēng)制冷量的65%～70%。所以采用下送風(fēng)方式制冷效率比上送風(fēng)方式一、高，空調(diào)設(shè)備投入量與運(yùn)行耗電量與上送風(fēng)方式相比都大大降低。因空調(diào)數(shù)量減少了，設(shè)備投資相應(yīng)地減少了，能耗也降下來(lái)了，一年可節(jié)約電費(fèi)約15%左右。

4.5下送風(fēng)方式的機(jī)房比上送風(fēng)、方式的機(jī)房環(huán)境溫度要低2～3攝氏度，設(shè)備機(jī)柜內(nèi)的溫度差異還會(huì)更大一些。