冷水机房辅助设备有哪些

① 为什么要用机房专用空调

精密空调是指能够充分满足机房环境条件要求的机房专用精密空调机（也称恒温恒湿空调），是在近30年中逐渐发展起来的一个新机种。早期的机房使用舒适性空调机时，常常出现由于环境温湿度参数控制不当而造成机房设备运行不稳定，数据传输受干扰，出现静电等问题。

机房专用空调与普通舒适空调的区别

计算机机房对温度、湿度及洁净度均有较严格的要求，因此，计算机机房专用空调在设计上与传统的舒适性空调有着很大区别，表现在以下5个方面：

1．传统的舒适性空调主要是针对于人员设计，送风量小，送风焓差大，降温和除湿同时进行；而机房内显热量占全部热量的90%以上，它包括设备本身发热、照明发热量、通过墙壁、天花、窗户、地板的导热量，以及阳光辐射热，通过缝隙的渗透风和新风热量等。这些发热量产生的湿量很小，因此采用舒适性空调势必造成机房内相对湿度过低，而使设备内部电路元器件表面积累静电，产生放电从而损坏设备、干扰数据传输和存储。同时，由于制冷量的（40%～60%）消耗在除湿上，使得实际冷却设备的冷量减少很多，大大增加了能量的消耗。

机房专用空调在设计上采用严格控制蒸发器内蒸发压力，增大送风量使蒸发器表面温度高于空气露点温度而不除湿，产生的冷量全部用来降温，提高了工作效率，降低了湿量损失（送风量大，送风焓差减小）。

2．舒适性空调风量小，风速低，只能在送风方向局部气流循环，不能在机房形成整体的气流循环，机房冷却不均匀，使得机房内存在区域温差，送风方向区域温度低，其他区域温度高，发热设备因摆放位置不同而产生局部热量积累，导致设备过热损坏。

而机房专用空调送风量大，机房换气次数高（通常在30～60次/小时），整个机房内能形成整体的气流循环，使机房内的所有设备均能平均得到冷却。

3．传统的舒适性空调，由于送风量小，换气次数少，机房内空气不能保证有足够高的流速将尘埃带回到过滤器上，而在机房设备内部产生沉积，对设备本身产生不良影响。且一般舒适性空调机组的过滤性能较差，不能满足计算机的净化要求。

采用机房专用空调送风量大，空气循环好，同时因具有专用的空气过滤器，能及时高效的滤掉空气中的尘挨，保持机房的洁净度。

4．因大多数机房内的电子设备均是连续运行的，工作时间长，因此要求机房专用空调在设计上可大负荷常年连续运转，并要保持极高的可靠性。舒适性空调较难满足要求，尤其是在冬季，计算机机房因其密封性好而发热设备又多，仍需空调机组正常制冷工作，此时，一般舒适性空调由于室外冷凝压力过低已很难正常工作，机房专用空调通过可控的室外冷凝器，仍能正常保证制冷循环工作。

5．机房专用空调一般还配备了专用加湿系统，高效率的除湿系统及电加热补偿系统，通过微处理器，根据各传感器返馈回来的数据能够精确的控制机房内的温度和湿度，而舒适性空调一般不配备加湿系统，只能控制温度且精度较低，湿度则较难控制，不能满足机房设备的需要。

综上所述，机房专用空调与舒适型空调在产品设计方面存在显著差别，二者为不同的目的而设计，无法互换使用。计算机机房内必须使用机房专用空调。目前，国内许多行业，如金融、邮电通信、电视台、石油勘探、印刷、科研、电力等已经广泛采用，提高了机房内计算机、网络、通信系统的可靠性和运行的经济性。

应用范围

机房精密空调机广泛适用于计算机机房、程控交换机机房、卫星移动通讯站、大型医疗设备室、实验室、测试室、精密电子仪器生产车间等高精密环境，这样的环境对空气的温度、湿度、洁净度、气流分布等各项指标有很高的要求，必须由每年365天、每天24 小时安全可靠运行的专用机房精密空调设备来保障

特点

显热量大

机房内安装的主机及外设、服务器、交换机、光端机等计算机设备以及动力保障设备，如UPS电源，均会以传热、对流、辐射的方式向机房内散发热量，这些热量仅造成机房内温度的升高，属于显热。一个服务器机柜散热量在每小时几千瓦到十几千瓦，如果是安装刀片式服务器，散热量会高一些。大中型计算机房设备散热量在400W/m2左右，装机密度较高的数据中心可能会到600W/m2以上。机房内显热比可高达95%。

潜热量小

不改变机房内的温度，而只改变机房内空气含湿量，这部分热量称为潜热。机房内没有散湿设备，潜热主要来自工作人员及室外空气，而大中型计算机机房一般采用人机分离的管理模式，机房围护结构密封较好，新风一般也是经过温湿度预处理后进人机房，所以机房潜热量较小。

风量大、焓差小

设备的热量是通过传导、辐射的方式传递到机房内，设备密集的区域发热量集中，为使机房内各区域温湿度均匀，而且控制在允许的基数及波动范围内，就需要有较大的风量将余热量带走。另外，机房内潜热量较少，一般不需要除湿，空气经过空调机蒸发器时不需要降至零点温度以下，所以送风温差及焓差要求较小，为将机房内余热带走，就需要较大送风量。

不间断运行、常年制冷

机房内设备散热属于稳态热源，全年不间断运行，这就需要有一套不间断的空调保障系统，在空调设备的电源供给方面也有较高的要求，不仅需要有双路市电互投，而且对于保障重要计算机设备的空调系统还应有发电机组做后备电源。长期稳态热源造成即便在冬季机房内也需要制冷，尤其是在南方地区，更为突出。在北方地区，如果冬季仍需制冷，在选择空调机组时，需要考虑机组的冷凝压力和其他相关问题，另外可增加室外冷空气进风比例，以达到节能的目的。

送回风方式较多

空调房间的送风方式取决于房间内热量的发源及分布特点，针对机房内设备密集式排列，线缆、桥架较多以及走线方式等特点，空调的送风方式分为下送上回、上送上回、上送侧回、侧送侧回。

静压箱送风

机房内空调送回风通常不采用管道，而是利用高架地板下部或天花板上部的空间作为静压箱送回风，静压箱内形成的稳压层可使送风均匀，使空间内各点静压相等。

洁净度要求高

电子计算机机房有严格的空气洁净度要求。空气中的尘埃、腐蚀性气体等会严重损坏电子元器件的寿命，引起接触不良和短路等，因此要求机房专用空调能按相关标准对流通空气进行除尘、过滤。另外，要向机房内补充新风，保持机房内的正压。根据《电子计算机机房设计规范》规定，主机房内的空气含尘浓度，在静态条件下测试，每升空气中大于或等于0.5m的尘粒数，应小于18000粒。主机房与其他房间、走廊间压差不应小于4.9Pa，与室外静压差不应小于9.8Pa。

组成部件

机房精密空调系统的主要部件，控制器、包括压缩机、蒸发器、加热器、风冷冷凝器、控制器、加湿罐、

热力膨胀阀、视液镜、干燥过滤器、过滤网、等部件。对于水冷系列，室内机还包括板式换热器、水流量调节阀、上水电磁阀[1] 。

冷量要求

为了确定机房精密空调机的容量，以满足机房温度、湿度、洁净度和送风速度的要求(简称四度要求)。必须首先计算机房的热负荷。

机房的热负荷主要来自两个方面：

其一是机房内部产生的热量

它包括：室内计算机及外部设备的发热量，机房辅助设施和机房设备的发热量(电热、蒸气水温及其它发热体)。这些发热量显热大、潜热小； 照明发热(显热)； 工作人员的发热(显热小、潜热大)； 由于水分蒸发、凝结产生的热量(潜热)。

其二是机房外部产生的热量

它包括：

传导热。通过建筑物本体侵入的热量，如从墙壁、屋顶、隔断和地面传入机房的热量(显热)； 放射热(也称辐射热)。由于太阳照射从玻璃窗直接进入房间的热量(显热)； 对流产生的热量。从门窗等缝隙侵入的高温室外空气(也包含水蒸气)所产生的热量(显热、潜热)；

为了使室内工作人员减少疲劳和有利于人体健康而引入的新鲜空气所产生的热量(包括显热和潜热)。

总之，人体放出的热量、缝隙风侵入的热量和换气带进的热量，不仅使室温升高，也会增加室内的含湿量，因此需要除湿。这部分热负荷称为潜热负荷，而机房内所有设备散发的热量只是室内的温度升高，这种热负荷称为显热负荷。与一般宾馆、办公室、会议室等潜热占有相当大比例所不同的是，计算机、程控机机房内的热负荷是以显热负荷为主。因此对于热负荷状况不同的场合应选用不同类型的空调机。通常用显热比(SFH)作为空调机的重要指标。

概略计算(也称为估算)

在机房初始设计阶段，为了较快的选定空调机的容量，可采用此方法，即以单位面积所需冷量进行估算。

计算机房（包括程控交换机房）：

楼层较高时，250～300kcal/m2h

楼层较低时，150～250kcal/m2h （根据设备的密度作适当的增减）

办公室（值班室）：90kcal/m2h

简易热负荷计算

计算机房空调负荷，主要来自计算机设备、外部设备及机房设备的发热量，大约占总热量的80%以上，其次是照明热、传导热、辐射热等，这几项计算方法与一般空调房间负荷计算相同。计算机制造商，一般能提供设备发热量的具体数值。否则根据计算机的耗电量计算其发热量。

a.外部设备发热量计算

Q=860N¢(kcal/h)

式中：N：用电量(kW)； ¢：同时使用系数(0.2～0.5)； 860：功的热当量，即l kW电能全部转化为热能所产生的热量。

b.主机发热量计算 Q=860× P× h 1×h 2 ×h 3

式中，P：总功率(kW)；

h 1：同时使用系数；

h 2：利用系数；

h 3：负荷工作均匀系数。

机房内各种设备的总功率，应以机房内设备的最大功耗为准，但这些功耗并未全部转换成热量，因此，必须用以上三种系数来修正，这些系数又与计算机的系统结构、功能、用途、工作状态及所用电子元件有关。总系数一般取0.6～0.8之间为好

c.照明设备热负荷计算

机房照明设备的耗电量，一部分变成光，一部分变成热。变成光的部分也因被建筑物和设备等所吸收而变成热。照明设备的热负荷计算如下：

Q=C×P kcal/h

式中， P：照明设备的标称额定输出功率(W)；

C：每输出l W的热量(kcal/h W)，通常自炽灯0.86，日光灯1.0。

d.人体发热量

人体内的热是通过皮肤和呼吸器官放出来的，这种热因含有水蒸汽，其热负荷应是显热和潜热负荷之和。

人体发出的热随工作状态而异。机房中工作人员可按轻体力工作处理。当室温为24℃时，其显热负荷为56cal，潜热负荷为46cal；当室温为21℃时，其显热负荷为65cal，潜热负荷为37ca1。在两种情况下，其总热负荷均为102cal。

e.围护结构的传导热

通过机房屋顶、墙壁、隔断等围护结构进入机房的传导热是一个与季节、时间、地理位置和太阳的照射角度等有关的量。因此，要准确地求出这样的量是很复杂的问题。

当室内外空气温度保持一定的稳定状态时，由平面形状墙壁传入机房的热量可按下式计算：

Q=KF(t1-t2) kcal/h

式中， K：围护结构的导热系数(kcal/m2h℃)；

F：围护结构面积(m2)；

t1：机房内温度(℃)；

t2：机房外的计算温度(℃)。

当计算不与室外空气直接接触的围护结构如隔断等时，室内外计算温度差应乘以修正系数，其值通常取0.4～0.7。常用材料导热系数如下表所示：

材料 导热系数 (kcal/m2h℃) 材料 导热系数 (kcal/m2h℃)

普通混凝土 1.4～1.5 石膏板 0.2

轻型混凝土 0.5～0.7 石棉水泥板 1

砂浆 1.3 软质纤维板 0.15

熟石膏 0.5 玻璃纤维 0.03

砖 1.1 镀锌钢板 38

玻璃 0.7 铝板 180

木材 0.1~0.25

f.从玻璃透入的太阳辐射热

当玻璃受阳光照射时，一部分被反射、一部分被玻璃吸收，剩下透过玻璃射入机房转化为热。被玻璃吸收的热使玻璃温度升高，其中一部分通过对流进入机房也成为热负荷。

透过玻璃进入室内的热量可按下式计算：

Q=KFq (kcal/h )

式中， K：太阳辐射热的透入系数；

F：玻璃窗的面积(m2)；

q：透过玻璃窗进入的太阳辐射热强度(kcal/m2h)。

透入系数K值取决于窗户的种类，通常取0.36～0.4。

太阳辐射热强度q随纬度、季节和时间而不同，又随太阳照射角度而变化。具体数值请参考当地气象资料。

g.换气及室外侵入的热负荷

为了给在计算机房内工作人员不断补充新鲜空气，以及用换气来维持机房的正压，需要通过空调设备的新风口向机房送入室外的新鲜空气，这些新鲜空气也将成为热负荷。 通过门、窗缝隙和开关而侵入的室外空气量，随机房的密封程度，人的出入次数和室外的风速而改变。这种热负荷通常都很小，如需要，可将其拆算为房间的换气量来确定热负荷。

h.其它热负荷

在机房中，除上述热负荷外，在工作中使用示被器、电烙铁、吸尘器等都将成为热负荷。由于这些设备的功耗一般都较小，可粗略按其额定输入功率与功的热当量之积来计算。 此外，机房内使用大量的传输电缆，也是发热体。其计算如下：

Q=860 Pl (kcal/h)

式中， 860：功的热当量(kca1/h)；

P：每米电缆的功耗(W)； l：电缆的长度(m)。

总之，机房热负荷应由上述a—h各项热负荷之和来确定。

② 请说明蒸气压缩式制冷系统中辅助设备的作用。

对于蒸气压缩式制冷循环系统而言，除了作为动力源的压缩机和完成热量传递的蒸发器和冷凝器外，还需要节流机构对制冷剂进行节流降压，以实现连续制冷。
除了四大基本部件外，通常还会根据需要设置一些辅助设备，以保证系统的正常运行。此外，还需设置一些控制机构，以实现对系统的安全控制，并提高系统的运行效率。本章将主要讲述制冷系统的构成、节流装置、常见辅助设备以及制冷剂管路设计。
第一节 制冷系统原理图
常见的蒸气压缩式制冷系统可以分为单级、双级和复叠等多种形式，其中单级压缩制冷系统是最常见的系统，也是最基本的形式。本节将以氟利昂单级制冷系统为例作简单介绍。
图7—l所示为一典型氟利昂制冷系统原理图。低压氟利昂蒸气进入压缩机，被压缩为高压过热蒸气，再进入冷凝器进行冷凝；冷凝后的高压液态氟利昂经热力膨胀阀膨胀节流成低压氟利昂湿蒸气，供人蒸发器(该系统设有两个蒸发温度不同的蒸发器)并在其中吸热气化，最后低压氟利昂蒸气被压缩机吸入，从而不断进行循环。氟利昂在压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器这四大基本部件中的压缩、冷凝、节流和蒸发过程就构成了一个完整的制冷循环。除了这四大基本部件外，为了保证系统运行的安全性和经济性，还需要设置一些辅助设备和控制元件，如图中所示。

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由于压缩机排气中往往会夹带润滑油，因此通常在排气管上装设油分离器，把排气中的润滑油分离出来并返回压缩机，以减少润滑油被带入系统。对于小型制冷系统或采用内设油分离器的压缩机时，也可以不设油分离器。
冷凝压力的高低对系统运行的效率影响很大。通常来讲，冷凝压力过高，会使得压缩机排气温度上升，压缩比增大，制冷量减少，功耗增加，甚至有可能引发安全事故；而冷凝温度过低，则有可能造成膨胀阀前后压差太小，导致供液能力不足，系统制冷量下降。因此，需要对冷凝压力进行控制。图7—l中所示的利用高压调节阀和差压调节阀组成的冷凝压力调节器进行旁通调节的方案是调节风冷式冷凝压力的一种有效方法，其应用已非常成熟。
此外，为了随工况变化调节系统中的制冷剂循环量，在冷凝器的出口通常会设置一个贮液器，以贮存系统中多余的液态制冷剂(对于使用冷凝压力调节器的系统而言，贮液器是一个必备的部件)。
由于杂质和水分的存在对于制冷系统是很大的危害，因此在贮液器和膨胀阀之间的液管上通常需要装设干燥过滤器以拦截和吸收系统中的杂质和水分。
为了指示系统中的含水量，便于操作人员判断系统状况，在干燥过滤器后还会安装一个视液镜。当视液镜指示的颜色变成对应于含水量高的颜色时，系统的干燥过滤器就需要进行更换或将其滤芯进行再生。通常在干燥过滤器的两端各安装一个球阀，在维修期间手动将其关闭以方便更换干燥过滤器。
在膨胀阀前的液管上装有电磁阀，它的电路与制冷压缩机的电路联动。系统运行时，待压缩机运转后，电磁阀的线圈才通电，开启阀门向蒸发器供液。反之，停机时，首先切断电磁阀线圈的电源，关闭阀门停止向蒸发器供液后，再切断制冷压缩机的电源。这样可以防止压缩机停机后，大量高压侧制冷剂液体进入蒸发器，而造成再次启动时发生液击事故。
在每个蒸发器的回风处设置了一个温度开关，它的目的是测量被控空间的温度是否已经达到设定值，从而控制蒸发器风机的启停，调节蒸发器的出力。
为了稳定蒸发压力，提高控温精度并提高系统效率，在蒸发器的出口处安装厂蒸发压力调节器。对于多蒸发器的系统，需要在压力最低的蒸发器出口安装单向阀，防止停机时制冷剂从其他高压蒸发器倒灌入低压蒸发器。在其他蒸发器的出口都需要设置一个蒸发压力调节器。
为了避免压缩机在长时间不使用后或除霜之后(此时蒸发器中为高压状态)再启动时发生压缩机电机的过载现象，通常在压缩机前的吸气管路上要装设一个曲轴箱压力调节器，它能确保当压缩机启动时其吸气压力小于设定值，从而保证压缩机的安全。
此外，在压缩机运转过程中，为了防止蒸发压力过低或冷凝压力过高对系统造成损害，在压缩机的回气管和排气管上跨接了一个高低压开关，一旦出现过低或过高的现象，高低压开关将会切断压缩机的电气回路以确保安全。
在实际的制冷系统中，除了图7—l中出现的辅助设备和控制机构外，还有很多比较常用的部件，例如气液热交换器、四通阀、分液头、能量调节器等。我们在设计制冷系统时，除了四大基本部件之外，可以根据需要再增加或减少一些辅助设备或控制元件。应在确保系统安全性的前提下，综合考虑设备初投资和运行费用(效率)之间的矛盾，从整个运

③ 冷库的组成

冷库的主要有哪几部分组成及如何布置
冷库是由库房、动力用房、生产工艺用房及行政福利用房等组成。
第一库房是冷库建筑群中的主要建筑，包括加工间、冷藏间、冰库及直接为它服务的建筑。①冷库冷却间是对产品进行冷却的房间，库温是0～-2℃.水产品冷却间用于冻前暂存。肉类冷却间主要为冻前预冷，使胴体在预冷过程中挥发气味、改善品味等；采用二次冻结工艺是将食品由初温降至4℃后在运入冻结间。水果、蔬菜、鲜蛋在进冷藏间前，可通过冷却间逐步降温；对于一次进货量较少的，也可不经冷却直接进入冷藏间。近些年，北方有些地区建起了一批快速冷却间，专门用于对运往南方的鲜果进行运前冷却，效果很好。②冷库冷却物冷藏间是用于贮藏和接收已冷却至接近其所需贮存温度的产品的冷间，常见温度为4～-2℃，相对湿度是80﹪～95﹪，主要贮存水果、蔬菜、鲜蛋等鲜活产品。随着贮存食品种类的不同，其温湿度条件也有变化，如香蕉的贮存温度为11～16℃。这里说的是高温冷藏间。③冷库冰库是用于贮存冰的冷间，冷库温度应控制在-4～-6℃，库温的波动以能防止库门处冰块的融化为限。冷却设备多用于顶排管，也可采用冷风机。其位置应靠近制冰间、出冰站台处。多层冷库制冰间在顶层时，冰库多设在其下层。冰库内墙体、柱子应设护壁，以减轻冰块的撞击。还有制冰间、晾肉间、待冻间、穿堂、站台、楼电梯间等都是冷库库房中比较重要的组成部分。
第二冷库是动力用房，动力用房包括机器间、设备间、变、配电间、锅炉房。⑴机器间用于安装制冷压缩机的房间，是冷库主要的动力方向。宜近主库布置，多为单独建造的单层建筑。为提高地面利用率，地价昂贵的地方也有把机器间设在楼层上的。对于采用分散供方式的冷库，不设机器间。⑵冷库设备间是安装制冷辅助设备的房间，应靠近机器间和主库布置，多位于主库和机器间连接方便的地方。对于设备不多的冷库，可将机器间设备间合为一间布置。⑶冷库变、配电间，包括变压器间、高压配电间、低压配电间、自控柜间几部分。变、配电间应尽量靠近负荷最大的机器间。变压器也可以单独建造，高度不小于5米，要求通风良好。变压器设在室外时，只设配电间即可。变、配件的具体布置视电气工艺要求而定。⑷冷库锅炉主要为加工工艺、浴室、烘房及其他生活设施服务，应布置在用气量最多的设备附近，并位于夏季主导风向的下侧风。
第三是冷库的生产工艺坊1. 冷库生产工艺坊包括屠宰车间，屠宰车间是用于屠宰猪、牛、羊及禽类，配有专用设施。平面布图时应注意与主库的联系，大小视建库地区货源情况而定。2. 冷库理鱼间、整理间；理鱼间是水产品进行清洗、分类、分级、装盘、过磅等工序的场所，一般按每吨10-15平方米操作面积计算，处理虾、贝类时还应适当增大。水果、蔬菜、鲜蛋在冷加工前要在整理间进行挑选、分级、整理、过磅，以保证产品的质量。理鱼间、整理间都要求有良好的通风、采光条件，地面要便于冲洗和排水，设备、用具符合食品温升条件。3. 冷库加工间是用来肉禽类分隔包装、腌腊、熟食、副产品加工、肠衣加工、制药；水产品有鱼片、鱼香肠、鱼粉车间等；蔬菜类有速冻制品以及其他如速冻饺子、烧麦等。各种车间都应配有相应的加工机械与设备。4.其他如化验室、水泵房、水塔、冷却塔、仓库、污水处理场所等。
第四就是冷库行政福利房，包括围墙、出入口、传达室、绿化设施和危险品仓库，其中危险品仓库指专贮汽油、酒精、制冷剂等易燃易爆物品的库房，应单独布置并远离其建筑20米以上。

④ 机房辅助设备主要有哪几个系统组成

网络机房的辅助设抄备主要包括机房空调及新风系统、供电系统及UPS不间断电源系统。这些设备在机房中占有重要的地位，空调、电源系统若不能正常运行，机房内其他设备就不能正常工作，特别是计算机服务器等设备就无法正常运行，网络系统就会陷入瘫痪状态。因此，网络机房辅助设备系统的管理制度对保障网络系统的正常运行有着重要的作用。

网络机房辅助设备系统管理制度应包括空调、新风及电源系统值班制度、岗位责任、巡检、意外情况处置方案、安全规范等内容。

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