南通艾默生精密空调总代理
冷冻水型蓄冷系统整体架构
根据冷冻水型蓄冷系统的整体架构,并考虑到数据ZX业务连续应用的要求及制冷系统的配置,可参考以下几种方案设计:
方案一:为整个制冷系统全部配置UPS系统,对于冷冻水空调系统,需对冷水机组、冷却塔、一、二次泵和精密空调都配置UPS系统,保持整套制冷系统不间断运行。但此方案代价高昂,在实际项目中极少被采用。
方案二:在冷冻水系统中,为精密空调风机、二次泵配置UPS,并在冷冻水循环系统中增加蓄冷罐储备冷冻水。当电源中断未恢复或电源中断导致冷机暂无法启动期间,通过蓄冷罐和水泵循环水提供冷源,由精密空调风机维持室内冷气循环,为机房环境提供不间断制冷。相比于*种方案,此方案在性价比方面更有优势。
上述两种方案都可达到Uptime Class A级不间断制冷标准。
方案三:在冷冻水系统中,为精密空调风机、二次泵配置UPS,但不配置蓄冷罐。电源中断或机械制冷故障时,精密空调风机维持机房内空气循环,并利用管道剩余冷冻水提供制冷,减缓机房快速升温。此方案可满足Uptime Class B级连续制冷的标准,且方案性价比较有优势。
3.3、末端空调采用UPS供电的配置建议
不论是Uptime的A级制冷还是B级制冷,*考虑对末端精密空调进行UPS配置。
冷冻水型末端精密空调的主要部件为风机。在风机选取上,存在着AC风机和EC风机两种类型的末端空调。在实际应用中,由于EC电机为内置智能控制模块的直流无刷式免维护型电机,具有高智能、高节能、GX率、寿命长、振动小、噪声低以及可连续不间断工作等特点,可实现无级调速,能更好的匹配服务器风量,同时达到zui大限度的节能效果,因此,绝大多数厂家的末端空调风机类型均选择EC风机。
对于采用EC风机的末端精密空调,其启动冲击电流小于额定运行电流,因此在配置UPS时,主要考虑末端空调的满载运行功率。以某品Pai30kW冷冻水型行级空调为例,其配置了8个风机,末端空调满载电流为5.5A,功率因素一般取0.8,则满在功率为:5.5*220*0.8≈1kW,考虑UPS的输出功因为0.9,并考虑1.2倍的冗余系数,在需要的UPS容量为1.2*1/0.9=1.3kVA。
3.4、冷冻水二次泵采用UPS供电配电建议
冷冻水二次泵是冷冻水型空调系统的另一个关键部件,在考虑持续制冷时需考虑采用UPS进行供电。
根据冷冻水二次泵的选取主要由安装位置、空间及承压,结合管路水流量及扬程来选取,但从电性能角度而言,有定频水泵和变频水泵两种考虑,取决于实际项目中采用的水泵类型。考虑UPS对冷冻水二次泵供电而言,一般地,对于定频水泵,需考虑其启动冲击电流,考虑5倍的冲击电流;而对变频水泵而言,需考虑一定的冗余系数即可,一般取1.2倍。
4、UPS带精密空调系统选型建议
综合上述对风冷DX型及冷冻水CW型精密空调系统的分析,对于要求持续制冷应用需求,可采用UPS对精密空调系统进行供电,并根据业务需求,制冷级别及投资成本进行综合考虑,选择性价比较好的解决方案。UPS的选型原则主要取决于所选用的空调系统,主要分直膨式空调和冷冻水型空调,选型计算步骤如下:
4.1、直膨胀式精密空调UPS选型建议
表6:直膨胀式精密空调UPS选型计算
考虑风冷直喷式空调系统时,若同时对室外冷凝器采用UPS供电,此时整套空调系统满足不间断制冷需求,满足UptimeClass A级标准。当仅对室内精密空调采用UPS供电时,此时市电断电时,可通过UPS电池供电,继续保持机房空气循环,减缓机房升温速度。
4.2 、冷冻水型精密空调UPS选型建议
表7:冷冻水型精密空调UPS选型计算
注:由于精密空调风机的运行有可能会造成输出电压的畸变等因素,给空调供电的UPS应单独配置,不应于与IT设备的UPS共用。
5 、配置举例
以华为推出的风冷型行级精密空调和冷冻水行级精密空调为例,说明UPS为精密空调的配置原则。
5.1 、非变频压缩机风冷精密空调配置举例
对于华为NetEco 5000-A 20kW行级空调,其压缩机为非变频压缩机,需考虑启动冲击电流对UPS 的影响。从产品手册中可以查出,华为NetCol5000-A 20kW的满载电流为23A(不带加热加湿时为16.5),且在空调启动时可暂不考虑加热加湿功能,精密空调功率因数取0.8,则:
不考虑加热加湿功能时,20kW风冷行级空调的zui大电功率P1为:
即使在满载状态,所需要的功率为:
因此,在考虑非变频压缩机风冷空调启动冲击电流时,可对不带加热加湿流功能的满载电流按5倍考虑即可满足要求,此时UPS需要满足的功率为:
考虑室外冷凝器也采用UPS供电,假设在T1工况下,冷凝器选择华为提供的NetCol500-A032,其满载电流为2.5A,取功率因数0.8,则其功率为:
据上述分析,由于室外冷凝器功率较小,对整套风冷精密空调系统,UPS容量仅需考虑压缩机启动冲击电流对应的电功率,即可满足整套系统的配电要求。
因此,当采用高频UPS为20kW风冷直膨式空调供电时,UPS输出功率因数取0.9,并考虑1.2倍的冗余系数,UPS的容量为:
5.2 、变频压缩机风冷精密空调配置举例
对于采用直流变频技术的NetCol 5000-A 25kW风冷行级精密空调,其满载电流为29A,功率因数取0.8,则电功率为P1:
考虑室外冷凝器也采用UPS供电,假设在T1工况下,冷凝器选择华为提供的NetCol500-A032,其满载电流为2.5A,取功率因数0.8,则其功率为Poutdoor:
因此,整体需求功率为:
因此,当采用高频UPS为25kW风冷直膨式空调供电时,UPS输出功率因数取0.9,并考虑1.2倍的冗余系数,UPS的容量为:
5.3、冷冻水末端空调UPS配电配置举例
华为公司提供的冷冻水型行级空调NetCol 5000-C030H,其末端风机采用EC风机,启动冲击电流影响较小,从产品参数可得出,其满载电流为5.5A,取功率因数0.9,则其电功率为P1:
选用高频UPS对冷冻水末端空调进行供电,选取UPS输出功因为0.9,并考虑1.2倍的冗余系数,则UPS容量为:
需要注意的是,在冷冻水型空调系统中,为实现蓄冷,一般需配置冷冻水泵,冷冻水泵的功率大小需根据安装位置、空间及承压,结合管路水流量及扬程来选取,这里不做过多讨论。但为实现持续制冷,至少需要对冷冻水泵采用UPS供电。
5.4、华为风冷型空调推荐UP配电配置方式
考虑对华为公司提供的风冷型精密空调全部采用UPS进行配电,根据推荐的配置部件,按照上述配置原则,推荐的UPS容量见如下所示:
精密空调是在近30年中逐渐发展起来的一个新机种,它是指能够充分满足机房环境要求的机房专用精密空调机(也称恒温恒湿空调)。早期机房使用普通空调机时,常常出现由于环境温湿参数控制不当,而造成机房设备运行不稳定、数据传输受干扰、静电等问题,本文小编将与用户一起讨论精密空调与普通空调的区别。
精密空调与普通空调的区别-应用范围
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YL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,要求室内外温度和湿度在一定范围之内,如果超出该范围精密空调将无法正常工作。且精密空调必须每年365天、每天24小时安全可靠运行来保障设备的正常使用。
精密空调产品示意图
普通空调一般以家用或商用为主,在需要使用的时候开,不用时关闭即可,对室内空气的温度、湿度、气流分布等要求不高。
精密空调与普通空调的区别-换气量及换气次数
精密空调送风量大,空气循环好,因具有专用的空气过滤器,能及时GX的滤除掉空气中的尘挨,保持机房的洁净度。
普通空调由于送风量小,换气次数少,不能保证有足够的流速将尘埃带回到过滤器上,长期灰尘的堆积,容易对设备产生不良影响。
精密空调与普通空调的区别-送风方式
送风方式是指空调工作时进行空气循环的方式,精密空调一般有独立上送风、独立下送风、上下同时送风三种送风方式。每种气流有四种不同的风速档(自动、低速、中速、高速四挡),满足不同场合的使用需求。而普通空调送风方式及风量比较单一,风量、风速调节的可选性小。
精密空调与普通空调的区别-使用寿命
机房专用精密空调的设计寿命zui低是10年,连续运行时间可达86400小时,平均无故率达到25000小时。在实际运用过程中,机房专用精密空调可运行寿命长达15年。
普通空调只适合于间断运行,寿命每年按运行半年计算,可连续运行的时间为3~5年,比机房专用精密空调相差3倍。
结语
以上是精密空调与普通空调的区别,精密空调一般适用于高科技研究ZX,虽然其对温度调控JZ,但普通家庭用户一般不会购买。而普通空调则不同,它包括柜机计、挂机及目前十分普及的ZY空调等类型,很适合普通家庭使用。
艾默生精密空调 - 特点
大风量
与相同制冷量的舒适性空调机相比,整体机房专用精密空调机的循环风量约大一倍,相应的焓差只有一半,机房专用精密空调机运行时通常不需要除湿,循环风量较大将使得机组在空气露点以上运行,不必要像舒适性空调机那样为应付湿负荷而不得不使空气冷却到露点以下,故机组可以通过提高制冷剂的蒸发温度提高机组运行的热效率,从而提高运行的经济性。根据经验,显热比为1.0的机组的单位制冷量的能耗仅是显热比为0.6的机组的60%左右。同样,机房要求温湿度指标相对稳定,较大的循环风量将有利于稳定机房的温湿度指标,显然,在制冷量一定的情况下,风量的增大将导致焓差的减少,因而通常机组只能在显热比相当高的工况下运行,这恰恰与机房的负荷特点相适应。
通常舒适性空调冷负荷中有30%是为了消除潜热负荷,有70%是为了消除显热负荷。对机房来讲,其情况却大不相同,机房主要是设备散出的显热,室内工作人员散出的热负荷及夏季进入房间的新鲜空气的热湿负荷(仅占总负荷的5%)。并且冬季是需要加湿而不是减湿,即使在冬季机房仍需要消除热负荷,特别是程控机房更是如此。鉴于以上特点,如将一般舒适性空调机组用于机房,则会造成能量浪费。例如一个热负荷为 7056kcal/h的机房,若使用机房专用空调机组,则总耗电量为2.7kw,而舒适性空调机组则需耗电8.1kw,即多耗电两倍。同样制冷量的空调机其风量各异,舒适性空调机的风量与冷量比为1:5,而恒温恒湿机风量与冷量比为1:3.5,机房专用精密空调机具有大风量、小焓差、高显热比的特点,通常焓差为2kcal/kg左右。也就是说,机房的热负荷90%~95%是显热负荷,同样的热负荷显热比越高要求送风量越大。这就要求机房的空调系统能够提供较大的送风量,所以一般机房送风量要比通常舒适性空调房间所需的送风量大1.6~2倍。
热负荷变化
通常要在10%~100%之间变动,对于随着系统规模扩大,空载设备将会动态退出或者设备根据进度并未完全上电造成的。。因此,机房精密空调系统必须能够适应这种负荷的变化,以使电子元器件工作在所要求的环境条件之中,保证电路性能的可靠性。
送风方式
由于要与电子通信设备的冷却方式相适应,机房的空调系统的送风回风方式是多种多样的:有上送风、下送风,有上回风、下回风、侧回风等,生产企业一般是利用标准化手段开发一系列机型,以满足用户的不同需要。
机房专用精密空调机送风形式多为上送下回和下送上回式。机房中铺设防静电活动地板,机房专用精密空调采用下送上回式送风,使冷气直接进入活动地板下,这样使地板下形成静压箱,然后通过地板送风口,把冷气均匀地送入机房内,送入设备机柜内。为此,机房专用精密空调应有足够的风量把机房中的热量带走。采用这种送风形式可大大提高空调效率,同时还可以大幅度节省过去习惯的管道送风的工程费用,降低工程造价,使室内布局美观。这是机房理想的送风方式。当然,机房送风形式要与设备散热形式*。
过滤
通常标准型机组中,空气过滤器均采用粗、中效过滤,而在一些进口的特型机组中,从结构设计上采用预留亚GX过滤器或GX过滤器的安装位置,根据用户需求选用(如净化手术室等就选用亚GX过滤器)。只要用户要求,过滤系统可以很方便地以更换过滤器或者增加过滤器的方式进行升级。一般A级洁净要求使用GX或亚GX过滤器,B级洁净要求使用亚GX或中效过滤器,即使是C级洁净要求也应该使用中效过滤器。然而,舒适性空调机一般只有初效过滤器,如果需要提高过滤效率,也只能是改装,而且往往还需增加风机、加大风压,以免空调机因安装了GX或亚GX过滤器而使送风能力大幅度下降。
可靠性
针对机房精密空调系统高可靠性的要求,机房专用精密空调机在结构与控制系统设计和制造以及空调系统组成等方面都必须相应采取一系列措施,例如设置后备机组或后备控制单元,微机控制系统自动对机组运行状态进行诊断,实时对已经出现或将要出现的故障发出报警,自动用后备机组或后备控制单元切换故障机组或故障单元。众所周知,机房专用精密空调的控制系统功能比舒适性空调完善得多。
控制系统的性能与空调系统技术经济性能密切相关。不少机房专用精密空调机生产企业专门开发一系列的控制器作为空调系统的组成部分。采用电子控制器或微机控制已经十分普遍,有些企业已经把模糊控制技术应用在计算机房专用空调系统中。
机房专用精密空调机组均采用先进可靠的微电脑控制系统。控制系统由两大部件组成,即智能控制器I2-manager和操作显示器组件Tmaster。控制器提供强大的模拟和数字控制能力,可以满足广泛的监测和控制功能,包括实时钟、RS232/RS485通信接口以及标准的网络连接。大屏幕液晶多制式显示器,可显示地道的中文,更加适合ZG用户需求。操作人员可通过键盘/显示器组件查询设备运行状态及各种故障记录,调整设定参数,保证zui高的运行效率。
控制系统可以控制同一机组内各台压缩机分时启动,降低启动电流,均衡同一机组内各台压缩机的工作时间,防止压缩机频繁启动。多台机组可互相串联,互为备份。多台机组可自动分时启动,降低启动电流,均衡不同机组的工作时间。这样,有利于提高专用空调机组的寿命和运行的可靠性。
全年制冷
无论是大、中型计算机,还是程控交换机,都要求空调机全年制冷运行。而冬季的制冷运行要解决稳定冷凝压力和其它相关的问题。多数机房专用空调机能在室外气温降至-15℃时仍能制冷运行,而采用乙二醇制冷机组,可在室外气温降至-45℃时仍能制冷运行。与此形成鲜明对比的是舒适性空调机或常规恒温恒湿机,在此种条件下,根本无法工作。
系统设计
如果把舒适性空调机用作机房精密空调系统,由于机房要求其运行点为:冬季:20±2℃,夏季:23±2℃,而舒适性空调机的设计点温度一般为27℃,所以机组的实际供冷能力一般比样本标明的额定值低10%~25%。此外,运行点偏离设计点时,在一定程度上机组的部分机件性能由于偏离了运行点,从而影响了机组整体的匹配状态,不利于机组性能的充分发挥和GX率运行。然而机房专用精密空调机,由于把运行点作为设计点,因而机组始终处于运行点,这就从根本上避免了这些问题。