精密空调的结构及工作原理.docx

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精密空调的结构及工作原理

精密空调的结构及工作原理

精密空调主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成。

一般来说空调机的制冷过程为：

压缩机将经过蒸发器后吸收了热能的制冷剂气体压缩成高压气体，然后送到室外机的冷凝器；冷凝器将高温高压气体的热能通过风扇向周围空气中释放，使高温高压的气体制冷剂重新凝结成液体，然后送到膨胀阀；膨胀阀将冷凝器管道送来的液体制冷剂降温后变成液、气混合态的制冷剂，然后送到蒸发器回路中去；蒸发器将液、气混合态的制冷剂通过吸收机房环境中的热量重新蒸发成气态制冷剂，然后又送回到压缩机，重复前面的过程。

一、解决方案：

1、改变精密空调室外冷凝器一贯采用风冷散热降温的方式。

2、在每个精密空调室外冷凝器安装JADE机房精密空调节能增容清洗系统。

二、实现目标：

1、增容，提高空调压缩机的工作效率，减少空调的工作时间，节约电能。

2、减少环境设备损耗，延长环境设备使用寿命，提高企业经济效益。

三、JADE机房精密空调节能增容清洗系统工作原理

机房精密空调节能增容清洗系统是结合了风冷技术、水冷却技术、蒸发能冷凝技术、自动清洗四种技术。

以水和空气作为冷却剂，它主要利用水升温和水的蒸发要吸收大量的热能，利用水的蒸发和空气带走气体制冷剂在冷凝过程放出的大量热量。

机房精密空调节能增容清洗系统是利用水雾化后喷洒在空调冷凝器上，形成一层薄薄的水膜，先温度上升，然后通过风机的大风量吹干蒸发带走大量的热能，从而迅速降低冷凝器的温度。

系统会与空调风机联动工作时，水通过净化送到高压喷咀雾化，均匀地喷洒在冷凝器外表面，形成一层很薄的水膜，冷凝器中的高温制冷剂进入冷凝排管翅片，被冷凝后流出，水吸收制冷剂的热量后，蒸发变成气态，风机以一定速度使风通过冷凝翅片，促进水膜蒸发，快速吸收冷凝管外热能。

机房精密空调节能增容清洗系统就是利用蒸发式原理来达到冷凝器降温的目的，冷凝器温度的降低直接提高空调压缩机的工作效率，减少空调的工作时间，既环保节能、又能延长空调寿命、并能提高企业经济效益。

四、节能分析

水电消耗效益差值大，1kg水在常压下蒸发能带走676w热量，即一吨水可蒸发带走676kw的热量。

精密空调蒸发器采用的是直接蒸发式，利用水升温吸热温差为12～14℃（见《空调与制冷技术手册》P746），这就意味着在同样环境下，使用机房精密空调节能系统，可使制冷系统冷凝温度下降12—14℃，由于它是一次性直接向环境空气排热，可使系统和压缩机节能至少30%以上。

（冷凝器温度提高5℃，压缩机的轴功率增加10％，制冷量下降8％）。

再有水蒸发吸收带走的热量，节能率将大大提高，对于空调整机而言，节电率达到40%以上。

以一台36千瓦的精密空调为例：

安装机房精密空调节能增容清洗系统，按照年平均节能30%来核算，

36（KW）*24（小时）*365（天）*30%（节约）=94608KWH（度）

核算为电费为：

94608*0.86=81362元人民币

五、机房精密空调节能增容清洗系统产品优势

（一）、品种齐全，适合各类机房安装使用

杰帝集团三大系列产品囊括了所有机房精密空调的节能模式。

客户可根据自己的设备型号尺寸选择适合自己所需要的产品。

我公司是国内唯一一家拥有机房精密空调节能增容清洗系统的厂家。

（二）、节能：

采用了本系统可以使空调的工作效能大大提升，工作时间大幅减少，可节省了大量的电能。

（三）、系统运行稳定可靠：

采用德国西门子工业控制。

（四）、机体使用寿命长：

机架、机身均采用不锈钢和铝板制造。

（五）、完全自动化：

所有操作控制自动完成，无需人工参与。

（六）、节省水：

采用间歇喷雾，让水蒸发能利用达到极限（只有在需要的时候才喷雾）。

（七）、中水循环利用（选配）：

加装中水利用系统，循环利用中水，既能节约水资源又能环保。

（八）、自动清洗冷凝器：

根据当地实际情况（主要是结尘速度），进行自动定时高压清洗。

（九）、断电自恢复：

采用嵌入式工控程序，系统断电再来电后自动恢复到工作状态。

（十）、水源自动净化：

工作用水经过系统电子净化器以后才使用，过滤后干净的水源使冷凝翅片具有良好的热交换能力，节约因隔热引起的影响散热而浪费的能源。

（十一）、延长空调的使用寿命：

由于有效降低冷凝器的温度，从而大大减少了压缩机和风机的工作时间，使空调的使用寿命得以延长。

（十二）、增容：

提高空调压缩机的工作效率，增大制冷容量，减少空调的工作时间，节约电能。

（十三）、安装方便，施工简单:

安装一套一般只需用4个小时左右。

（十四）、低噪音:

 ≤45dB。

（十五）、技术先进、设备稳定

产品生产工艺考究，设计合理，故障率低，每台出厂的设备都要经过30天18道检测工序，保证设备的无故障运行。

三、JADE机房精密空调节能增容清洗系统工作原理

机房精密空调节能增容清洗系统是结合了风冷技术、水冷却技术、蒸发能冷凝技术、自动清洗四种技术。

以水和空气作为冷却剂，它主要利用水升温和水的蒸发要吸收大量的热能，利用水的蒸发和空气带走气体制冷剂在冷凝过程放出的大量热量。

机房精密空调节能增容清洗系统是利用水雾化后喷洒在空调冷凝器上，形成一层薄薄的水膜，先温度上升，然后通过风机的大风量吹干蒸发带走大量的热能，从而迅速降低冷凝器的温度。

系统会与空调风机联动工作时，水通过净化送到高压喷咀雾化，均匀地喷洒在冷凝器外表面，形成一层很薄的水膜，冷凝器中的高温制冷剂进入冷凝排管翅片，被冷凝后流出，水吸收制冷剂的热量后，蒸发变成气态，风机以一定速度使风通过冷凝翅片，促进水膜蒸发，快速吸收冷凝管外热能。

机房精密空调节能增容清洗系统就是利用蒸发式原理来达到冷凝器降温的目的，冷凝器温度的降低直接提高空调压缩机的工作效率，减少空调的工作时间，既环保节能、又能延长空调寿命、并能提高企业经济效益。

机房专用精密空调的特点

应用环境

由上所知，数据处理、通讯自控和故障诊断的复杂电子系统对环境系统的要求不是普通舒适性空调可以达到的。

它们需要有严格控制温度、湿度、洁净度和气流速度的精密控制空调机，这种精密控制空调机专门用于对技术设备要求高的环境，这些环境要求严格地控制温度和湿度，同时必须保证一天24小时，一年365天连续不断地工作。

因而这些系统有别于普通“舒适性”系统，因舒适性空调的设计应用于家庭或办公，平均每天运行时间为8小时，一年120～150天，且其对环境的控制只具有温度控制功能，只要达到所要求的工作范围，压缩机则停止工作，无法同时控制室内其它条件。

工作温度

“舒适性”空调主要针对的对象是人，工作温度在26～27度左右，而且其目的是为了使人有一个舒适的环境，且人对环境温度变化范围要求低，±5℃之内都不会对人体产生不舒服的感觉。

然而，该范围的温度对很多电子设备（如计算机、电话交换机、数据传输设备等）而言却太高了，因此类设备具有其各自的温度特性，脱离其规定的工作条件，都会影响设备的正常工作及其寿命，同时，这些设备在工作时会产生大量的热量，因此，它们对环境温度的要求通常在22～24度，其变化精度在±1℃。

余热量大，余湿量小

机房的热量主要来源于高密集度电子元件的散热。

而且这部分散热量可以认为全年是不变的。

据统计这部分散热量占机房总余热量的70～80％。

如果再将维护结构传热、照明、人的显热散等加在一起这部分显热负荷可高达90％以上。

所以高显热负荷是机房空调的最主要特性。

这就是为什么在冬季也要对室内空气进行冷却的道理。

人体释放或产生潜热，导致空气中的水份发生变化，在一般的“舒适性”空调系统中，显热比大约在65%～70%之间。

而机房内则只有小部余湿负荷，主要来源于工作人员的产湿和新风带入的少量水汽，由于机房内工作人员流动性小，人员密度小，多数人均在固定位置工作，且为了保证机房内空气条件，引入外界新风量不能超过室内总风量的5％，再加机器设备本身只产热量不产湿，所以，湿负荷约占总冷负荷的5％左右。

小焓差、大风量是保持机房温湿度的必要条件

与舒适性环境刚刚相反。

为了达到高显热比的要求，精密空调必须相应地加大风量以满足较大的热交换量。

由于这种特有的环境特性，要求精密空调的出风及回风的温度差小，并且热交换温度几乎都保持在室内露点温度以上。

因此，经处理的空气仅有很小或几乎不影响湿度的变化。

这种大风量、小焓差的特性只有精密控制空调才具备，而舒适性空调则小风量、温差大以保证能减小湿度，符合普通舒适性环境，但完全不适用于发热量大的设备机房。

负荷密度

由于设备产生的高显热负荷，对空调机的制冷量要求相当高。

在办公室环境中，总的热负荷由房间内的总人数和室外温度所定，大约1平方米所需制冷量80～175大卡/小时，而发热量大的设备机房等场所，1平方米所需制冷量为250～300大卡/小时。

风量

传统的舒适性空调系统，设计用于人多的环境，工作温度26℃左右，风量通常130～190m3/hr每1KW的制冷量，在电子设备环境房中，为保证不发生结露的现象，必须增大送风量，减小温差，通常风量保持在250～330m/hr每1KW的制冷量范围内。

气流组织

机房空调系统的送风有下送风上回风，上送风下回风等多种方式。

因机房许多设备的散热要求直接从设备底部送风散热，或由于机房的各种电缆线路繁多，为了便于交换机及外围设备的安装、扩展改变位置，这些电缆一般皆设置于防静地板下。

空调系统可以利用地板下的空间，作为静压箱向机房和机械直接送风，自顶部回风。

这种循环方式与热空气上升的自然规律相吻合，形成顺流，在机房的工作区可以形成比较稳定的工作环境。

温度湿度的精密控制

在计算机房，电话交换机等精密要房等精密环境中，其设备必须连续不断地工作。

普通舒适性的制冷系统在干燥的秋季和冬季不能加湿。

在潮湿的天气，如室内温度达到设计要求，压缩机则停止工作，此时，如室内湿度过高，都无法做到除湿功能。

如将这种系统安装在高精密的电子设备房内，其湿度就有可能过高或过低，超出所要求的范围，从而产生静电或潮湿。

相反地，在精密控制系统中，由于能同时控制温度和相对湿度，无论在何种场合中，均能保证室内设计要求。

运行时间

舒适性空调系统的设计寿命以每天8小时，一周5天，一年4～6个月的工作为标准，每年总的工作时间大约为640～1000小时，而精密空调系统却为一天24小时，一周7天，一年52周，每年的工作时间为8760小时，其寿命大约为10年连续不断地运行。

所以，如将舒适性空调用于一天24小时连续不断工作的环境，导致空调超负荷工作，不仅大大缩短了其寿命，而且严重影响其工作的稳定性。

节约能源

由于程控交换机房内的热负荷分配与普通舒适的场合不同，因此将舒适性空调用于高显热负荷的程控交换机房，会适成很大的能量浪费。

现举例如下：

一台总制冷量为3万大卡的舒适性空调，假设其显热比为0.6，则其显冷量为1.8万大卡，潜冷量为1.2万大卡。

同样一台总制冷量为3万大卡的精密空调，由于其显热比高达0.9，则其显冷量为2.7万大卡，潜冷量为0.3万大卡。

如两台空调同样用于需制冷量为3万大卡的程控交换机房，由于室内的热负荷分配为0.9，即显热负荷设备发热量为2.7万大卡，潜热负荷为0.3万大卡，精密空调则完全能满足室内热负荷的需求，而舒适性空调所提供的显冷量则不能满足室内的显热负荷，其结果是温度不能很快达到设计要求，而压缩机会增加工作时间，同时，相对湿度会相应降低，增加了耗电量。

为达到设计要求，只有选大设备，满足室内的显热负荷，因此，在此环境中，舒适性空调需选用总制冷量：

2.7/0.6=4.5万大卡的空调方可满足室内温度的要求。

同时，又可从另一角度可计算出两种空调的用电量损耗：

精密空调：

舒适性空调：

显热比：

0.9

显热比：

0.6

总冷量：

3万大卡

4.5万大卡

显冷量：

2.7万大卡

2.7万大卡

假设：

大卡制冷量耗电量：

0.0004kw，机组每天运行24小时，365天一年。

年度（kW.hr）电费为￥0.80kW.hr

则精