3.40
3.20
3.00
针对空调系统制的冷能效比，需要特别说明以下两点：
■厂家给出的空调系统制冷能效比是在额定的工况条件下测试的，实际工况一般都要比额定工况差很多（包括负载和环境），因此空调系统的实际运行的能效比都要比厂家给出的低很多。
■针对数据中心的空调系统尤其特殊，一是全年不间断运行，工况差别非常的大；二是温度湿度控制精度高，除湿、加湿、加热、小温差大风量等比一般民用空调系统消耗的附加能量更多。
机房精密空调系统的冷源有很多形式：
风冷型、水冷型、双冷源型及自由制冷型。
不管是以上哪一种，都是通过精密空调内的制冷剂的状态变化从外界吸收热量或向外界释放热量。
除非精密空调的部件或者铜管泄露，不然制冷剂是处在一个密闭的环境里，制冷剂就在压缩机、冷凝器、压力膨胀阀、风机和铜管之间循环，同时改变制冷剂自身的状态，即气态变为液态，液态变为气态，这就是所谓的内循环。
2.1、风冷精密空调
这是数据中心最传统的制冷解决方案，单机制冷能力一般都在50到200KW之间，一个数据机房一般都是安装多台才能满足需要。
下面是风冷精密空调的工作原理图。
风冷精密空调一般采用涡旋压缩机制冷（一般安装在精密空调内），能效比相对比较低，在北京地区一般在1.5到3之间（夏天低，冬天高）。
风冷精密空调在大型数据中心中使用存在以下不足：
■安装困难。
大量的室外冷凝器安装需要非常大的场地，铜管过长不仅影响制冷效率，成本高，安装难度大，而且影响建筑物外观。
室外冷凝器的安装位置受空间限制，极可能出现热岛效应，大大降低制冷效率。
■在夏天室外温度很高时，制冷能力严重下降甚至保护停机。
目前国内的数据中心一般采用对室外冷凝器喷水雾或增加凉棚来改善其在夏天的制冷效果。
因此数据中心在设计时不能按其额定的制冷量计算，需要留有足够的冗余。
■对于传统多层数据机房，一般把室外冷凝器安装在每层的四周，下层冷凝器的热量将不断向上散发，上层的冷凝器效率将大大降低，热量散不出去，形成严重的热岛效应。
据了解，北方某联通数据中心因为热岛效应夏天机房的温度高达35℃以上，大约10%的服务器停机，用户只好运来冰块降温。
■精密空调内部风机盘管的工作温度大大低于露点温度，大量产生冷凝水，为了维持数据中心的湿度，需要启动加湿功能。
除湿和加湿都要消耗大量的能源。
为了加湿，需要将自来水进行软化，即便如此，还需要经常清洗加湿罐中的水垢。
2.2、离心式水冷空调系统
这是目前新一代大型数据中心的首选方案，其特点是制冷量大并且整个系统的能效比高（一般能效比在3到6之间）。
离心式制冷压缩机的构造和工作原理与离心式鼓风机极为相似。
但它的工作原理与活塞式压缩机有根本的区别，它不是利用汽缸容积减小的方式来提高气体的压力，而是依靠动能的变化来提高气体压力。
离心式压缩机具有带叶片的工作轮，当工作轮转动时，叶片就带动气体运动或者使气体得到动能，然后使部分动能转化为压力能从而提高气体的压力。
这种压缩机由于它工作时不断地将制冷剂蒸汽吸入，又不断地沿半径方向被甩出去，所以称这种型式的压缩机为离心式压缩机。
压缩机工作时制冷剂蒸汽由吸汽口轴向进入吸汽室，并在吸汽室的导流作用引导由蒸发器（或中间冷却器）来的制冷剂蒸汽均匀地进入高速旋转的工作轮（工作轮也称叶轮，它是离心式制冷压缩机的重要部件，因为只有通过工作轮才能将能量传给气体）。
气体在叶片作用下，一边跟着工作轮作高速旋转，一边由于受离心力的作用，在叶片槽道中作扩压流动，从而使气体的压力和速度都得到提高。
由工作轮出来的气体再进入截面积逐渐扩大的扩压器（因为气体从工作轮流出时具有较高的流速，扩压器便把动能部分地转化为压力能，从而提高气体的压力）。
气体流过扩压器时速度减小，而压力则进一步提高。
经扩压器后气体汇集到蜗壳中，再经排气口引导至中间冷却器或冷凝器中。
水冷冷冻机组的工作原理如下：
■冷冻水侧：
一般冷冻水回水温度为12℃，进入冷冻器与冷媒做热交换后，出水温度为7℃。
冷冻水一般通过风机盘管、组合式空调机组或水冷精密空调机向IT设备提供冷气。
由于数据中心的制冷量大，要求温差小风量大且湿度需要控制，一般采用水冷精密空调机。
■冷却水侧：
一般冷却水进水温度为30℃，进入冷凝器与冷媒做热交换后，出水温度为35℃。
冷却水一般使用蒸发式冷却塔通过水蒸发来散热降温。
■冷媒侧：
冷媒以低温低压过热状态进入压缩机，经压缩后成为高温高压过热状态冷媒。
高温高压过热状态冷媒进入冷凝器后，将热传给冷却水而凝结成高压中温液态冷媒。
高压中温液态冷媒经膨胀装置，成为低压低温液气混合状态冷媒。
低温低压液气混合状态冷媒进入蒸发器后，与冷冻水进行热交换，冷冻水在此处被冷却，而冷媒则因吸收热量而蒸发，之后以低温低压过热蒸气状态进入压缩机。
离心式制冷压缩机与活塞式制冷压缩机相比较，具有下列优点：
■单机制冷量大（350到35000KW之间），在制冷量相同时它的体积小，占地面积少，重量较活塞式轻5～8倍。
■由于它没有汽阀活塞环等易损部件，又没有曲柄连杆机构，因而工作可靠、运转平稳、噪音小、操作简单、维护费用低。
■工作轮和机壳之间没有摩擦，无需润滑。
故制冷剂蒸汽与润滑油不接触，从而提高了蒸发器和冷凝器的传热性能。
■能经济方便的调节制冷量且调节的范围较大。
由于热量是通过水的蒸发（在冷却塔中）来散发的，因此夏天室外的高温对其冷却能力影响很小。
离心式冷冻机组在小负荷时（一般为满负荷的20%以下）容易发生喘振，不能正常运转。
因此，在数据中心水冷空调系统的设计中一般先安装一台小型的螺杆式水冷机组或风冷水冷机组作为过渡。
大型数据中心的水冷空调系统一般由以下五部分组成，示意图如下。
■离心式冷冻机组，一般为N+1配置，有一台备机，安装在冷站机房。
■冷却塔，安装在室外，一般一台冷冻机组对应一组冷却塔（便于维修和保证备机系统正常待机）。
冷却水通过冷却塔来降温，由于水在大气中蒸发，因此要设计安装水处理系统来除垢、除沙尘、除钠镁离子和病菌等，否则将大大降低制冷效率。
另外，由于数据中心是全年连续运行，还要设计冬季防结冰措施。
■环形冷冻水管道。
由于数据中心需要连续运行，因此冷冻水的进水和回水管道都要设计成环路，大型数据中心可能设计成二级或三级环路，这样在局部冷冻水管道或阀门发生故障时可以关闭相邻的阀门进行在线维护和维修。
为了便于日后的维护、维修、更换和扩展，需要安装设计相当多的阀门。
为了防止漏水和提高使用寿命，需要选择优质的阀门，有些工程使用优质无缝钢管，甚至不锈钢管。
冷冻水管和冷却水管不允许经过机房区域。
在水管经过的区域需要设置下水道和漏水报警设备。
为了节能和防止冷凝水，冷冻水管和冷却水管都要采取严格的保温措施。
典型的冷冻水循环管道回路如下图所示。
■水冷精密空调机。
其实就是一个温差小风量大的大型风机盘管，一般推荐采用地板下送风和天花板上回风。
为了保证IT设备的绝对安全和便于设备检修，推荐设置物理上独立的空调设备间，四周做拦水坝，地面做防水处理和设置排水管道，安装漏水报警设备。
推荐采用N+1或N+2的冗余配置方案。
■水泵。
冷冻水和冷却水的循环都是通过水泵进行的。
水泵的节能除采用变频装置外，应采用较大直径的管道、尽量减少管道长度和弯头、采用大半径弯头、减少换热器的压降等。
冷冻机房、水泵、冷却塔、板式换热器和精密空调尽量设计安装在相近的高度以减少水泵扬程。
由于大型数据中心的水冷空调系统的电力负荷很大，一般需要为水冷空调系统设计独立的配电室。
由上述可以看出，水冷空调系统比较复杂，成本也比较高，维护也有难度，但是能满足大型数据中心的冷却和节能要求。
精密空调的构成除了前面介绍的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器外，还包括：
风机、空气过滤器、加湿器、加热器、排水器等，因此我们在日常的机房管理工作中对空调的管理和维护，主要是针对以上部件去维护的。
下面是我们在日常工作中对计算机机房专用精密空调的一些维护经验和学习体会。
?
?
?
一、精密空调的质保服务
精密空调作为数据中心最为重要的基础设施之一，在质保期内，除了配合原厂保障设备的正常运行之外，我公司还专门提供了增值服务，在质保期即我公司对贵方的空调产品等所有销售设备进行质量保证服务。
一年内免费维修，我方负责贵方机房设备的正常使用，通过对甲方设备的日常维护以及维修等服务手段，使甲方设备正常、安全的运行。
在合同期内，空调机所有零部件（如压缩机、控制器、接口板、风机、风扇、膨胀阀、温度控制器、HP开关、LP开关、过流保护器、干燥过滤器、电磁阀、相序保护器、压力继电器、接触器、上水阀等）在使用中发生损坏，如需更换配件，我方提供配件并更换。
以上配件我公司均有库存，可以及时更换。
也可以将用户指定要求备件存于现场，便于及时更换。
二、精密空调的巡检和维护规程
日常巡检规程
（1）每日巡检空调系统诊断测试和电控部分、风机运行状态、数据
（2）显示和输出状态、温湿度显示。
（3）每月清洗一次集水盘、注水清洗一次加湿罐。
（4）每三个月检查一次加压送风机的运行状态、轮循切换一次主备机组。
维护保养操作规程
整机外观（壳体、门板、框架、支座、机座）的检修
✧整机壳休和机座会因长时间使用机座和固定外壳隔风板有掉漆和腐蚀，把腐蚀的锈除掉，重新喷漆；
✧除锈及防锈：
用砂纸将锈蚀部分及周遍打磨干净，刷防锈漆；
✧如果锈蚀严重，影响到承重，则做加固处理，增加支架；
✧固定架和机组间因减振垫损坏而在机组运行时产生机械共振，如减垫有损坏，则需更换减振垫，以减少噪音。
过滤网
✧作用是保持蒸发器的清洁
✧更换前的状态是脏或堵，或破。
✧更换目的是气流正常，蒸发器保持清洁。
✧更换后的气流正常。
✧步骤：
（1）关机打开前门或侧门
（2）把过滤网抽出来再把新的插进去（3）关门，检测和调试。
传动皮带
✧作用是有效地衔接电机和风筒，使扇叶随着电机的转动而转动。
✧更换前可能是断裂或裂缝，也可能是磨损严重。
✧更换目的是为了能使整个送风系统工作正常。
✧更换后扇叶轮的转速和电机的转速比例在额定范围内。
步骤：
（1）断电
（2）把固定电机的螺丝松开并调松上面的调节杆（3）把已坏的皮带折下（4）装好新皮带并调整松紧度（5）紧固电机的底角螺丝（6）供电开机试验。
风机电机
✧作用是减少扇叶在转动时的摩擦阻力和保持的耐用性，还起固定作用。
✧更换前的状态可能是风机噪音太大，或抱轴导致风机电机过流保护，甚至烧坏。
✧轴承更换目的是为了减轻风机的噪音和电机的负荷，能使风机正常工作。
更换后的主风机声音正常，电机过流在额定范围内，风机也正常。
步骤：
（1）断开主电源
（2）松皮带后卸掉（3）把皮带轮拔下来（4）取下坏的轴承并更换新的（5）安装好的皮带轮和皮带并调整。
（6）供电、开机并试验，测量电流。
压缩机
✧检查压缩机运转声音，检测运转时的机身温度。
✧检测压缩机绕组阻值、工作电流、压缩机绝缘性能。
✧全面清洁半封闭压缩机各部件及曲轴箱，清洗检修油泵。
✧对于半封闭压缩机，检查密封状态检查阀板气密程度，检查吸、排气压力，更换压缩机阀板、吸、排气阀片、密封垫片、缸垫、压缩机高、低压维修阀等易损部件。
✧校验高低压保护、过温保护装置。
✧检查压缩机接触器等电器部件。
✧检查半封闭压缩机的活塞、连杆磨损程度，更换活塞环。
✧对于全封闭压缩机，检查压缩机有无过冷过热现象，检测吸、排气压力是否正常，检测压缩机运行电流，检查运行时有无异常振动及异响。
✧更换压缩机润滑油，更换其它有问题的器件。
加热和加湿
✧检查加热器。
无明显变形、表明无覆盖杂物、散热良好。
✧检查加湿器加湿电极、加湿罐及电极连接端子等部件。
运行电压，检查运行低压符合技术要求；运行电流，检查运行电流符合技术要求；过热保护器，外观完整、连接紧固、功能正常。
✧主控板及附件，板件固定良好、附件完好
✧用除垢液清洗、加固或更换加湿水盘、加湿罐水垢情况；加湿过流保护、加湿接触器、湿度传感器是否完好。
检查调整参数。
✧检查排水槽是否堵塞，疏通机内供水/排水管路。
✧检查上、排水电磁阀动作情况。
✧更换其它有问题的器件。
冷凝器和蒸发器
✧冷凝器的清洗：
因常年工作环境不好，造成冷凝器散热不良过风不好，会造成系统高压或压力释放阀打开造成氟泄漏。
✧全面清洁、整理冷凝器翅片，保证冷凝器翅片洁净，排列整齐。
清洗后，冷凝器、蒸发器换热效果提高，机组工作稳定提高制冷量。
✧如果风机有故障冷凝器不能常工作，使制冷剂不能冷凝则机组无法正常工作成系统高压和工作噪音。
✧更换冷凝风机保证冷凝器正常工作
✧更换新的风机，噪音下降，风机运行正常
✧拆下网罩螺栓，打开接线合拆下接线，取下风机，安上新风机，窜上电源线，接上线拧紧网罩螺栓
✧检测蒸发器表面有无尘垢，和蒸发器的透气性，如果有会造成蒸发器风阻加大，影响蒸发器的换热性，因而需用专用清洗剂清洗。
✧首先把清洗剂均匀喷在蒸发器上，五分钟后用刷子刷掉尘垢，用高压清水把清洗剂和尘垢冲掉。
空调控制柜
各部分开关的温升，各电路板、元器件有无老化、打火现象，电器元件的动作是否到位，显示屏是否正常，记忆元件是否正常，内部供电电池是否需要更换。
✧检查断路器：
联线紧固、操作灵活
✧检查继电器：
吸合灵活、联线紧固
✧检查接线端子：
无过热、连接紧固
✧检查电源主开关：
接线紧固、无过热、无锈蚀
排水系统
✧接水盘的检查及清洁：
无严重积水、下水畅通、无杂物
✧底盘的检查及清洁：
紧固良好、清洁
✧排水管的检查及清洗：
排水流畅、无杂物堵塞
以上各项的检测结果作出维修报告交给用户，并及时更换有问题的备件。
升级会员 