¿Por qué utilizar aires acondicionados exclusivos para salas de ordenadores?

Los acondicionadores de aire de precisión se refieren a acondicionadores de aire de precisión específicos para salas de computadoras (también conocidos como acondicionadores de aire de temperatura y humedad constantes) que pueden satisfacer completamente las condiciones ambientales de la sala de computadoras. Es un modelo nuevo que ha sido. desarrollado gradualmente en los últimos 30 años. Cuando se utilizaban aires acondicionados de confort en las primeras salas de ordenadores, a menudo se producían problemas como el funcionamiento inestable de los equipos de la sala de ordenadores, interferencias en la transmisión de datos y electricidad estática debido al control inadecuado de los parámetros de temperatura y humedad ambiente.

La diferencia entre los acondicionadores de aire especiales para salas de computadoras y los acondicionadores de aire cómodos ordinarios

Las salas de computadoras tienen requisitos más estrictos de temperatura, humedad y limpieza. Por lo tanto, el diseño de acondicionadores de aire especiales para computadoras. Las habitaciones son diferentes a las tradicionales. Existen grandes diferencias entre los aires acondicionados de confort, que se reflejan en los siguientes cinco aspectos:

1. Los acondicionadores de aire de confort tradicionales están diseñados principalmente para el personal. El volumen de suministro de aire es pequeño, la diferencia de entalpía del suministro de aire es grande y el enfriamiento y la deshumidificación se realizan al mismo tiempo. El calor sensible en la sala de computadoras representa más del 90%. el calor total, que incluye el calor generado por el propio equipo y la iluminación, el calor por conducción de calor a través de paredes, techos, ventanas y suelos, así como el calor por radiación solar, la infiltración del viento y el calor del aire fresco por huecos, etc. La cantidad de humedad generada por este calor es muy pequeña. Por lo tanto, el uso de aire acondicionado confortable inevitablemente hará que la humedad relativa en la sala de computadoras sea demasiado baja, lo que provocará que se acumule electricidad estática en la superficie de los componentes del circuito interno de la misma. equipo, provocando descargas, dañando así el equipo e interfiriendo con la transmisión y el almacenamiento de datos. Al mismo tiempo, dado que entre el 40 % y el 60 % de la capacidad de refrigeración se consume en la deshumidificación, la capacidad de refrigeración del equipo de refrigeración real se reduce considerablemente, lo que aumenta considerablemente el consumo de energía.

El aire acondicionado especial para la sala de computadoras está diseñado para controlar estrictamente la presión de evaporación en el evaporador, aumentar el volumen de suministro de aire para que la temperatura de la superficie del evaporador sea mayor que la temperatura del punto de rocío del aire sin deshumidificación y toda la energía fría generada se utiliza para enfriar. Mejora de la eficiencia del trabajo y reducción de la pérdida de humedad (gran volumen de suministro de aire, reducción de la diferencia de entalpía del suministro de aire).

2. El aire acondicionado de confort tiene un volumen de aire pequeño y una velocidad del viento baja. Solo puede hacer circular el flujo de aire local en la dirección del suministro de aire y no puede formar una circulación de flujo de aire general en la sala de computadoras. El enfriamiento de la sala de computadoras es desigual, lo que resulta en una refrigeración regional. Si las diferencias de temperatura en la sala de computadoras son bajas en la dirección del suministro de aire y altas en otras áreas, el equipo de calefacción producirá una acumulación local de calor debido a las diferentes posiciones de ubicación, lo que provocará sobrecalentamiento y daños al equipo.

El volumen de suministro de aire del acondicionador de aire especial en la sala de computadoras es grande y la cantidad de cambios de aire en la sala de computadoras es alta (generalmente de 30 a 60 veces por hora). debe formarse en toda la sala de computadoras, de modo que todos los equipos en la sala de computadoras puedan enfriarse en promedio.

3. Los acondicionadores de aire de confort tradicionales, debido al pequeño volumen de suministro de aire y al bajo número de cambios de aire, no pueden garantizar un caudal de aire lo suficientemente alto en la sala de ordenadores para devolver el polvo al filtro, y se producirán depósitos dentro del equipo de la sala de ordenadores. , provocando efectos adversos en el propio equipo. Además, el rendimiento de filtración de las unidades de aire acondicionado de confort general es deficiente y no puede cumplir con los requisitos de purificación de las computadoras.

El aire acondicionado exclusivo para la sala de computadoras tiene un gran volumen de suministro de aire y buena circulación de aire. Al mismo tiempo, tiene un filtro de aire exclusivo que puede filtrar el polvo en el aire de manera oportuna y eficiente. manera y mantener la limpieza de la sala de computadoras.

4. Dado que la mayoría de los equipos electrónicos en la sala de computadoras funcionan continuamente y durante mucho tiempo, se requiere que el aire acondicionado dedicado en la sala de computadoras esté diseñado para funcionar continuamente con una gran carga durante todo el año y mantener una confiabilidad extremadamente alta. Es difícil que los acondicionadores de aire de confort cumplan con los requisitos, especialmente en invierno. La sala de computadoras tiene un buen sellado y muchos equipos de calefacción, por lo que la unidad de aire acondicionado aún necesita funcionar con normalidad en este momento, es difícil para el confort general. Los acondicionadores de aire lo hacen porque la presión de condensación exterior es demasiado baja. En funcionamiento normal, el aire acondicionado dedicado en la sala de ordenadores aún puede garantizar el funcionamiento normal del ciclo de refrigeración a través del condensador exterior controlable.

5. Los acondicionadores de aire especiales para salas de computadoras generalmente están equipados con un sistema de humidificación dedicado, un sistema de deshumidificación de alta eficiencia y un sistema de compensación de calefacción eléctrica. A través de un microprocesador, la temperatura y la humedad en la sala de computadoras se pueden controlar con precisión en función de los datos recibidos. por cada sensor Aires acondicionados de confort Generalmente, no hay un sistema de humidificación, que solo puede controlar la temperatura con baja precisión. La humedad es difícil de controlar y no puede satisfacer las necesidades de los equipos de la sala de computadoras.

En resumen, existen diferencias significativas en el diseño de productos entre los aires acondicionados específicos para salas de ordenadores y los aires acondicionados de confort. Están diseñados para diferentes propósitos y no se pueden utilizar indistintamente. En la sala de ordenadores se debe utilizar un aire acondicionado específico para la sala de ordenadores. En la actualidad, se ha utilizado ampliamente en muchas industrias nacionales, como finanzas, correos y telecomunicaciones, estaciones de televisión, exploración petrolera, imprenta, investigación científica, energía eléctrica, etc., lo que ha mejorado la confiabilidad y el funcionamiento económico de computadoras, redes. y sistemas de comunicación en salas de ordenadores.

Ámbito de aplicación

Los aires acondicionados de precisión para salas de ordenadores se utilizan ampliamente en salas de ordenadores, salas de conmutación controladas por programas, estaciones de comunicación móvil por satélite, grandes salas de equipos médicos, laboratorios, salas de pruebas, y producción de instrumentos electrónicos de precisión Los entornos de alta precisión, como los talleres, tienen requisitos muy altos en cuanto a temperatura del aire, humedad, limpieza, distribución del flujo de aire y otros indicadores. Deben estar equipados con equipos de aire acondicionado de precisión para salas de computadoras dedicados que funcionen de manera segura y confiable las 24 horas. al día, los 365 días del año.

Características

Alto calor sensible

Hosts y periféricos, servidores, conmutadores, transceptores ópticos y otros equipos informáticos instalados. la sala de computadoras, así como equipos de soporte de energía, como UPS. La fuente de alimentación disipará el calor en la sala de computadoras a través de transferencia de calor, convección y radiación. Este calor solo causa un aumento en la temperatura en la sala de computadoras y se considera sensato. calor. La disipación de calor de un gabinete de servidor varía desde varios kilovatios hasta más de diez kilovatios por hora. Si se instala un servidor blade, la disipación de calor será mayor. La disipación de calor de los equipos de salas de ordenadores de tamaño grande y mediano es de alrededor de 400 W/m2, y los centros de datos con mayor densidad instalada pueden alcanzar más de 600 W/m2. La proporción de calor sensible en la sala de ordenadores puede llegar al 95%.

El calor latente es pequeño

No cambia la temperatura en la sala de computadoras, solo cambia el contenido de humedad del aire en la sala de computadoras. Esta parte del calor es. llamado calor latente. No hay equipos de disipación de humedad en la sala de computadoras y el calor latente proviene principalmente del personal y del aire exterior. Las salas de computadoras grandes y medianas generalmente adoptan un modelo de gestión de separación de humanos y máquinas. Bien sellado, el aire fresco generalmente ingresa a la sala de computadoras después de haber sido tratado previamente con temperatura y humedad. Por lo tanto, el calor latente en la sala de computadoras es menor.

Gran volumen de aire y pequeña diferencia de entalpía

El calor del equipo se transfiere a la sala de ordenadores mediante conducción y radiación. El calor se concentra en zonas con equipos densos. Mantenga la temperatura de cada área en la sala de computadoras. Si la humedad es uniforme y está controlada dentro de la base y el rango de fluctuación permitidos, se requiere un mayor volumen de aire para eliminar el calor residual. Además, hay menos calor latente en la sala de computadoras, por lo que generalmente no es necesaria la deshumidificación. No es necesario que el aire caiga por debajo de cero al pasar por el evaporador del aire acondicionado, por lo que se requiere la diferencia de temperatura del aire de suministro y la diferencia de entalpía. ser pequeño Para eliminar el calor residual en la sala de computadoras, es necesario un mayor volumen de suministro de aire.

Funcionamiento ininterrumpido, refrigeración durante todo el año

La disipación de calor de los equipos de la sala de ordenadores es una fuente de calor en estado estable y funciona de forma ininterrumpida durante todo el año. Esto requiere un aire acondicionado ininterrumpido. sistema de garantía También existen requisitos más altos para el suministro de energía. No solo es necesario que haya una entrada mutua de energía eléctrica de dos vías, sino que también el sistema de aire acondicionado que protege los equipos informáticos importantes también debe tener un grupo electrógeno como fuente de alimentación de respaldo. . Las fuentes de calor permanentes a largo plazo requieren refrigeración en la sala de ordenadores incluso en invierno, especialmente en el sur. En la región norte, si todavía se necesita refrigeración en invierno, al seleccionar una unidad de aire acondicionado, se debe considerar la presión de condensación de la unidad y otras cuestiones relacionadas. Además, se puede aumentar la proporción de entrada de aire frío exterior para lograrlo. ahorro de energía.

Existen muchos métodos de suministro y retorno de aire

El método de suministro de aire en una habitación con aire acondicionado depende de las características de origen y distribución del calor en la habitación para la disposición densa del mismo. Los equipos en la sala de computadoras, cables y puentes son relativamente grandes. Los modos de suministro de aire de los acondicionadores de aire se dividen en suministro inferior y retorno superior, suministro superior y retorno superior, suministro superior y retorno lateral, y suministro lateral y retorno lateral.

Suministro de aire del plenum estático

El retorno de aire y el aire de retorno del aire acondicionado en la sala de ordenadores no suelen utilizar conductos, sino el espacio debajo del suelo elevado o superior. Parte del techo se utiliza como aire de retorno del plenum estático. La capa estabilizadora de presión formada en la caja de presión puede hacer que el suministro de aire sea uniforme y que la presión estática en todos los puntos del espacio sea igual.

Altos requisitos de limpieza

Las salas de ordenadores tienen estrictos requisitos de limpieza del aire. El polvo, los gases corrosivos, etc. en el aire dañarán gravemente la vida útil de los componentes electrónicos y provocarán malos contactos y cortocircuitos. Por lo tanto, se requieren acondicionadores de aire especiales para salas de computadoras para eliminar el polvo y filtrar el aire circulante de acuerdo con las normas pertinentes. Además, se debe agregar aire fresco a la sala de computadoras para mantener una presión positiva en la sala de computadoras. De acuerdo con el "Código de diseño de salas de computadoras electrónicas", la concentración de polvo en el aire en la sala de computadoras principal, cuando se prueba en condiciones estáticas, la cantidad de partículas de polvo mayor o igual a 0,5 m por litro de aire debe ser inferior a 18.000 partículas. La diferencia de presión entre la sala de ordenadores principal y otras salas y pasillos no debe ser inferior a 4,9 Pa, y la diferencia de presión estática con el exterior no debe ser inferior a 9,8 Pa.

Componentes

Los componentes principales del sistema de aire acondicionado de precisión de la sala de computadoras, controlador, incluido compresor, evaporador, calentador, condensador enfriado por aire, controlador, tanque de humidificación,

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Válvula de expansión térmica, mirilla, filtro seco, rejilla de filtro y otros componentes. Para la serie enfriada por agua, la unidad interior también incluye un intercambiador de calor de placas, una válvula reguladora del flujo de agua y una válvula solenoide de suministro de agua [1].

Requisitos de capacidad de enfriamiento

Para determinar la capacidad del aire acondicionado de precisión en la sala de computadoras para cumplir con los requisitos de temperatura, humedad, limpieza y velocidad del suministro de aire en la sala de computadoras. (conocidos como requisitos de cuatro grados). Primero se debe calcular la carga térmica de la habitación.

La carga de calor de la sala de ordenadores proviene principalmente de dos aspectos:

El primero es el calor generado en el interior de la sala de ordenadores

Incluye: el calor generado por computadoras interiores y equipos externos, el poder calorífico de las instalaciones auxiliares de la sala de computadoras y el equipo de la sala de computadoras (calefacción eléctrica, temperatura del agua de vapor y otros elementos calefactores). Estos valores caloríficos incluyen calor sensible grande y calor latente pequeño; calor de iluminación (calor sensible generado por el personal) (calor sensible bajo y calor latente grande generado debido a la evaporación y condensación del agua (calor latente);

El segundo es el calor generado fuera de la sala de ordenadores

Incluye:

Calor por conducción. El calor que invade el cuerpo del edificio, como el calor transferido a la sala de ordenadores desde las paredes, los techos, los tabiques y el suelo (calor sensible (también llamado calor radiante). Calor que ingresa a la habitación directamente desde la ventana de vidrio debido a la radiación solar (calor sensible generado por convección); Calor (calor sensible, calor latente) generado por el aire exterior a alta temperatura (incluido también el vapor de agua) que invade a través de huecos en puertas y ventanas.

Aire fresco introducido para reducir la fatiga de los trabajadores en interiores y beneficiar la salud humana; El calor generado (incluido el calor sensible y el calor latente).

En resumen, el calor emitido por el cuerpo humano, el calor invadido por el viento y el calor aportado por la ventilación no sólo aumentan la temperatura ambiente, sino que también aumentan el contenido de humedad interior, por lo que es necesaria la deshumidificación. . Esta parte de la carga de calor se llama carga de calor latente y el calor emitido por todos los equipos en la sala de computadoras es solo un aumento en la temperatura interior. Esta carga de calor se llama carga de calor sensible. A diferencia de los hoteles, oficinas, salas de conferencias, etc., donde el calor latente representa una gran proporción, la carga de calor en las salas de ordenadores y de ordenadores programables está dominada por la carga de calor sensible. Por lo tanto, se deben seleccionar diferentes tipos de acondicionadores de aire para ocasiones con diferentes condiciones de carga de calor. La relación de calor sensible (SFH) se utiliza generalmente como un indicador importante de los acondicionadores de aire.

Cálculo aproximado (también llamado estimación)

En la etapa de diseño inicial de la sala de computadoras, para seleccionar rápidamente la capacidad del aire acondicionado, se puede utilizar este método, que Es decir, en función de la capacidad requerida por unidad de área, se estima la capacidad de enfriamiento.

Sala de ordenadores (incluida la sala de interruptores controlada por programa):

Cuando el suelo es más alto, 250~300 kcal/m2h

Cuando el suelo es más bajo, 150 ~250kcal/m2h (Ajustar adecuadamente según la densidad del equipo)

Oficina (cuarto de trabajo): 90kcal/m2h

Cálculo simple de la carga térmica

Sala de ordenadores Carga de aire acondicionado. El calor generado proviene principalmente de equipos informáticos, equipos externos y equipos de salas de ordenadores, lo que representa más del 80% del calor total, seguido del calor de iluminación, calor conductivo, calor radiante, etc. Estos métodos de cálculo son los mismos. como el cálculo de la carga general de una habitación con aire acondicionado. Los fabricantes de ordenadores generalmente pueden proporcionar valores específicos para la cantidad de calor generado por sus equipos. De lo contrario, el poder calorífico se calcula en función del consumo de energía de la computadora.

a. Cálculo del poder calorífico de equipos externos

Q=860N¢(kcal/h)

En la fórmula: N: Consumo eléctrico (kW) ; ¢: Coeficiente de uso simultáneo (0,2~0,5); 860: Equivalente térmico del trabajo, es decir, el calor generado cuando 1 kW de energía eléctrica se convierte en energía térmica.

b. Cálculo de la generación de calor del host Q=860× P× h 1×h 2 ×h 3

En la fórmula, P: potencia total (kW);

h 1: Coeficiente de uso simultáneo;

h 2: Coeficiente de utilización

h 3: Coeficiente de uniformidad de carga y trabajo.

La potencia total de varios equipos en la sala de computadoras debe basarse en el consumo máximo de energía de los equipos en la sala de computadoras. Sin embargo, no todo el consumo de energía se convierte en calor. corregirse con los tres coeficientes anteriores. Estos coeficientes están relacionados con la estructura del sistema de la computadora, su función, su propósito, su estado de funcionamiento y los componentes electrónicos utilizados. El coeficiente total generalmente está entre 0,6 y 0,8.

c. Cálculo de la carga térmica de los equipos de iluminación

Del consumo de energía de los equipos de iluminación en la sala de ordenadores, una parte se convierte en luz y parte de ella se convierte en calor. La parte que se convierte en luz también es absorbida por los edificios, equipos, etc. y se convierte en calor.

La carga térmica de los equipos de iluminación se calcula de la siguiente manera:

Q=C×P kcal/h

Donde, P: potencia de salida nominal nominal de los equipos de iluminación (W);

C: Calor por l W de producción (kcal/h W), normalmente 0,86 para lámparas autoincandescentes y 1,0 para lámparas fluorescentes.

d.Calor del cuerpo humano

El calor del cuerpo humano se libera a través de la piel y los órganos respiratorios. Este calor contiene vapor de agua, y su carga de calor debe ser calor sensible y latente. calor. La suma de cargas.

El calor emitido por el cuerpo humano varía con el estado de trabajo. Los trabajadores de la sala de ordenadores pueden realizar trabajos físicos ligeros. Cuando la temperatura ambiente es de 24°C, la carga de calor sensible es 56cal y la carga de calor latente es 46cal; cuando la temperatura ambiente es de 21°C, la carga de calor sensible es 65cal y la carga de calor latente es 37cal. En ambos casos la carga térmica total es de 102cal.

e. Calor conductivo de la estructura del gabinete

El calor conductivo que ingresa a la sala de computadoras a través del techo, las paredes, los tabiques y otras estructuras del gabinete de la sala de computadoras está relacionado con la estación y el tiempo. , ubicación geográfica y el ángulo de iluminación y otras cantidades relacionadas. Por lo tanto, determinar con precisión tales cantidades es un problema complejo.

Cuando las temperaturas del aire interior y exterior mantienen un cierto estado estable, el calor transferido a la sala de ordenadores desde la pared plana se puede calcular de la siguiente manera:

Q=KF(t1- t2) kcal /h

En la fórmula, K: Conductividad térmica de la envolvente del edificio (kcal/m2h℃);

F: Área de la envolvente del edificio (m2) ;

t1: La temperatura dentro de la sala de computadoras (℃);

t2: La temperatura calculada fuera de la sala de computadoras (℃).

Al calcular la estructura envolvente que no está en contacto directo con el aire exterior, como tabiques, etc., la diferencia de temperatura calculada entre el interior y el exterior se debe multiplicar por un factor de corrección, cuyo valor suele ser 0,4. a 0,7. La conductividad térmica de los materiales comúnmente utilizados se muestra en la siguiente tabla:

Conductividad térmica del material (kcal/m2h℃) Conductividad térmica del material (kcal/m2h℃)

Hormigón ordinario 1.4 ~1,5 Placa de yeso 0,2

Hormigón ligero 0,5～0,7 Placa de fibrocemento 1

Mortero 1,3 Placa de fibra blanda 0,15

Escayola de París 0,5 Fibra de vidrio 0,03

Ladrillo 1.1 Placa de acero galvanizado 38

Vidrio 0.7 Placa de aluminio 180

Madera 0.1~0.25

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Cuando el vidrio se ilumina con la luz solar, parte de ella se refleja, parte es absorbida por el vidrio y el resto se transmite a través del vidrio a la sala de computadoras y se convierte en calor. El calor absorbido por el vidrio aumenta la temperatura del vidrio y parte del mismo ingresa a la sala de computadoras por convección y se convierte en una carga de calor.

El calor que entra a la habitación a través del vidrio se puede calcular según la siguiente fórmula:

Q=KFq (kcal/h)

En la fórmula, K: calor de la radiación solar El coeficiente de penetración;

F: el área de la ventana de vidrio (m2);

q: la intensidad de la radiación solar que entra a través de la ventana de vidrio ( calorías/m2h).

El valor del coeficiente de penetración K depende del tipo de ventana, oscilando normalmente entre 0,36 y 0,4.

La intensidad del calor de la radiación solar q varía con la latitud, la estación y la hora, y también cambia con el ángulo del sol. Consulte los datos meteorológicos locales para conocer valores específicos.

g. Ventilación y carga de calor de intrusión exterior

Para reponer continuamente aire fresco para los trabajadores en la sala de computadoras y utilizar la ventilación para mantener la presión positiva de la sala de computadoras, es necesario para La salida de aire fresco del equipo de aire acondicionado envía aire fresco del exterior a la sala de ordenadores, y este aire fresco también se convertirá en la carga de calor. La cantidad de aire exterior que invade a través de los huecos y interruptores de puertas y ventanas cambia con el grado de sellado de la habitación, la cantidad de personas que entran y salen y la velocidad del viento exterior. Esta carga de calor suele ser muy pequeña, si es necesario, se puede descomponer en el volumen de intercambio de aire de la habitación para determinar la carga de calor.

h. Otras cargas de calor

En la sala de ordenadores, además de las cargas de calor anteriores, se convertirá en calor el uso de monitores, soldadores, aspiradoras, etc. cargas. Dado que el consumo de energía de estos dispositivos es generalmente pequeño, se puede calcular aproximadamente basándose en el producto de su potencia de entrada nominal y el equivalente térmico del trabajo. Además, en la sala de ordenadores se utiliza una gran cantidad de cables de transmisión, que también sirven como elementos calefactores.

El cálculo es el siguiente:

Q=860 Pl (kcal/h)

En la fórmula, 860: calor equivalente de trabajo (kca1/h);

P : Consumo de energía por metro de cable (W); l: Longitud del cable (m).

En resumen, la carga térmica de la sala de ordenadores debe estar determinada por la suma de las cargas térmicas a-h mencionadas anteriormente.