1902 年,制冷之父Carrier博士设计并安装了第一部空调系统。至今,空调技术已发展100余年,已形成类型繁多、品种多样的庞大工业门类。
5.1.2.1 空调分类
空调设备按冷热源、空气处理设备的设置、负荷介质、集中与分散、使用目的等,可以划分为不同的空调系统。
5.1.2.2 根据空调冷(热)源分类
空调系统提供需要的冷(热)水源不同,可以分为螺杆式冷水机组、离心式冷水机组、活塞式冷(热)水机组、直燃型溴化锂吸收式冷(热)水机组、地源热泵系统等。
热源以城市热电厂和集中锅炉房产生的热水或蒸汽为主,燃料主要是煤、石油、天然气、城市煤气、电等,有条件时也可以利用余热或废热。
HPC集群机房制冷系统常用的冷源来自电力驱动的压缩机系统。
5.1.2.3 根据空气处理设备的设置情况分类
空调系统按空气处理设备的设置情况来分类,有集中式、半集中式和全分散式3类空调系统。集中式、半集中式空气调节系统,一般统称为中央空调系统。
(1)集中式系统。
将空气处理设备及其冷(热)源集中在专用机房内,经处理后的空气用风道分别送往各个空调房间。这样的空调系统称为集中式系统。这是一种出现较早、迄今仍然广泛应用的基本系统形式。
(2)半集中式系统。
既能对新风进行集中处理与输配,又能借设在空调房间的末端装置(如风机盘管)对室内循环空气做局部处理,兼具前两种系统特点的系统称为半集中式系统。风机盘管加新风空调系统是目前应用最广、最具生命力的系统形式之一。
大型HPC集群机房制冷系统常选择半集中系统实现制冷。
(3)全分散式系统。
将空气处理设备、冷(热)源设备和风机紧凑地组合成为一个整体空调机组,可将它直接装设于空调房间,或者装设于邻室,借较短的风道将它与空调房间联系在一起。
这种空调方式称为全分散式或局部式空调方式,如窗式空调器、分体式空调器都采用该方式。
中型、小型HPC集群机房多选择全分散式制冷系统为计算机服务器等IT设备制冷。
5.1.2.4 按负担室内空调负荷所用的介质分类
空调系统按负担室内空调负荷所用的介质来分类,可分为全空气系统、全水系统、空气—水系统、制冷剂系统等。
(1)全空气系统。
全部由集中处理的空气负担室内空调负荷,如一次回风系统。由于空气的比热容小,通常这类空调系统需要占用较大的建筑空间,但室内空气的品质有保障。
(2)全水系统。
全部由水负担室内空调负荷,如单一的风机盘管机组系统。由于水的比热容大于空气的比热容,在相同情况下空调系统所占用的建筑空间较少。这种系统不能解决空调房间的通风换气问题,通常情况下不单独使用。
(3)空气—水系统。
由处理过的空气和水共同负担室内空调负荷,如新风机组与风机盘管机组并用的系统。这种系统有效地解决了全空气系统占用建筑空间多和全水系统不能通风换气的问题。在对空调精度要求不高和舒适性空调的场合广泛地使用这种系统。
大型HPC集群机房用制冷系统,可选择空气—水(包括乙二醇等)系统。
(4)制冷剂系统。
将制冷系统的蒸发器直接放在室内吸收余热余湿的空调系统,如单元式空调系统、窗式空调器、分体式空调器。(www.xing528.com)
目前,小管道内制冷剂的输送距离可达50~160m,再配合良好的新风和排风系统,使得制冷剂系统在小型空调系统和旧房加装的空调系统中广泛地被采用。
制冷剂系统的优点在于能量利用率高、占用建筑空间少、布置灵活,可根据不同的房间的空调要求自动选择制冷或供热。
制冷剂系统也是HPC集群机房制冷系统中常见的制冷方式。
5.1.2.5 根据集中系统处理的空气来源分类
空调系统按集中系统处理的空气来源分类,可分为封闭式系统、直流式系统、混合式系统等。
(1)封闭式系统。
所处理的空气全部来自空调房间的再循环空气而没有室外空气补充。该系统应用于密闭空间且无法或不需采用室外空气的场合.
封闭式系统消耗的冷、热量最省,但卫生条件差,仅仅应用于隔绝通风情况下的地下庇护所及很少有人进出的仓库或机房等。
(2)直流式系统。
所处理的空气全部来自室外,送风吸收余热余湿后全部排到室外。
与封闭式系统相比具有完全不同的特点:这种系统应用于不允许采用回风的场合,如放射性实验室及散发大量有害物的车间等。
为了回收排出空气的冷量或热量,可以在系统中设置冷/热回收装置。
(3)混合式系统。
它所处理的空气部分来自室外,部分来自空调房间。
这种系统既能满足卫生要求,又经济合理,是应用较广泛的一种系统。
5.1.2.6 按照使用目的分类
空调系统按使用目的分类,可分为舒适空调、工艺空调筹。
(1)舒适空调。
要求温度适宜,环境舒适,对温湿度的调节精度无严格要求,用于住房、办公室、影剧院、商场、体育馆、汽车、船舶、飞机等。
(2)工艺空调。
对温度有一定的调节精度要求,另外对空气的洁净度也有较高的要求,用于电子器件生产车间、精密仪器生产车间、计算机房、生物实验室等。
数据中心所用的制冷系统属于工艺空调中的一类。
5.1.2.7 按送风速度分类
空调系统按风速来分类,可分为高速系统、低速系统等。
(1)高速系统。
主风道风速为20~30m/s。
(2)低速系统。主风道风速在12m/s以下。数据中心所用的制冷系统属于低速系统,通常风速为3m/s。
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