根据空调的用途分类,可分为舒适性空调,即为人体生活与工作所设计的空调系统;工艺空调,即对温度和湿度、空气洁净度、运行工况等有特定要求的空调。
HPC集群机房空调是针对HPC集群机房、通信机房等的特点与环境的要求而设计的,属于工艺类空调。
舒适性空调根据国标《房间空调器标准》(GB 7725-2004)的设计,是针对人体所需的环境要求而设计的,无法完全满足HPC集群机房的温度恒定、相对湿度恒定、空气洁净度、换气要求、机房正压等要求。
从原理上看,舒适性空调在设计上与精密空调的差异如表5-3所示。
表5-3 舒适性空调与精密空调的差异
舒适性空调与精密空调相比较,在HPC集群机房应用的有如下问题:
(1)舒适性空调的出风温度过低。
舒适性空调的设计为小风量、大焓差。出风温度设计为6℃~8℃,换气次数设计为10~15次。精密空调的设计为大风量、小焓差。出风温度设计为10℃~14℃,换气次数设计为30~60次。舒适性空调的出风温度为6℃~8℃,而在湿度大于等于50%的时候,8℃为露点,就是说空气中的水蒸气在此温度下会凝结成水滴。尤其对靠近空调出风口处的设备极其不利,会导致微电路短路。舒适性空调在不考虑湿度对设备的影响的前提下,对近端设备可以有效降温,但由于换气能力及风量不足,导致换气次数不够,即对距离出风口较远的设备无法起到降温作用。精密空调在出风温度设计上避免了“露点问题”,并通过大风量(最小换气次数设计为30次,即每2min将机房空气有效过滤一次)的设计解决了机房整体降温问题。
(2)舒适性空调在-5℃以下无法运行。
舒适性空调在设计理念上只是在夏季发挥降温功能,其夏、冬两季蒸发器、冷凝器功能互换的设计决定了(室外温度在-5℃及以下时,无法进行空气调节)无法降温和升温。HPC集群机房的特点是发热量大,其空调即使在冬季也要具备降温功能。精密空调的设计严格适应各类室外温度变化的要求,在-40℃~45℃范围内保证空调24h正常工作,包括降温和升温。
机组运行温度范围如表5-4所示。
表5-4 机组运行温度范围
(3)舒适性空调的温度调节精度过低。
舒适性空调的温度调节精度为6℃。从风量及出风问题上考虑,仅仅保障近端设备处的温度,温度的波动对设备稳定运行极其不利。精密空调的温度调节精度为1℃,检测点为整个机房,温度波动小。
(4)舒适性空调没有湿度控制功能。(www.xing528.com)
舒适性空调无法进行湿度控制。既没有加湿设备,也无法有效除湿。湿度过高产生的水滴及湿度过低产生的静电对设备运行都极其不利。精密空调的重要控制因数为湿度,可以达到1%的控制精度,湿度无波动。
(5)舒适性空调的设计寿命短。
精密空调的设计寿命为10年,运行要求为全年365天,每天24h。目前已经有一些舒适性空调厂家标称设计寿命超过5年,然而其计算方法为每年应用1~3个季度,每天运行不超过8h。根据精密空调设计寿命的计算方法要求,其设计寿命绝对不超过2年。
(6)舒适性空调基本没有空气过滤能力。
舒适性空调只具备简单的过滤功能,不提供过滤网备件,一般在应用1~2个月后即无过滤功能。精密空调严格按照0.5μm/L<18000(B级)设计,配合以30次/h的风量循环,保障机房洁净。机房洁净对设备运行非常重要。
(7)舒适性空调的维护量大。
对舒适性空调而言,客户必须组织专门的队伍经常进行维护,维护量大、维护成本高。精密空调的设计针对“少维护”,其维护量只集中在机组自动提示的过滤网更换及加湿罐清理等简单工作,用户更倾向于使用精密空调。
(8)舒适性空调的综合成本高。
①从一次性购买成本上看,如果使用机房专用空调,达到相同制冷量的价格是舒适性空调的几倍,但机房专用空调的使用寿命是舒适性空调的2~4倍,也就是说,在10年时间里,可以只应用1批机房专用空调,而不是应用2批甚至3批舒适性空调。
②从运行成本上看,在发挥同样制冷效果的前提下,舒适性空调的耗电量是机房专用空调耗电量的1.5倍。
③机房专用空调显热比高达80%~90%,也就是说,有90%的效率用于设备的有效降温,只有10%左右的能耗用于适度除湿。舒适性空调的显热比为60%~70%,有30%~40%的效率用于过度除湿,导致机房湿度过低,不但设备受到静电的威胁,而且极大地浪费能耗。
④机房专用空调选用的工业等级压缩机能效比高达3.3,而舒适性空调目前选用的高等级压缩机能效比约为2.9,也就是说,1kW电能仅能运输2.9kW冷量,低于机房专用空调。
综上所述,对于机房,要保证机房的环境稳定可靠,需要用机房专用空调来实现,使用舒适性空调机组仅是减少了初期投资,但无法保证机房要求的温、湿度环境,总费用也高于机房专用空调。
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