計算機機房是一個各種精密電子儀器設備的房間環境要求肯定很高，所以對于這個機房的空調系統的設計，一定要考慮這個因素進去，所以下面我們來詳細的說明一下。
電子計算機(包括程控機)是由許多電子及機電設備組成的。這些設備中，使用了大量的集成電路和電子元件，對使用環境條件有各自的特定要求，否則會影響使用壽命和可靠性。同時，也應兼顧人體的舒適要求。所以機房空調的目的是保證一定要求的溫度、濕度、潔凈度等環境條件。它包括機房環境空調和機器空調兩部分。機房環境空調和機器空調可以合二為一，也可以各自獨立。在實際工程上，應根據具體條件而定。
1．計算機房的環境設計條件
(1)溫、濕度的影響 計算機系統的主機在運行過程中需要大量散熱，這是因為計算機內不少器件是大規模或超大規模集成電路，這些集成度相當高，的電路器件，在運行時局部發熱量很大，如果不能及時排除、將導致機柜或機房內溫度迅速提高。過高的溫度將使電子元器件性能劣化，降低使用壽命；磁盤機，磁帶機等由于受熱膨脹的影響，往往會出現故障；會加速絕緣材料老化、變形、脫裂，從而降低絕緣性能；促使熱塑性絕緣材料和潤滑油脂軟化而引起故障。
過低的溫度將使電容、電感、電阻器的參數改變，直接影響到計算機的穩定工作。如果室內空氣溫度變化較激烈，會使元件系統產生內應力，會引起電氣參數的變化，且會加快這些元器件的機械損傷。
機房內過高的空氣濕度，將影響電路系統的電學性能，使外圍設備如磁盤、磁帶等出現讀寫錯誤，造成打印機卡低等故障。濕度高會使金屬材料易于氧化腐蝕，促進非金屬材料的元件或絕緣材料的絕緣強度減弱和材料的老化變形。
過低的空氣濕度會使紙帶、磁帶等記錄介質卷曲變形，從而造成計算機讀寫錯誤，甚至丟失數據，還會使磁盤、磁帶等縮短使用壽命。濕度過低容易產生靜電，靜電容易吸收灰塵，如被粘在磁盤、磁帶的讀、寫頭上，輕則會出現數據誤差，重則損壞磁頭。
(2)機房內塵埃的影響 機房內空氣潔凈度不良，將導致一些記錄設備如磁盤機、磁帶機等的磁頭、磁盤、磁帶的損壞，影響計算機允許的精度，以及造成短路或元器件接觸不良等問題。
(3)噪聲的影響 機房內環境噪聲過大，將使機房工作人員注意力不能集中、頭暈發脹、產生厭煩心理和容易疲倦，影響身心健康和降低工作效率。
(4)主機房環境設計條件
1)機房溫濕度。機房空調溫度以保證計算機中各類元器件工作環境和冷卻介質熱容量要求而確定。
機房空調濕度，除了考慮操作人員的舒適感好，主要應符合各類設備性能和可靠性對濕度的要求。
我國在1993年編制的電子計算機房設計規范(GB 50174—1993)中，按等級規定了電子計算機房空調設計參數，見以下表
2)電子計算機房空氣潔凈度。在電子計算機房設計規范GB 50174—1993中規定，主機房內在靜態條件下，空氣含塵量為每升空氣中大于或等于0．5／um的塵埃粒子少于18000粒。
(5)計算機輔助房間環境設計條件(表6、表7)
(6)程控交換機房環境設計條件(表8)
2．計算機房空調特點
計算機房空調不同于舒適性空調和常規恒溫恒濕空調，主要有以下特點：
1)熱負荷強度高，設備散熱量大，散濕量小。電子計算機在運行過程中，機柜的散熱量大且集中。熱負荷強度在中小型計算機房一般250～400W／m2左右；大型計算機房的熱負荷強度會超過400W／m2；程控交換機房的熱負荷強度約在165～222W／m2左右。
機房的散濕量較小，主要來自工作人員和滲入的室外空氣。總散濕量約在8～16g／m2。
2)顯熱比高。機房得熱量中，主要來自設備運行所產生的熱量，顯熱約占總熱量的95％左右，故顯熱比(SHR)通常高達0．85～0．95，甚至更高(舒適性空調系統的顯熱比約在0．6～0．7之間)，空氣處理過程接近于等濕冷卻的干式降溫過程。
3)空調送風的焓差小、風量大。由于顯熱量大，熱濕比近似無窮大，送風相對濕度較小，故送風焓差小，風量大。
機房空調的換氣次數，電子計算機房約20～40次兒；程控交換機房約30—60次／h。
4)濕度要求穩定。計算機房不僅要求溫度的波動幅度不得超過規定的范圍，而且對溫度變化的梯度有明確的要求，一般小于500C／h，這是以計算機內電子器 件的物理特性決定的，否則將直接影響到計算機的正常運行。
5)氣流組織特殊。大中型電子計算機和程控交換機散熱量大而集中，故不僅要對機房進行空調，還需對機柜進行送風冷卻。要求冷風從機柜的底部進人，吸熱后的空氣從頂部排出。通常冷空氣通過架空的活動地板上的風口進人計算機機柜或程控機機架，使自下而上的冷空氣迅速有效地冷卻設備。
6)空氣潔凈度高。計算機房應保持一種潔凈的空調環境，以有利于計算機系統的安全運行和延長設備 的使用壽命。
7)全年供冷運行。由于計算機房的熱負荷強度高，當圍護結構傳遞的冷量明顯低于機房內的發熱量時，機房在冬季仍然需要空調系統進行供冷運行，這一現象在大型計算機系統比較多見。
8)可靠性高。許多計算機系統，尤其是大型計算機系統和程控交換機，每天連續運行24h，每年連續運行365d，因此要求計算機系統具有很高的可靠性，而且也要求其他輔助設備如空調系統等的可靠性具有相應的水平。
3．計算機房的空調負荷
計算機房的空調負荷來源：
①圍護結構傳熱負荷和太陽輻射熱負荷；
②計算機房內主機和外部設備或程控交換機設備的散熱量；
③照明，人體和新風負荷。其中機房內設備散熱量是主要的。
設備散熱量通常由生產廠家提供安裝功率進行計算或直接提供有關設備的各種散熱量；當有些設備資料不全時，也可以根據該設備實際工作時的指示電流、
電壓進行計算。
(1)由設備安裝功率計算散熱量
1)電子計算機房
Q＝1000Pn1n2n3n4＝1000PK (1)
式中 P——設備安裝功率(kW)；
n1——安裝系數，是設備最大實耗功率與安裝功率之比，n1：0.7～0.9；
n2——同時使用系數，是室內同時使用的設備
安裝功率與總安裝功率之比，n2＝0.4～0.8。
n3——負荷系數，平均實耗功率與設計最大實
耗功率之比，n3＝0．15—0．5；
n4——蓄熱系數；
K——系數，K＝n1n2n3n4。
通常系數K可取值如下：
①電子計算機主機：國內設備K＝0．4～0．5，國外設備K＝0．6～0。8；
②電子計算機外部設備：國內設備0．2—0．3，國外設備0．5；
2)程控交換機房散熱量Q(kW)
Q＝1000Pn4 (2)
式中 P——程控交換機消耗功率(kW)；
n4——蓄熱系數，程控交換機房，n4＝1.0，機電式市話交換機n4＝0．9，長機室、載波室取0．95。
(2)根據指示電流電壓計算散熱量Q(kW)
(3)
式中 I——電網指示電流(A)；
V——電網指示電壓(V)；
——功率因素，電子計算機的 ＝0．82—0．85，程控交換機可取 =l
K——系數，電子計算機見上述；程控交換機可取K＝1。
(3)計算機房空調耗冷量的概算指標 在規劃計算機房空調方案時，一般可以利用概算指標對機房空調耗冷量進行估算。機房空調耗冷量指標可在下列范圍內取用：①機房在單層建筑物內時，空調耗冷量為290～350W／m2；②機房在多層建筑物內時，空調耗冷量為175～290W／m2。
具體數值可根據機房的建筑布置(單層或多層)，以及機房內計算機設備數量的多少采用上限或下限。
4．計算機房專用空調機
(1)計算機房專用空調機特點 計算機房專用空調機是專門為電子計算機房空調和程控自動交換機房空調設計的。這種空調機的特點是：
1)空調空氣處理的焓差小，風量大。與相同制冷量的空調機相比，計算機專用空調機的循環風量約大一倍，相應的處理焓差只有一半，國產水冷式機房專用
空調機的處理焓差為8．5～9．7kJ／kg；冷風比為2．8～3．2W／(m3／h)。下表列出一些機房專用水冷式空調機組主要性能指標。
國產風冷式機房專用空調機處理空氣的焓差為8～9kJ／kg。冷風比在2．5～3．0W／(m3／h)之間。下表列出一些風冷式機房專用空調機組主要性能指標。
2)機房的得熱量中，顯熱量比例大，可達95％左右，空調機組空氣處理過程較接近于干式冷卻過程。
3)大型的機房空調機，一般為空調機下送風、頂部回風方式。小型號的空調機也有下回風、頂上或頂側
送風；
4)過濾器過濾效率高。
計算機房專用空調機標準配置的空氣過濾器，為中效過濾器。在空調機結構上預留亞高效或高效過濾器的安裝位置或預留了安裝附件。一般情況下，A級潔凈要求，使用高效或亞高效過濾器；B級潔凈要求使用亞高效或高中效過濾器；C級潔凈要求也應使用中效
過濾器；
5)可靠性較高。機房空調系統要求工作可靠，專用空調機在機械結構與控制系統設計和制造，以及空調系統組成等方面，都必須相應采取一系列措施。例如：設置后備機組或后備控制單元，控制器自動對機組的運行狀態進行診斷，及時對已經出現或將要出現的故障發出警報，自動用后備機組或后備控制單元切換故障機組或故障單元。
6)控制嚴密。國外制造廠家對專用機組的控制系統，都采用了裝備微型電子計算機的控制器。控制器的功能相當完善，不僅能夠對室內、外的環境進行監視，自動調節室內的溫濕度，而且具有自診斷功能，對機房中漏水、出現煙霧及發生火災等情況進行監視和報警，同時，控制器還具有通訊功能以便進行聯機和實現多 機協調運行，以及遠程監控等。
7)全年供冷。在冬季進行供冷運行，需要解決好穩定冷凝壓力及其它一些相應的問題。多數的專用空調機，可以在室外氣溫降至一15 0C時仍然能夠完全運行。
(2)機房專用空調機的基本類型
1)雙回路柜式機組。這是典型的大型機房專用空調機，各生產廠家對這種專用機組的結構布局大致相同。標準機組制冷系統采用雙回路設置。兩個回路可以獨立運行，互不干擾，即使其中一個回路發生故障不能正常運行，另一個回路可以照常運行，可以承擔機組額定制冷量的一半負荷。由于空調系統在設計時已經考慮了一定的余量，所以，不會對設備正常運行產生影響，從而提高了空調系統的可靠性。機組的蒸發器盤管采用人字形結構，可減小蒸發器所占的空間高度，以及適應機房專用空調機大風量、小焓差的高顯熱比的負荷特點。直接蒸發盤管的兩個制冷回路的制冷劑管路在蒸發器中交叉布置，這樣既可使回路之間互不干擾，又使在機組處于部分負荷運行狀態時，每個回路都可以盡量利用蒸發器的換熱面積，從而有利于提高機組運行的熱效率和部分負荷時的制冷量。
機組的冷凝方式有空氣、水、乙二醇溶液作為冷卻介質。標準機組還有風機盤管型，利用對接的冷凍水系統運行，本身設有制冷系統，冷量由其他冷水機組提供。
國外有些產品(例如美國LIEBERT公司)在風冷式機組上加置一個余熱回收系統，可利用機組冷凝過程中釋放的熱量，提供熱水給一些需要低溫熱源的場合使用，例如，在冬季運行時，機組可向需要采暖的房間供熱。
2)單回路柜式機組
單回路柜式機組適用于大、中型機房系統，其特點 是結構緊湊、占地面積小，可以靠墻角安裝。機組額定制冷量在5.5～16kW。冷凝方式有整體空冷式、分體 室內空冷式、分體室外空冷式、整體水冷式、分體水或乙二醇溶液冷卻式、整體自然冷卻式，利用冷凝水供冷的風機盤管式等。
3)模塊式機組。此機組采用單元組合方法構成整機。系列的整機可以由1～10個模塊并聯組成，可適用于大規模的空調系統。因為模塊數量可以任意增加或減少，所以用戶可以根據機房內制冷量的增加或減小來改變空調系統的總容量。當用戶機房設備需要擴容
或升級變化時，可以很方便地在現場對空調機組制冷能力進行重新調整。
因為模塊的體積和重量均比整機小得多，所以運輸和安裝就位比較容易。
4)頂置式機組。它安裝在天花板上，不占用地面空間，尤其適用于空間較小的辦公室使用。機組有整體式和分體式結構，冷凝方式在空冷、水冷或乙二醇溶液冷卻和直接使用冷凍水的風機盤管式。其中空冷式有三種冷卻方式：無風道整體空冷式是利用天花板和樓 板之間的空間作為冷凝用空氣的通道；外接風道整體冷凝式是利用專用風道輸送冷凝用空氣；分體式是把壓縮機和冷凝器組成的室外機組安裝在室外。
(3)控制系統。它的性能標注著空調系統的技術經濟性能。不少機房專用空調機生產廠家專門開發一系列的控制器作為空調系統的組成部分，普遍采用微機控制器，也有把模糊控制技術應用于機房專用空調系統中。
機組控制器可以獨立控制機組運行，也可以和網絡控制器聯接，機組的運行可以利用網絡控制器進行集中控制。
1)機組控制器可以顯示機房內溫度、濕度、氣流速度和潔凈度，還可以顯示各主要部件的運行時間和報警記錄，并自動地按照預先設置的程序控制機組的起動和停機。
控制器還有自診斷功能，可以自動或手動地對機組以及控制器本身各部分的狀態進行診斷，對出現異常現象的部件或出現故障的類型和發生的部位作出判斷。
2)一些大型計算機系統用戶的機房規模比較大，或者機房布置較分散，可以利用網絡管理系統把多臺 設備的控制器與網絡控制器聯接、實現集中管理分散運行，從而減少操作人員的工作量，有利于及時發現和處理故障，提高空調系統運行安全性和可靠性。
網絡控制器也可與建筑設備管理系統(BMS)聯接。
)電腦網絡控制系統。此系統采用配備機組控制器接口的微型計算機(PC機)，取代網絡控制器。系統中的PC控制機的功能，與網絡控制器基本相同，PC機采用25行80字符的大屏幕顯示器，除了顯示數據外，還可以顯示曲線圖形。PC機可以數據儲存和打印。
電腦網絡控制系統一般用于規模較大的空調系統。
4)機房空調機。要求機房空調機滿足工藝要求，對空氣進行加熱、冷卻、加濕、過濾，消聲等處理。空調機有立式(柜式)、臥式和機房專用空調機。冷卻方式可以有風冷和水冷等方式。部分機房專用空調機型號和生產廠家見表11。
5．機房空調的氣流組織
機房空調常采用上送下回或下送上回的送回風方式。
(1)上送下回，送風口設在房間頂棚上或房間側墻上，向室內垂直向下送風或橫向迭風方式，稱為上送下回氣流組織型式。此種方式在舒適性空調中應用極為普遍，但在計算機房特別是大中型計算機房用得不多。這是因為計算機或程控交換機柜，由于要帶走機柜內熱量，通常采用機柜下進風，機柜上出風的方式。如果風口布置不當，頂棚風口下送的冷空氣與機柜頂上排出的熱空氣，在房間上部混合，從而導致進入機柜的空氣溫度較高，影響了機柜內部的冷卻效果。要改變這種情況，勢必要降低送風溫度(<16 0C )，以保持室內較低的空調溫度，這將增加空調能耗和影響室內舒適程度。
側送氣流送風，如果機柜布置不當，將會產生氣流阻擋，使工作區不能處在回流區，從而也會影響機柜冷卻效果和室內溫濕度的均勻。
上送下回的氣流組織方式，一般僅適用在小型計算機房或微型計算機機房。
(2)下送上回，空調冷風送人計算機房架空地板，以此作為送風靜壓箱，然后經過設置在架空地板上的風口，分別送人室內和機柜，被加熱后的熱空氣，從機柜上部排出，再經頂棚回風口排出。這種氣流組織的優點是：
1)空調送風氣流流程與機柜冷風吸熱后的氣流流型一致，從而避免了冷熱氣流在室內混合，影響工作區的環境溫度。
2)機柜冷卻效果好，可以用較少的風量達到機柜冷卻的目的。
3)進入室內工作區和機柜內的氣流潔凈度好。
4)活動地板送風口可以采用帶有調節閥門的方形、矩形或圓形風口，或者采用旋流風口，可增加氣流速度的衰減程度，從而減少對工作人員的吹冷風感覺。此種送回風方式，常用在中大型的計算機房和程控交換機房。
6．機房空調送風量
(1)新風量 機房新風量一般按以下條件確定：
1)衛生要求。機房是人員長期停留的空間，新鮮空氣量應保證人體健康要求，通常取30～40m3／(h•人)。
2)保證機房正壓要求。為了防止外界環境空氣滲人機房，干擾室內溫濕度或破壞室內空氣潔凈度，需要用一定量的新風來保持室內正壓。通常室內正壓應保
持在5～10Pa。不同窗縫情況下，內外壓差為△H時，
經過窗縫的滲透空氣量，也可根據圍護結構情況，用每小時韻換氣次數來確定。
系統新風量可取上述最大值。
(2)機房總送風量
(4)
式中 ——室內空調總冷負荷(W)，包括圍護結構、人體、照明和設備散熱量(設備散
熱量由生產廠家的產品樣本提供)；
——送風溫差(0C)，根據計算機設備對溫度波動要求而確定，可見表45—13。
——空氣比定壓熱容kJ／(kg•K)， ＝1．01kJ／(kg•K)。
(3)冷卻機柜送風量 在缺乏產品樣本所提供的
數據時，可按下式計算：
(5)
式中 Q——機柜散熱量(W)，由產品樣本提供；
Tx——機柜排風溫度(℃)，鍺管元件可取26℃，集成電路可取28～30℃；
Ts——地板送風口送風溫度(℃)，金屬地板可取17～20℃，木質地板可取16～19℃；
( )——送風溫差(℃)，不允許大于15℃；
——干空氣比定壓熱容[kJ／(kg•K)]， ＝1.01kJ／(kg•K)。
京ICP備10200025號