图腾机柜

1
服务热线:13342898875
网站公告:
图腾机柜-创建经典工程,彰显高贵品质! 咨询热线:020-82519231 - 13342898875 图腾制造,只只精美!
机柜百科
联系我们
13342898875
地址:
广东省广州市天河区圃兴路51号长航商务中心二层D08 图腾机柜
邮箱:
totenvip@163.com
电话:
020-82519231
手机:
13342898875
机柜百科
当前位置:主页 > 机柜百科 > 机房制冷空调系统基础知识
机房制冷空调系统基础知识
添加时间:2017-06-20
1、饱和温度和饱和压力
        在密闭容器里,从液体中脱离出来的分子,不可能扩散到其他空间,只能聚集在液体上面的空间。这些分子相互间作用及与容器壁和液体表面碰撞,其中的一部分又回到液体中去。在液体开始汽化时,离开液面的分子数大于回到液体里的分子数,这样,液体上起空间内蒸气的密度就逐渐增大,这时回到液体里的分子数也开始增多。最后达到在同一时间内,从液体里脱离出来的分子数与返回液体里的分子数相等,这时液体就和它的蒸气处于动态平衡状态,蒸气的密度不再改变,达到了饱和。在这种饱和状态下的蒸气叫作饱和蒸气,此饱和蒸气的压力叫作饱和压力。饱和蒸气或饱和液体的温度称为饱和温度。
        动态平衡是有条件的,是建立在一定温度或压力条件下的,如条件有所改变,则平面就被破坏,在经过一定的温度、压力条件下,又会出现新条件下的饱和状态。对于不同的制冷剂,在相同饱和压力下,其饱和温度各不相同。通常所说的沸点,就是指饱和温度。

2、蒸发、沸腾、冷凝和汽化
        物质分子可以聚集成固、液、气三种状态,简称物质的三相态。在一定条件下,物质可相互转化,称为物态变化。
        从液态转变成气态的相变过程,是一个吸热过程。液态制冷工质在蒸发器中不断地定压汽化,吸收热量,产生制冷效应。根据汽化过程的机理不同,汽化可分为蒸发和沸腾两种形式。
        在任何温度下,液体自然表面发生汽化的现象叫作蒸发。例如,水的自然蒸发、衣服的晾干过程。在相同的环境下,液体温度越高,表面越大,蒸发进行得就越快。
        液体表面和内部同时进行的剧烈汽化的现象叫作沸腾。当对液体加热,并使该液体达到一定温度时(如水烧开时),液体内部便产生大量气泡,气泡上升到液面破裂而放出大量蒸气,即沸腾,此时的温度就叫沸点。在沸腾过程中,液体吸收的热量全部用于自身的容积膨胀而相变,故气液两相温度不变,制冷剂在蒸发器内吸收了被冷却物体的热量后,由液态汽化为蒸气,这个过程是沸腾。但在制冷技术中,习惯上称为蒸发温度。
        物质从气态变成液态的过程叫作冷凝(或凝结),也称液化。例如,水蒸气遇到较冷的物体就会凝结成水滴。例如,在制冷系统中,压缩机排出高温、高压的气体,在冷凝器中通过空气或水冷凝成液体。冷凝时制冷气体放出来的热量由空气或水带走,这就是冷凝过程。冷凝是汽化的相反过程,在一定压力下,蒸气的冷凝温度与液体的沸点相等,蒸气冷凝时要放热,1 kg蒸气冷凝时放出的热量,等于同一温度下液体的汽化潜热。
        物质从固态直接转变为气态的过程叫作升华。例如,用二氧化碳加压制成的干冰,在常温下,很快就变成二氧化碳气体,这就是升华过程。

3、显热与潜热
        显热是指一种物质在吸热或放热的过程中,只改变温度而不改变物质形状的热量。人们可以用“显”这个字来形容热,是因为这种热可以用手感觉出来,也可用温度计测量出来。例如,水壶中的水加热,在未沸腾前,水温升高时所吸收的热量,即为显热;又如,在夏天将刚洗好的衣服挂在衣架上,衣服受热空气加热而干了,但衣服未发生形态变化,这种热也为显热。人们使用空调器使室内温度下降,这也是一种明显的显热变化。
        潜热是指一种物质在吸热或放热的过程中,只改变物质形状而不改变温度的热量。这种热不能用手感觉出来也不能用温度计测量出来,由于人们感觉不到,好似隐藏的热,因此用“潜”字来形容它为潜热。例如,在常压下,把水加热到沸点100℃,这时水吸收的热即为潜热。在加热过程中,虽然水吸收热量后温度不变,但是物质却发生了变化,由液体变成了水蒸气。
        根据物质的吸热或放热过程,有两种潜热区别:一种是由液体变为气体的称为汽化潜热,如水加热变成水蒸气,汽化潜热为2.26MJ/kg(540 kcal/kg);另一种是由固体变成液体的称为溶解潜热,如冰加热变为液体,溶解潜热为0.335MJ/kg(80kcal/kg)。

4、制冷量
        空调器上有一个重要的指标,就是“制冷量”。它就是空调器的“大小”,就像电视机讲的屏幕尺寸大小一样,空调器也有大小的区别,除了外观可能有的大小不同以外,实际上唯一重要的“大小”指标,就是指这个“制冷量”。制冷量是指空调器在进行制冷运行时,单位时间内从密闭空间、房间或区域内去除的热量总和。制冷量大的空调器适用于面积比较大的房间,且制冷速度较快。以15㎡的居室面积为例,使用额定制冷量为2500W右的空调器比较合适。

5、能效比
        空调能效,通常是家用空调器制冷能效比(EER)的代称,是额定制冷量与额定功耗的比值。此外,冷暖式家用空调器还包含制热能效比(COP)这个概念,指的是额定制热量与额定功率的比值。但是,就我国绝大多数地域的空调使用习惯而言,空调制热只是冬季取暖的一种辅助手段,其主要功能仍然是夏季制冷,所以,我们一般所称的空调能效通常指的是制冷能效比(EER),国家的相关标准也以此为划定能效等级的依据。
        EER是空调器的制冷性能系数,也称能效比,表示空调器的单位功率制冷量,数学表达式为
EER=制冷量/制冷消耗功率
        通俗地说,空调能效就是消耗同样多的电能所产生的冷气/暖气有多少,能效越高的空调器越省电。所以,空调能效是衡量空调器性能优劣的重要参数。
2005年,我国颁布了空调产品能效比的标准,将普通定速空调器的能效比分为五个等级。2010年6月1日,国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会发布 《房间空气调节器能效国家标示准》,将原有空调能效的五个等级变更为三个等级。

6、数据中心能源利用率
        目前就职于微软数据中心的最有影响力的专家 Christian Belady在2006年提出数据中心能源利用率(PUE)的概念,如今,PUE已发展成为一个全球性的数据中心能耗标准。数据中心的PUE的值等于数据中心总能耗与IT设备能耗的比值,比值越小,表示数据中心的能源利用率越高,该数据中心越符合低碳、节能的标准。
        以前国内一些小线模的传统数据中心,PUE值可能高达3左右,这意味着IT设备每消耗1w电能,数据中心基础设施便需要消耗2W电能。目前,在建的机房都是按照PUE值等于1.5的标准进行规划的。就目前来看,全球最节能的五个数据中心分别如下。

1.雅虎“鸡窝”式数据中心(PUE=1.08)
        雅虎在组约洛克波特的数据中心,位于纽约州北部不远的尼亚加拉大瀑布,每幢建筑看上去就像一个巨大的鸡窝,该建筑本身就是一个空气处理程序,整个建筑是为了更好地“呼吸”,由一个很大的天窗和阻尼器来控制气流。

2.Facebook数据中心(PUE=1.15)
         Facebook的数据中心采用新的配电设计,免除了传统的数据中心不间断电源(UPS)和配电单元(PDUs),把数据中心的UPS和电池备份功能转移到机柜,每个服务器电力供应增加了一个12V的电池。同时 Facebook也在使用新鲜空气进行自然冷却。

3.Google比利时数据中心(PUE=1.16)
         Google比利时数据中心竟然没有空调器。根据谷歌公司工程师的说法,比利时的气候几乎可以全年支持免费的冷却,平均每年只有7天气温不符合免费冷却系统的要求。夏季布鲁塞尔最高气温达到66-71℉(19~22℃),然而谷歌数据中心的温度超过80℉(27℃)。

4.急晋英国温耶德数据中心(PUE=1.16)
         惠普英国温耶德数据中心利用来自北海的凉爽海风进行冷却。

5.微软都柏林数据中心(PUE=1.25)
        微软爱尔兰都柏林数据中心,采用创新设计的“免费冷却”系统和热通道控制机柜,使其PUE值远低于微软其他数据中心的1.6。
        由此可以看出,降低PUE最有效的措施是采用免费自然制冷措施和替代传统的UPS系统。对于数据中心,其能耗一般由IT设备能源消耗、UPS转化能源消耗、制冷系统能源消耗、照明系统和新风系统的能源消耗及门禁、消防、闭路电视监控等弱电系统能源消耗五部分组成。如果需要降低PUE的值,就需要从以下四个方面采取措施。
(1)采用转换效率高的UPS系统。目前,新一代数据中心的设计基本采用新型的高频(IGNT技术)UPS系统,电源转换效率和功率因数与传统的工频(品闸管技术)UPS系统相比都有非常大的提升,而且质量轻和体积小。由于UPS的电源转换效率和负载率成正向关系,因此在设计和运维时要尽可能提高UPS的负载率。目前,国内电信和联通都在提倡使用高压直流UPS系统,取消了传统意义上UPS的逆变功能,不仅电源转换效率提高3%-5%而且可靠性大大提高。例如,,Google和 Facebook干脆在数据中心取消了传统的UPS系统,把电池和服务器的电源相结合,在正常运营时完全没有额外的能源消耗。
(2)采用高效节能的绿色制冷系统。主要是采用水冷空调器和自然制冷措施。
(3)采用LED绿色节能光源取代或部分取代传统光源,据了解,日前在某些数据中心的部分机柜上已经安装LED光源。另外就是运维管理,做到人走灯关,根据人员情况确定新风系统的运行时间和风量。
(4)弱电系统总的能源消耗很小,一般不需要过多关注。但是如果有可能的话,最好采用集中的高效直流供电系统,因为一般分布式的小型直流电源系统转换效率低,功率因数也低。
热门标签: PDU 数据中心 雄安 机房 空调