孫付龍 姜青云 王洪梅

摘 要：制冷系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心機房的核心組成部分。本文從機房空調(diào)制冷系統(tǒng)的原理與設(shè)計規(guī)則、組成部件入手，簡單介紹機房的氣流組織，然后對機房各個部分的日常維護進行分析，詳細說明數(shù)據(jù)中心機房制冷系統(tǒng)的設(shè)計、運行、檢查、維護等要求。

關(guān)鍵詞：機房；風冷空調(diào)；制冷原理

中圖分類號：TU831 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）04-0068-02

The Analysis of the Computer Room Air Cooled Air

Conditioning Refrigeration System

SUN Fulong1 JIANG Qingyun1 WANG Hongmei2

（1.Shandong Rural Credit Union，Qingdao Shandong 266555；

2.Qingdao Rural Commercial Bank，Qingdao Shandong 266555）

Abstract： The refrigeration system is the core part of the data center computer room. Starting with the principle， design rules and components of the air conditioning refrigeration system in the machine room， this paper briefly introduced the airflow organization of the machine room， then analysed the daily maintenance of every part of the machine room， and detailed the requirements of the design， operation， inspection and maintenance of the refrigeration system in the data center.

Keywords： computer room ；air cooling air conditioning；refrigeration principle

數(shù)據(jù)中心機房的一個重要組成部分是空調(diào)制冷系統(tǒng)，其不僅影響著機房從規(guī)劃設(shè)計到運行實施再到維護修理的整個環(huán)節(jié)，還是IT設(shè)備運行的重要保障。其在整個機房數(shù)據(jù)中心是不可或缺的，具有組件繁多、運行復(fù)雜、規(guī)范要求高、容易被忽視等特點。因此，對其日常的檢測與維護是非常必要的。

1 風冷空調(diào)的制冷原理

1.1 制冷劑的選擇

與水的性質(zhì)類似，R22制冷劑在不同壓力、飽和溫度下所呈現(xiàn)的狀態(tài)是不同的。以70PSIG壓力、飽和溫度4.5℃為標準且保持恒定的條件下，蒸發(fā)制冷過程是從飽和液體逐漸產(chǎn)生更多的氣體，從而變?yōu)闅庖夯旌蠣顟B(tài)，然后氣體越來越多，液體越來越少，最后形成飽和氣體的狀態(tài)。在壓力恒定的情況下，溫度會相應(yīng)進行調(diào)整，如果溫度低于飽和溫度4.5℃時，由于溫度低于飽和點，所以R22一直處于液態(tài)；如果溫度高于飽和溫度4.5℃時，由于溫度高于飽和點，所以R22一直處于氣態(tài)。因此，制冷劑的選擇要根據(jù)人體體感舒適的溫度（21～27℃）來確定合適的冷源。

1.2 制冷系統(tǒng)的四大組件

制冷系統(tǒng)包括蒸發(fā)器、壓縮器、冷凝器、膨脹閥四大組件。①蒸發(fā)器制冷的原理是液態(tài)制冷劑經(jīng)過節(jié)流降壓后，在蒸發(fā)器吸熱汽化的作用下冷卻物理降溫。②壓縮機的原理是使在蒸發(fā)器中的制冷劑保持低壓，而將冷凝器中的制冷劑保持高壓。因此，壓縮機作為制冷劑在系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)的動力裝置，是整個制冷循環(huán)的核心。③冷凝器的原理是將壓縮機排出的過熱氣體在冷凝介質(zhì)的作用下冷凝成液態(tài)。④膨脹閥的原理是對高壓液態(tài)制冷節(jié)流降壓，實現(xiàn)進入蒸發(fā)器的制冷劑在要求的低壓條件下吸熱蒸發(fā)，并且根據(jù)被冷卻介質(zhì)的熱負荷變化自動調(diào)節(jié)進入蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑流量。

1.3 循環(huán)過程

機房空調(diào)制冷循環(huán)是將空間內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移或稀釋到另外一個空間。這種熱量傳遞的過程是在一個閉式系統(tǒng)內(nèi)周期性重復(fù)進行的，實現(xiàn)此部分循環(huán)的同時需要消耗一定量的功。這一循環(huán)過程存在著吸熱和放熱兩個環(huán)節(jié)，而這兩個環(huán)節(jié)是利用在不同壓力、不同飽和溫度下狀態(tài)的不同與變化過程實現(xiàn)的。

壓縮式制冷機是由蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器、膨脹閥組成的，并由管道連接，構(gòu)成一個封閉的循環(huán)系統(tǒng)。液體制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻的物體熱量之后，汽化成低溫低壓的蒸氣，然后被壓縮機吸入，壓縮成高壓高溫的蒸氣后排入冷凝器，在冷凝器中向冷卻介質(zhì)（水或空氣）放熱，冷凝為高壓液體，經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流為低壓低溫的制冷劑，再次進入蒸發(fā)器吸熱汽化，達到循環(huán)制冷的目的[1]。具體循環(huán)過程見圖1。

2 機房的氣流組織

地板下送風是比較常見的氣流組織方式，其優(yōu)勢在于送風覆蓋均勻度較好，送風口布置靈活，調(diào)整方便，送風阻力小，風機能耗低，送風方向與空氣熱流方向相同，氣流組織合理，冷量利用效率高，易規(guī)劃機柜冷熱通道，易處理高熱密度機柜負荷。其弊端是：建設(shè)施工較為復(fù)雜，對地板的凈高有一定要求（一般不低于300mm）[2]，地板的材質(zhì)需要防靜電，地面也需要進行保溫處理。

3 機房空調(diào)日常維護

3.1 過濾網(wǎng)

在每個控制單元都安裝過濾網(wǎng)，并對過濾網(wǎng)進行定期檢查與更換。在更換時，需要考慮時間間隔、環(huán)境因素、過濾網(wǎng)材質(zhì)類型等。及時清理并更換可以避免過濾網(wǎng)堵塞。

3.2 室內(nèi)風機組件

風機需要檢查的主要結(jié)構(gòu)部件包括皮帶、電機、風機軸承及葉輪。①皮帶。首先應(yīng)注意其松緊度。可以用皮帶拉力計檢測其松緊度，也可以通過按住電機輪和風機輪的中心位置查看是否有1/2～1的位移[3]。其次，檢查皮帶是否有磨損情況。最后，檢查皮帶是否有拉長、破損和變形的情況。若發(fā)現(xiàn)皮帶存在上述問題，必須及時進行更換，更換時要注意皮帶的型號。②電機。電機和安裝板一體化設(shè)計主要是運用在其自身重力作用下自動調(diào)節(jié)皮帶的張緊力，從而實現(xiàn)減少風機振動和皮帶磨損的目的。當電機出現(xiàn)聲音異常需要更換時，對于上出風機組，應(yīng)特別注意安全，必須借助專用工具托住電機再拆除電機底座固定螺栓。③風機軸承及葉輪。風扇的檢查包括查看扇葉上是否有雜物碎片，軸承是否安裝牢固，扇葉是否與外罩相互摩擦，軸承是否密封等。

3.3 風冷冷凝器/風機

室外機空氣流動受到阻礙時，應(yīng)使用壓縮空氣或翅片清洗劑（弱堿性）清洗冷凝器。采用壓縮空氣清洗翅片時，吹洗方向應(yīng)為逆氣流方向。檢查翅片是否有倒片或損壞現(xiàn)象，若有損壞，需進行維修。檢查所有制冷管路及毛細管路是否有振動，若有振動，則需要進行加固。仔細檢查所有制冷管道附件是否有油跡，以確保沒有泄露現(xiàn)象[4]。冬季應(yīng)避免積雪堆積至冷凝器的周圍。每月需對風機進行例行檢查，觀察運行是否正常，是否存在異常噪音、振動、軸承卡死等問題。

綜上所述，機房空調(diào)與常規(guī)空調(diào)對外界環(huán)境的要求、系統(tǒng)設(shè)計有所不同。在使用、檢查、維護時應(yīng)根據(jù)不同設(shè)備的規(guī)模、要求、負荷密度等數(shù)據(jù)信息進行確定后，選擇合適的空調(diào)系統(tǒng)。設(shè)計人員為了確保數(shù)據(jù)通信設(shè)備能實現(xiàn)有效制冷，應(yīng)充分了解數(shù)據(jù)通信設(shè)備及熱負荷數(shù)據(jù)等相關(guān)信息，然后結(jié)合空調(diào)系統(tǒng)的送風方式對溫度場數(shù)值進行模擬，最終選擇最好的送風方式與空調(diào)參數(shù)。

參考文獻：

[1]李紅霞.通訊機房空調(diào)上送風與下送風方式的利弊分析[J].郵電設(shè)計技術(shù)，2004（4）：60-62.

[2]周航.電信機房空調(diào)送風方式的選擇與設(shè)計[J].制冷與空調(diào)，2009（3）：69-71.

[3]胡燕.關(guān)于模塊化數(shù)據(jù)中心發(fā)展的思考[J].電信科學，2014（5）：156-159.

[4]劉倩倩，王江江，荊有印.數(shù)據(jù)機房雙冷源空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計與分析[J].暖通空調(diào)，2013（10）：23-27.