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什么是风冷直膨式精密空调?

冷却过程作为数据中心内最要的空气处理过程,主要有机械制冷和自然冷却之分。


对于机械制冷系统,主要有直膨式和水冷式之分。这两者到底有什么区别,我们会在之后的文章中进行阐述。


今天,我们主要分享的是直膨式精密空调系统,以及直膨式精密空调机组里的风冷式精密空调系统。


一、直膨式空调设备


直膨式(DX)是直接膨胀式的简称,主要用于制冷量较小的系统中。


直膨式精密空调本身是一个空调系统与制冷系统的结合,其内部带有加热、加湿,冷却装置对空气进行处理。


直膨式精密空调相对独立,所组成的冷却系统属于分散式供冷系统。


而风冷直膨精密空调的制冷系统由蒸发器、压缩机、冷凝器、节流器(膨胀阀、毛细管等)四大件组成,蒸发器、压缩机、节流器一般布置在机房内,冷凝器布置在室外。



制冷剂一般为氟里昂,单机制冷量10-120KW。


机组从房间或机柜内吸取热量通过冷凝器传到室外空气中。温湿度控制精度高,运行平稳,维护便利,适用于水源缺乏的地区和无冷却水系统的场所。


二、风冷直膨式空调特点


当数据中心的规模较小时,可采用风冷直膨式精密空调。它的特点主要有:


1.直接蒸发制冷循环,没有冷冻水和冷却水系统;


2.室外机安装分散,不需过多考虑室外机承重问题,但需要占用大量的室外面积;


3.如果室外机较多,多台室外机过密安装时易形成局部热岛效应,散热不足造成室外机过热,冷凝压力过高;


4.每套空调相对独立控制和运行,易于形成冗余,可靠性较高;


5.安装和维护相对简单,建造成本相较于大型制冷系统较低;


6.每台机组都是一个制冷空调单元,系统结构简单,不需要复杂的运行控制系统;


7.方便增减设备的数量,利于就地扩容和分期建设;


8.室内外机之间通过冷媒管进行连接,冷媒管不宜过长,宜控制在50cm以内。


三、风冷系统的制冷原理


风冷直膨式精密空调是直接通过外界空气,对冷凝器中的制冷剂进行冷却。制冷过程如下:


1.低温低压液态制冷剂(氟利昂等)在蒸发器中汽化,吸收室内空气热量;


2.气态制冷剂经压缩机转变为高温高压蒸汽,被送至室外冷凝器;


3.高温高压气态制冷剂经冷凝器冷却(被空气冷却称风冷、被水冷却称水冷),转变为低温高压液体制冷剂;


4.低温高压液体制冷剂经节流元件后转变为低温低压液态制冷剂,至此完成一个制冷循环。


风冷直膨式精密空调原理图


风冷直膨式精密空调室内机一般部署在机房一侧或两侧,机房内的气流组织方式一般采用两种:送风管道上送风方案和架空地板下送风方案。


风管上送风方式是指在机房上空敷设送风管道,冷空气通过风管下方开设的送风百叶送出,经IT设备升温后负压返回空调机。该方法的优点在于安装快速,建造成本低。


机房风管上送风示意图


缺点是受到各种线缆排布和建筑层高限制,送风管道截面无法做大,导致风速过高,送风量无法灵活调节。这种送风方式在低热密度的机房应用较多。


地板下送风是另一种可靠方案。即使是现在,地板下送风也是大量数据中心项目中仍在使用和新建采用的一种气流组织方式。


机房地板下送风示意图


这种方式利用架空地板下部空间作为送风静压箱,减少了送风系统动压,增加静压并稳定气流。空调机将冷空气送至地板下,通过送风地板通口送出,由IT设备前端进风口吸入。


该方法的优点在于机房内各点送风量可以通过送风地板通孔率调整。同时,通过合理布置数据中心机房线缆和管道,可以少量敷设在地板下,保证美观。


缺点是随着使用需求的增长和调整,地板下敷设的电缆不断增加,导致送风不畅,甚至形成火灾隐患。


以上就是关于风冷直膨式精密空调的分享内容,下一期我们会讲到直膨式精密空调和水冷式精密空调的区别,敬请期待!


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