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机房专用空调基础知识

来源:中国绿色数据中心 作者:机房360 更新时间:2009-10-10 16:00:40

摘要:电子计算机机房及通信设备的程控交换机机房与一般空调房间相比,不仅在温度、湿度、空气洁净度及控制的精度等要求上有所不同,而且就设备本身而言区别也是非常明显的,我们把这种用于电子计算机及程控交换机机房的空调设备称为专用空调。

    电子计算机机房及通信设备的程控交换机机房与一般空调房间相比,不仅在温度、湿度、空气洁净度及控制的精度等要求上有所不同,而且就设备本身而言区别也是非常明显的,我们把这种用于电子计算机及程控交换机机房的空调设备称为专用空调。 

    专用空调的特点
 
    (1)设备热量大,散湿量小。
    机房内显热量占全部发热量的90%以上,它包括设备运行中自身的发热量、照明发热量,通过墙、顶、窗、地板的导热量,以及辐射热、新风热负荷等。

    计算机设备在机房中每平方米的散热量平均在15W左右,万门的程控交换机散热量随话务量的增减而变化,但其变化量不太大,程空交换机在机房中每平方米的散热量平均在162W~220W。
设备运行时,只产生显热而不产生湿量,机房内湿度变化一般是由工作人员散湿量和新风带入的一定的湿量所造成的。
  
    (2)设备送风量大、焓差小,换气次数多。
    由于机房环境里散热量中占90%左右是交换机散发的显热,因此,向计算机及程控交换机这些电子设备直接送风是最有效的,但送风的相对湿度不宜过高,一般控制在50%~60%左右,送风温度也不宜过低,一般控制在17℃以上,所以,在焓差小的工况下,要消除余热就必须要大风量,专用空调的换气次数,计算机房20~40次/h,程控交换机房30~60次/h。
  
    (3)一般多采用下送风方式。
    大中型计算机及大容量的程控交换机散热量大,且集中,所以不但要对机房进行空调,而且要对程控设备进行直接送风冷却,程控交换机设备的进风口一般设在其机架下侧或底部,排风口设在机架的顶部。空气通过架空活动地板由进风口进入沿机架自下而上迅速有效地使设备得到冷却。
  
    (4)全天候运行。
    在冬季,由于计算机设备及程控交换机设备在机房内的散热不减,余热尚存,故专用空调必须进行制冷工作,不论何种季节,机房所需温度、湿度不变,专用空调就要全天候对其进行调节,达到规定要求。为保证全年长期运行的可靠性,一般要考虑15%~25%的冷负载备用设备,进行多台组合。

    机房环境条件的变化对电子计算机和程控交换机设备的影响

    电子计算机机房和程控交换机机房内的气候条件,直接关系到电子计算机和程控交换机设备工作的可靠性和使用寿命。而机房内微气候的变化,直接或间接地也会对电子计算机和程控交换机设备产生不良影响。 
   
    1.机房温度变化 
    (1)温度偏高的影响 
    ① 会导致电子元器件的性能劣化,降低使用寿命。 
    ② 能改变材料的膨胀系数,如磁盘机、磁带机等精密机械由于受热胀的影响,往往会出现故障。 
    ③ 会加速绝缘材料老化、变形、脱裂,从而降低绝缘性能,并促使热塑性绝缘材料和润滑油脂软化而引起故障。 
    ④ 当温度偏高超过电机变压器绕组温升允许值时,会导致电机烧毁。
  
    例如,某研究所装设的013计算机机房,当室内温度超过26℃时,计算机的工作就出现不正常现象。某大楼的计算机机柜,在排风出口温度为25℃时,机柜内硅管、锗管的表面温度升高达40℃,计算机就不能正常工作(有的资料计算机采用最高允许极限温度为60℃)。
  
    据美国IBM公司试验资料表明,当计算机机柜内温度升高10℃,设备的可靠性约下降25%。法国SOLAR型计算机工作的可靠性与机房温度的关系如下表所示。

法国SOLAR型计算机工作的可靠性与机房温度的关系

机房温度
10℃
15℃
25℃
35℃
40℃
可靠性变化
1
1.22
1.17
0.87
0.85

    (2)温度偏低的影响 
    低温能使电容器、电感器和电阻器的参数改变,直接影响到计算机的稳定工作。低温还可能使润滑脂和润滑油凝固冻结。低温会引起金属和塑料绝缘部分因收缩系数不同而接触不良,材料变脆,个别密封处理的电子部件开裂等。
  
    (3)温度变化率 
    在单位时间内空气的温度变化较大,会使管件产生内应力,加速电子元器件及某些材料的机械损伤和电气参数的变化。温度变化较快会促使某些结合部位开裂、层离、密封件漏气、灌封材料从电子元器件或包装表面剥落等,从而产生空隙并使某些支撑件变形。
  
    2.湿度变化 
    (1)湿度偏高的影响 
    在空气中含湿量不变的情况下,相对湿度随着空气温度的降低而增大,相对温度接近70%时,某些部位可能出现微薄的凝水,水汽如果被管件吸入,即会改变它内部的电性能参数,引起漏泄、通路漏电,以致击穿损坏电子元器件。
  
    湿度偏高会使金属材料氧化腐蚀,促使非金属材料的元件或绝缘材料的绝缘强度减弱,材料的老化、变形,引起结构的损坏。
湿度偏高会造成磁带运转时打滑,影响磁带机工作的稳定性,给磁盘及磁带的读写数据带来瞬时的差错。
 
    (2)湿度偏低的影响 
    机房内的空气干燥,相对湿度偏低容易产生静电。据试验测试发现,当相对温度为30%时,静电电压为5kV。当相对湿度为20%时,静电电压为10kV。机房内当静电电压超过2kV时会引起磁盘机出现故障,也会引起磁带变形翘曲和断裂。静电容易吸附灰尘,如被粘在磁盘、磁带的读、写头上,轻则出现数据误差,严重的会划伤盘片,损坏磁头。
  
    机房内的静电对人也有明显的感觉,在静电电压超过1kV时,放电过程对人的安全造成威胁。
  
    3.尘埃的影响 
    空气中的尘埃粒径不等,形状各异,微粒尘埃受外界大气的作用在空气中浮游飘移。
  
    对机房影响较大的有矿物性的和尘土纤维性的两类尘埃。矿物性的固体粉料进入机房,会划伤电子设备和整机的表面保护层,还会加速精密机械活动部位的磨损,造成故障。尘土纤维性的尘埃,它具有吸湿性,如附着在电子元器件上,能导致金属材料氧化腐蚀,改变电气参数,还会使电子元器件散热不良,绝缘性能下降。
  
    以往盒式磁盘对机房内空气的含尘量有比较严格的要求,目前几乎均用温盘替代了盒式磁盘。因为温盘是把磁头和盘面均装配有一个密封的盒子里,因而降低了对机房空气净化的 洁净等级要求。
  
    4.有害气体的影响 
    机房内的有害气体来源于室外大气。例如,在机房场地不远有冶炼、化工等企业的气体排放,如二氧化硫(SO2)、硫化氢(H2S)、二氧化氮(NO2)等有害气体以及地处沿海地区的盐雾空气,随着机房空调的补充新风或机房门窗缝隙的渗透进入机房,将对机房设备产生不同程度的腐蚀作用,严重降低计算机和程控交换机设备工作的可靠性和使用寿命。
  
    5.噪声的影响 
    机房内有空调系统的通风机及压缩机运转的空气动力噪声,电子计算机设备运转产生的击打声及机械噪声,还有些电子器件产生的噪声,短时间内机房噪声一般在80dB左右,如果长时间地在71dB~80dB噪声的环境下工作,能使机房工作人员分散注意力,精神不容易集中,并产生厌烦心理的疲倦感。噪声不但影响人的身心健康和工作效率,还往往会造成人为的操作事故。

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