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机房空调公道装置与把持对散热及节能的影响剖析

※发布时间:2022-4-26 15:11:57   ※发布作者:佚名   ※出自何处: 
 

在全国上下鼎力倡导节能减排的局势下,作为通信机房不可或缺的空调设备,每年要耗费大量的电能。合理使用、降低能耗是当前需要重点研讨的一个课题。虽然部分局站有采用通风节能设备以降低机房空调能耗方案,但使用中仍是存在一定局限:低端产品会造成机房内环境(如湿度、灰尘)不可控和保护工作加大,高端产品本钱又较高。如何从空调自身挖潜?本文就空调的位置、朝向、温度控制等对设备散热及机房节能的影响进行了分析。

1空调安装位置对节能的影响

目前机房使用的空调有柜机、挂机、中央空调3种方式。三种方式的空调会与机房通信设备形成多种位置关系的组合,而每种组合情况下,空调对通信设备的散热工作和节能状态却是大不相同的。虽然对于机房空调,始终在提倡“以机为本”的理念,但在一些局站,对此理念的懂得还存在必定误区,总认为空调散热的目的应答准设备最热处,效果才是最好的,真是这样的吗?下面就一些典范组合进行详细分析:

(1)空调对准设备后面

如图1所示,当前通信设备多采用风扇冷却方式。且通常采取前端进风,后端出风的情势。空调的出风口对准设备后方,冷空气与从设备内出来的热风汇合,会很快使气温降低,但空调的高速出风,会对通信设备热空气的排生产生一个风阻,减弱了通信设备热空气的排出速度,机房空调顾名思义其是一种专供机房使用的高精度空调,因其不但可以控制机房温度,也可以同时控制湿度,因此也叫恒温恒湿空调机房专用空调机,另因其对温度、湿度控制的精度很高,亦称机房精密空调。,使得热空气在通信设备内(尤其是模块设备,如电源模块)发生滞留,从而使设备内部分温度升高。因此,在这种情况下,会造成环境温度低,而设备内温度高的“似低温环境”景象,不利于设备的健康应用。有的用户在此方式下,甚至打开后门让空调风对着面吹,认为利于设备散热。依据电源厂家对这种情况与空调侧吹的情形做了温升对照,比较对象为在统一负载前提下同型号的两套通信电源系统的模块机内温度。空调前面侧吹的体系,在模块后内侧1寸处空气温升约为13℃,而翻开后门对里面正吹的电源,固然感到不到电源设备发热,但模块内雷同地位的温升却到达15℃~16℃,并不使电源模块的散热得到合理改良。

图1 空调对准设备后面示意

(2)空调在装备后面平吹或斜吹

如图2所示,在这种方式下,空调扫风和睦流扩散从侧面对通信设备后面产生反压,依然会对通信设备热空气从后面排出产生一个风阻,同第1种方式一样,也会造成环境温度低,而设备内温度高的“假低温环境”现象,不利于设备的健康使用。

(3)设备置于于中央空调出风口下方

如图3所示,通常通信设备前面进入的冷风经由电气部疏散热吸收后,在设备后部形成热空气,而且越往上,空气温度越高。由热力学常识我们晓得,上下真个空气会产生对流,而在设备内相对筒状构造,会形成抽风效应——即下端空气在对流作用下会加速上升,同时通过后门下端的通风孔,对外部冷空气形成吸入效应,加速通信设备的散热。

图2空调在设备后面平吹或斜吹示意

图3设备置于中央空调出风口下方示意

若按图3所示将通信设备置于中心空调出风口下端,虽然下行的冷空气会迅速与上升的热空气产生热交换使之冷却,但下行的风压会对上行的热空气形成阻力,损坏抽风效应的形成,使热空气滞留设备内部,同样产生环境温度低,而设备内温度高的“假低温环境”现象,不利于设备的健康使用,尤其对后门无通风孔或通风孔不足,而对抽风效应依附的设备,影响更大。

(4)挂式空调平吹设备上端

如图4,这种方式也会使设备内上升的热空气与空调平吹的冷空气相遇而疾速冷却,但可以看到,平吹的冷空气一样会在设备上端造成反压风阻,妨碍设备内热空气的上升,从而产生环境温度低,而设备内温度高的“假低温环境”现象。同时可以看出,空调吹出的冷空气与机房顶面近间隔接触,热交换速度快,会大批吸收室外热能。在这种情况下,空调一方面要排出通信设备工作产生的热能,同时要克服室外迅速传导进来的热能。假设将空调的制冷总功耗Pt分为两部门:战胜通信设备工作发热的制冷功耗Pe和克服室外热量传导室内的制冷功耗Pw,则Pt=Pe+Pw。假设此种方式的Pw为Pw1,而下端扫风时为Pwn,则Pw1>Pwn,相同控制环境下空调功耗要增大。

从以上4种位置关联我们可以看出,每种方式改善的是机房设备外的空气环境温度,而不是设备的“内环境”环境温度,并不利于设备健康运行,空调做的无用功过多,能效低。

图4挂式空调平吹设备上端示意

2改善散热效果和节能的安装方式

如图5所示,空调平吹设备正面,与设备风扇风向一致。这种情况下,空调吹出的冷风会加速了设备内部通风速度,使设备内散热后果加强,设备后部的热气流在抽风效应下敏捷回升,达到机房顶部,与顶端热墙面接触,降低了热交流速率。假如上升气流温度高于墙面温度,室内热空气还可以通过顶端墙面向外散热,减轻了空调散热负荷。假设此种方式下的Pw为Pw2,则与前面情况比拟,Pw2<Pw1,空调制冷功耗需求将显明降低。在这种方式下,室内温度构成分化,下端低、上端高,下端冷空气加速设备散热,改善设备运行环境;上端热空气对设备工作没有任何影响,而且有利于机房散热,降低制冷功耗需求。在这种方式下,如空调采用下出风的方式,效果将更好。

图5空调平吹设备正面示意

对室外机,要充足斟酌方位和当地天气特色,将空调外机装置在防止阳光直晒和利于通风的位置,当两个因素存在抵触时,应根据气象特点来衡量综合阳光照耀吸收的热量和天然通风带走的热量,从而作出更有利的计划。

3机房温度控制对节能影响的新思路

目前人们习惯认为通讯设备运行的环境温度就是机房温度。而机房温度,就是对机房内大环境的温度,或机房内的均匀温度。在剖析之前,我们先思考三个问题:

a.机房各点温度是否需要平衡?

b.各点温度是否存在等同意义?

c.我们最主要通过空调控制什么地方的温度?

在无强迫温度掌握干涉下,机房设备的发烧微风扇散热,必定导致机房上端温度高,下端温度低;前端温度低,后端温度高(前后通风方法下)。而这些温度点,仅进风口的温度(前后通风设备进风口为前面,高低透风设备进风口为下面),对设备的散热跟牢靠工作才有决议性的意思,其它点温度的高与低,对设备的可靠性和寿命影响很小。因而,咱们能够狭窄的以为,设备的环境温度应是设备进风口温度,精密空调是是工艺性空调中的一种类型,通常我们把对室内温、湿度波动和区域偏差控制要求严格的空调称之为恒温恒湿空调。恒温恒湿广泛应用于电子、光学设备、化妆品、医疗卫生、生物制药、食品制造、各类计量、检测及实验室等行业。,而不是抽象的机房温度。这样,我们在空调的配置和设置上,应重点把持设备进风口温度,而不是节制所有点温度。而且,坚持机房顶部绝对公道的热空气,更有利于机房向外散热或减小对外部热量的接收,从而下降机房空调的制冷功耗需要。

根据以上分析,在空调的放置上,应保证空调出口的扫风,朝向设备进风口;并通过控制合理的位置和方向,使发热量最大的设备离空调最近,同时空调的扫风能恰好笼罩所有发热影响设备(重要是电子设备,直流配电屏、防雷箱等对温度敏感度很低)。在空调温度的设置上,只要保障离空调风口最远的电子设备的进风口温度,达到划定请求(如常温25℃)即可。该设置点可重复测试获得,如通过设定,离空调最远端设备达到热平衡后,设备内要害取样点温度(大局部厂家设备有显示),刚低于常温25℃无空调情况下设备达到热均衡后内部症结取样点温度(个别厂家可供给教训值或试验值)。根据这种设置思路,空调温度设置值可达到尽可能高,笔者认为甚至可能达到26℃以上,在以机为本的准则下,机房温度(尤其无人值守机房)毋庸考虑对人的舒服性。在空调的配置上,功率配置只有保证在以上的放置和设置,设备最大发热工作时,进风口温度能达到25℃即可。出风方式倡议能选用下出风方式。智能控制上保证能远程温度设定。

通过以上的温度控制方式,笔者认为对机房空调的发热需求会大幅降低,从而尽可能降低机房空调用电损耗,达到节能目标。

4停止语

本文根据实践原理联合当前实际对机房空调节能方式作了分析,还须要发明条件进行实际或实验验证。本文阐述的环境并不实用于所有情况,一些观点可能存在偏颇的处所,欢送专业人士斧正,独特推念头房空调节能事业的发展。

 
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