数据中心精密空调与普通空调差异,除了结构差异之后,还有直接反应在性能上的差异。
1、显热比率(显热比率 (SHR) = 显热冷却/总冷却)
热负荷包含两个独立的部分:显热和潜热。显热是机房电子设备产生的热量。潜热与空气水分的增大或减小有关。空调的总制冷能力是所去除的显热和潜热的和。总制冷能力 = 显热负荷 + 潜热负荷 显热比率是总致冷中显热所占的比例。
在数据中心内,显热负荷几乎完全由IT硬件、灯光、支持设备和电机产生的显热组成。因为平时很少有人员进出,室外空气有限,并且通常会有防潮层,所以潜热非常少。针对这种此热负荷组成情况,空调所需的SHR非常高,为 0.95-0.99。
高精度空调可以达到这种非常高的显热比率。相对而言,舒适型空调的 SHR 通常为 0.65-0.70,因此,提供的显热冷量过少,潜热冷量过多。过多的潜热冷量意味着将不断地从空气中去除水分。为了保持所需的相对湿度范围 35-50%,将需要不断加湿,而这肯定要消耗大量的能量。
2、精准的温度和湿度
精密空调具有高精度、反应灵敏、基于微处理器的控制系统,可以对外界环境的变化快速做出反应,从而保证环境变化保持在稳定环境所需的整定值范围之内。精密空调系统通常包括多源冷量和加热机组、一个加湿系统和一个专用的除湿循环系统,这样,可以满足任何温度和湿度控制的要求。
舒适型空调通常包括有限的基本控制系统,无法足够快速地做出反应,来保证所需的温度差。舒适型空调系统通常不包括加热、加湿/定量除湿循环系统,这些都是稳定的数据中心环境必不可少的。 这些组件(如果有)通常是“附加件”,而不是集成系统的一部分。
3、空气质量
精密空调进行热交换时是大风量、小焓差,通常能达160CFM/kW(76 Lps/kW)甚至更高。如此高的气流量可使机架内空间获得更多的换气次数,从而改善空气的流通并消除出现局部热点的机率。通常,现代化的IT设备每消耗 1 kW 的电能,就需要消耗大约 160 CFM。
所以,一定要在设备进气孔处提供此数量的冷却空气。如果没有,设备将从房间的其他地方获得一些空气,这通常会使入口温度过高。精密致冷设备较高的 CFM/kW 还使更多的空气可以流过过滤器,确保环境更加清洁。精密空调通常使用中高效率的深褶过滤器组,使空气中的尘埃颗粒 (0.5μ) 减至最少。
与之相对,舒适型空调去除单位热量时所产生的气流量要少得多,仅达到 85-115 CFM/kW (40-54 Lps/kW)。CFM 较低可能会造成空气流通不畅,空气杂质增加。舒适型空调的过滤器通常是普通的低效率介质,无法从空气中去除足够比例的颗粒。
4、运行小时数
精密空调可以每年不间断运行 8760 个小时。这些系统采用精选的组件并加入了冗余功能,确保停机时间最短。在各种户外环境条件(无论夏天还是冬天)下,系统控制部分都可以保证室内环 境保持恒定。
舒适型空调只是为了在夏天使用,预计每年最多运行 1200 个小时。这种系统并非为了全年不间断运行,而且人们对它也无此要求。控制部分和制冷系统都无法实现零停机时间或在冬天运行。
综上所述,大家都知道在数据中心里精密空调要优于普通舒适型空调,却常常因为成本而退而求次。精密空调成本与舒适型空调相比,通常每平方米约高十倍。这是因为精密空调全年持续运行(而不是季节性运行),因此热负荷密度大大增加。不过,如果两种空调同时应用于数据中心,精密空调的运行成本就要远远低于舒适型空调,原因在于:
1、大多数应用场景为地板下送风,压缩机系统靠近下面,较高的显热比率避免了过度减湿以及继发的加湿操作;
2、较高的能量效率比。精密空调使用尺寸超大的线圈、较高的 CFM 和涡旋式压缩机,与传统的舒适型制冷系统相比,拥有更高的显热制冷能力效率比;
3、精密空调设备采用高效率的组件,可以全年持续运行;
4、DTCT数据中心内的IT设备均为敏感的电子设备,需要恒温恒湿的环境条件才能达到最佳运行效果,延长使用寿命,提升整体系统稳定性。