数据中心机房空调系统气流组织研究方案和分析.doc
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2021-10-13
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IDC 机房空调系统气流组织研究与分析
摘要：本文阐述了 IDC 机房气流组织的设计对机房制冷效率有重要影响，叙述现有空调系统气流组织的
常见形式。同时重点对 IDC 机房常见的几种气流组织进行了研究与分析，对比了几种气流组织的优缺点，
从理论与实践中探讨各种气流组织情况下冷却的效率。
关键词：IDC、气流组织、空调系统
一、 概述
在 IDC 机房中，运行着大量的计算机、服务器等电子设备，这些设备发热量大，对环境温湿度有着严
格的要求，为了能够给 IDC 机房等提供一个长期稳定、合理、温湿度分布均匀的运行环境，在配置机房
精密空调时，通常要求冷风循环次数大于 30 次，机房空调送风压力 75Pa，目的是在冷量一定的情况下，
通过大风量的循环使机房内运行设备发出的热量能够迅速得到消除，通过高送风压力使冷风能够送到较远
的距离和加大送风速度；同时通过以上方式能够使机房内部的加湿和除湿过程缩短，湿度分布均匀。
大风量小焓差也是机房专用空调区别于普通空调的一个非常重要的方面，在做机房内部机房精密空调
配置时，通常在考虑空调系统的冷负荷的同时要考虑机房的冷风循环次数，但在冷量相同的条件下，空调
系统的空调房间气流组织是否合理对机房环境的温湿度均匀性有直接的影响。
空调房间气流组织是否合理，不仅直接影响房间的空调冷却效果，而且也影响空调系统的能耗量，气
流组织设计的目的就是合理地组织室内空气的流动使室内工作区空气的温度、湿度、速度和洁净度能更好
地满足要求。
影响气流组织的因素很多，如送风口位置及型式，回风口位置，房间几何形状及室内的各种扰动等。
二、 气流组织常见种类及分析：
按照送、回风口布置位置和形式的不同，可以有各种各样的气流组织形式，大致可以归纳以下五种：
上送下回、侧送侧回、中送上下回、上送上回及下送上回。
1)投入能量利用系数
气流组织设计的任务，就是以投入能量为代价将一定数量经过处理成某种参数的空气送进房间，以消
除室内某种有害影响。因此，作为评价气流组织的经济指标，就应能够反映投入能量的利用程度。
恒温空调系统的“投入能量利用系数”βt，定义：
（2-1）
式中： t0 一一送风温度，
tn 一一工作区设计温度，
tp 一一排风温度。
通常，送风量是根据排风温度等于工作区设计温度进行计算的．实际上，房间内的温度并不处处均匀
相等，因此，排风口设置在不问部位，就会有不同的排风温度，投入能量利用系数也不相同。
从式(2—1)可以看出：
当 tp= tn时，βt=1.0，表明送风经热交换吸收余热量后达到室内温度，并进而排出室外。
当 tp>tn 时，βt>1.0，表明送风吸收部分余热达到室内温度、且能控制工作区的温度，而排风温
度可以高于室内温度，经济性好。
当 tp<tn 时，βt<1.0，表明投入的能量没有得到完全利用，住住是由于短路而未能发挥送入风量
的排热作用，经济性差。
2)上送下回
孔板送风和散流器送风是常见的上送下回形式。如图 2-1 和图 2-2 所示．
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