CN110278687A - 一种用于机房环境的综合节能降温控制方法 - Google Patents
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
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Abstract
一种用于机房环境的综合节能降温控制方法,其特征在于包括:热湿负荷与空气流量的分析;适合排风量的拟定;实施条件的勘测;降温方式的选择,对围护结构和玻璃窗的隔热性能进行选择,以及对机柜风扇、负压风机、冷风机和空调空气流量散热方式中的一种或多种组合进行选择;降温方式的实施。本发明通过对设备机房的降温节能措施的组合,达到降温效果,使设备能安全稳定运行,同时较空调降温可节省大量的电量,特别是通过水的气化进而带走大量热量,同时较高的蒸发效率控制冷风的湿度在75%以内,满足电子设备的运行要求,并且满足机房设备功率负荷的增加,为设备扩容做准备。
Description
技术领域
本发明涉及设备机房节能领域,具体涉及一种用于机房环境的综合节能降温控制方法;主要应用领域有通信基站机房、呼叫中心机房、配电机房通风降温等。
背景技术
设备机房是电能消耗的主要,特别是通信、电子行业的设备机房,每年的电费支出以数千亿元人民币计,节能增效是降低企业运维成本、提升企业经济和社会效益、保护环境的共识,也是响应国家节能减排目标的实际可推进的措施。通过设备节能、机房环境节能和管理节能三大节能途径,使机房的用电负荷大幅度地有效降低,其中对于机房环境的节能则更为突出,其对电子设备降温所耗能成本大幅降低,实现低成本运行的产出效应最大。
现有技术下,无人值守的基站机房的降温主要依靠高温时的空调降温以及气温低时的通风降温;其中,空调降温的成本过高,典型的场景降温的功率在7kw左右,基本都在3kw以上,并且长时段处于运行状态,设备器件的耗损加重;而气温低时的通风降温存在风量不足的缺陷,且在气温偏高的时候无法进行有效降温,进而对设备的运行质量、设备的寿命和人工维护成本均有影响。
因此,需要一种能全天候、长时间、低功率的进行节能降温的控制方法,能综合各种节能降温手段,并根据现场环境、设备负荷、当地的气候气温条件、周边居民情况等进行方案的组合。
发明内容
根据背景技术提出的问题,本发明提供一种用于机房环境的综合节能降温控制方法来解决,接下来对本发明做进一步地阐述。
本发明要解决的技术问题是:缺少需要一种能全天候、长时间、低功率的进行节能降温的控制方法,需要一种能综合各种节能降温手段,并根据现场环境、设备负荷、当地的气候气温条件、周边居民情况等进行方案的组合的控制方法;技术方案如下:
一种设备机房综合节能控制方法,其特征在于包括:
热湿负荷与空气流量的分析,所述热湿负荷分析,包括分析围护结构渗入热的阻隔以及玻璃窗渗入热的阻隔;所述空气流量的分析,通过对温升的评估来对风速进行计算;
适合排风量的拟定,依据热湿负荷与空气流量分析计算最小排风量,进而确定适合排风量;实施条件的勘测,对设备机房进行实地勘测,依据不同的场景确认实施条件;
降温方式的选择,对围护结构和玻璃窗的隔热性能进行选择,以及对机柜风扇、负压风机、冷风机和空调空气流量散热方式中的一种或多种组合进行选择;
降温方式的实施,依据实施条件的勘测结果和降温方式的选择进行实施安装实施并进行试运行,依据试运行结果进行调整改进。
进一步地,所述对设备机房的热湿负荷分析,依据热湿负荷的关系:
Qn=QT+QG+QA+QP+QL+W
其中,Qn为总渗入热、QT为围护结构渗入热、QG为玻璃窗渗入热、QP为人体辐射热、QA为设备产生热、QL为照明产生热、W为湿源产生的产湿量;
所述的围护结构渗入热QT,包括温差渗入热Q1和太阳辐射渗入热Q2:QT=Q1+Q2;
温差渗入热为室内外空气温差通过围壁渗入的热量:Q1=∑KF(th-tn);
其中,K为外墙或内隔墙两侧空气到空气的传热系数、F为屋内围壁的计算面积、th为屋外环境空气的温度、tn为屋内温度;
太阳辐射渗入热为冷间外围壁因吸收太阳辐射热而附加的渗入热量:Q2=∑K0F0Δts;
其中,K0为外墙或内隔墙两侧空气到空气的传热系数、F0为外围壁传热面积、Δts为屋内外围壁由于太阳辐射而引起的附加的当量温升;
所述玻璃窗的渗入热:QG=KF(tw-tn)+XmXzFJz;
其中,K为窗户的传热系数、F为窗户面积、tw为夏季室外干球温度、tn为屋内温度、Xm为窗的有效面积、Xz为遮阳系数、Jz为透过玻璃窗的太阳总辐射强度;
通过防晒涂料及隔温隔热处理,将机房围护结构的传热系数K降低到屋面K=0.7W,外墙K=1.0W;当屋顶有防水隔热层时,K=0.5W;
所述产湿量W:W=i*W1+r*W2;
其中,i为敞开水槽表面温度对应的饱和蒸汽焓值、r为汽化潜热、W1为敞开水槽表面散湿量、W2为地面积水产湿量。
进一步地,所述空气流量的分析依据公式,
Ф=ρCQΔt;
其中,Ф为散热量、Q为空气流量、C为空气的定压比热、ρ为标准空气的密度、Δt为机房允许的温升;
其中,所述空气流量Q=2.998P/Δt,所述P为设备的功率总和;
计算散热量,需对温升Δt的评估,进而来对空气流量进行设计,进而对风速进行计算;其中,温升Δt设定为设备机房出风口空气温度与进风口空气温度之差。
进一步地,所述适合排风量的拟定,依赖于换气风机的选择:
若为冷风机和/或负压风机,机房内的换气量设置达到6000m3/h—18000m3/h,大功率的换气设备换气量设置达到22000m3/h,适合于较潮湿地区的换气降温需求,降温范围在5—9℃之间,在特别干燥地区,降温幅度甚至达到10—15℃;
在只能通过排热的机房场景中,选择轴流风机将机柜内的热量排出,并且,对进风口以及排风口的高度、朝向、风口的规格面积,轴流风扇的尺寸、转速、风压、功率,以及风管、滤网的规格进行设定,使得单机柜的排气量不低于1100m3/h;
所述最小排风量拟定后,适合排风量为最小排风量的150%~200%。
进一步地,所述对围护结构的降温节能,机房的围护结构考虑外墙、屋顶和外窗保温措施,同时在机房选择时,选取外墙曝露面积小、背阳面、不在屋顶(或屋顶有隔热层)、窗户小的房间作为机房;
所述设备外墙的节能为防晒涂料的选择和涂覆:外墙反射隔热漆是集反射、辐射和空心微珠隔热于一体的,能对400nm—2500nm范围内的太阳红外线、可见光和紫外线进行高度反射,节能效果明显。
进一步地,所述排风机排风降温:适用于铁皮柜机房,并且风扇要求规格大于200*200*70mm,每个铁皮机柜排风处应安装一个;
所述负压风机排风降温:适用于室外温度不会过高的场所,可对电子设备机房进行排风降温,其使用外部冷空气直接对设备进行降温,噪音较大,风速大于5米/秒,功率小于500W。
所述冷风机排风降温方式:当风机运行时,进入腔内产生负压,使机外空气流过多孔且湿润的湿帘表面,迫使过帘空气的干球温度降至接近于机外空气的湿球温度;
所述湿帘排风降温方式:在墙壁的一面安装风机,风机启动后将室内空气抽出一部分,导致室内空气压力瞬时比大气压小,在另一侧装有进风口,并且装有降温水帘片,外界空气通过湿水帘片时与水进行热交换而温度降低,有明显的降温效果;
所述空调排风降温:普通常用场景的空调降温。
进一步地,所述负压风机的电机安装于湿水帘片上侧,有利于防水。
进一步地,所述湿帘是一种纸质蜂窝结构材料,水在重力作用下从上往下流在湿帘波纹状的纤维表面形成水膜,当快速流动的空气穿过湿帘时水膜中的水会吸收空气中的热量后增发,使空气温度降低。
有益效果:与现有技术相比,本发明通过对设备机房的降温节能措施的组合,达到降温效果,使设备能安全稳定运行,同时较空调降温可节省大量的电量,典型的站点机房一年可节约电量在2万度以上,效果非常明显;特别是通过水的气化进而带走大量热量,同时较高的蒸发效率控制冷风的湿度在75%以内,满足电子设备的运行要求;负压风机能将热量大量排出,提高空气的流动性,在无水场景中降温节能;通过对机房围护结构的隔热处理,典型场景能降低热负荷3000W,典型场景能将降温的功率由7kw降至1.5kw以内,并且满足机房设备功率负荷的增加,为设备扩容做准备。
附图说明
图1:本发明的控制原理图。
具体实施方式
接下来结合附图1对本发明的一个具体实施例来做详细地阐述。
一种用于机房环境的综合节能降温控制方法,包括:
热湿负荷与空气流量的分析,所述热湿负荷分析,包括分析围护结构渗入热的阻隔以及玻璃窗渗入热的阻隔;所述空气流量的分析,通过对温升的评估来对风速进行计算;
适合排风量的拟定,依据热湿负荷与空气流量分析计算最小排风量,进而确定适合排风量;实施条件的勘测,对设备机房进行实地勘测,依据不同的场景确认实施条件;
降温方式的选择,对围护结构和玻璃窗的隔热性能进行选择,以及对机柜风扇、负压风机、冷风机和空调空气流量散热方式中的一种或多种组合进行选择;
降温方式的实施,依据实施条件的勘测结果和降温方式的选择进行实施安装实施并进行试运行,依据试运行结果进行调整改进。
对设备机房的热湿负荷的分析以及对散热与空气流量的分析,可以有依据地有效降低环境的热负荷,并可以采用经济的手段实现将设备和环境产生的热量排出,解决现有技术下的空调降温手段很不经济的难题。
所述对设备机房的热湿负荷分析,主要依据热湿负荷的关系:
Qn=QT+QG+QA+QP+QL+W
其中,Qn为总渗入热、QT为围护结构渗入热、QG为玻璃窗渗入热、QP为人体辐射热、QA为设备产生热、QL为照明产生热、W为湿源产生的产湿量;
所述的围护结构渗入热QT,包括温差渗入热Q1和太阳辐射渗入热Q2:QT=Q1+Q2;
温差渗入热为室内外空气温差通过围壁渗入的热量:Q1=∑KF(th-tn);
其中,K为外墙或内隔墙两侧空气到空气的传热系数、F为屋内围壁的计算面积、th为屋外环境空气的温度、tn为屋内温度;
太阳辐射渗入热为冷间外围壁因吸收太阳辐射热而附加的渗入热量:Q2=∑K0F0Δts;
其中,K0为外墙或内隔墙两侧空气到空气的传热系数、F0为外围壁传热面积、Δts为屋内外围壁由于太阳辐射而引起的附加的当量温升且与围壁朝向、表面颜色和粗糙度有关;
所述玻璃窗的渗入热:QG=KF(tw-tn)+XmXzFJz;
其中,K为窗户的传热系数、F为窗户面积、tw为夏季室外干球温度、tn为屋内温度、Xm为窗的有效面积且应考虑窗框占用的部分面积、Xz为遮阳系数、Jz为透过玻璃窗的太阳总辐射强度;
通过防晒涂料及隔温隔热处理,将机房围护结构的传热系数K降低到屋面K=0.7W,外墙K=1.0W;当屋顶有防水隔热层时,K=0.5W;
所述产湿量W:W=i*W1+r*W2;
其中,i为敞开水槽表面温度对应的饱和蒸汽焓值、r为汽化潜热、W1为敞开水槽表面散湿量、W2为地面积水产湿量。
对于机房环境,特别是电子、通信机房的环境,围护结构的渗入热QT、玻璃窗渗入热QG和设备热QA是其主要热源,不同场景的围护结构,其热源占比和发热量相差很大。
所述人体产生热QP:人体散热可分为显热河潜热,显热由于体温与室内温度通过对流,导热而散入空气的热量,潜热则主要是由汗水蒸发及肺泡表面蒸发散入空气中的热量。
所述设备产生热QA:机房内电动设备、电热设备或电气设备发热,主要有两部分:设备本体由于温升而散入室内的热量;由于工艺,设备所散出的热量。
所述照明产生热QL:照明设备所耗电能一部分转化为光能,另一部分直接转化为热能,热能直接传给空气,光能先射向周围物体,被物体吸收后转化为热能,然后再传给空气。
依据《公共建筑物节能设计标准(GB50189-2005)》,通过防晒涂料及隔温隔热处理,将机房围护结构的传热系数K降低到屋面一定值,具体值通过K=0.7W计算得到,外墙的传热系数K降低到屋面一定值,具体值通过K=1.0W;当屋顶有防水隔热层时,其传热系数K=0.5W,同时尽可能减小基站机房的外围护面积。
尤其值得注意的是,太阳辐射对建筑物的能耗影响很大,对建筑物进行夏季隔热显得尤为关键,可对建筑物的形体系数、窗墙面积比、围护结构的热工性能、外窗的气密性能等影响机房在夏季环境的热负荷因素进行调控,具体包括:对机房外墙涂刷热反射涂料、设置通风隔层、窗户的遮阳措施和玻璃防晒贴膜等,以降低机房围护结构的传热系数K,起到降低夏日阳光造成的环境热负荷的作用。
所述散热量Ф与空气流量的关系:Ф=ρCQΔt;
其中,Ф为散热量、Q为空气流量、C为空气的定压比热、ρ为标准空气的密度、Δt为机房允许的温升;
进一步地,所述空气流量的计算式为:Q=2.988P/Δt;
其中,P为设备的功率总和;
计算散热量Q,需对温升Δt进行评估,进而来对空气流量进行设计,进而对风速进行计算,并以此作为依据可以规划出风扇的尺寸、转速、风压等各项指标,以实现以一套经济合理的排风设施将设备和环境产生的热量排出的技术目标。
其中,温升Δt可设定为设备机房出风口空气温度与进风口空气温度之差,依据能量守恒定律,当进风口的温度低于出风口的温度时,空气将吸收设备和房屋内的热量,并将热量排到室外,具体地通过对设备温度、机房内温度、室外气温以及送排风降温设备的空气温度的温差来起到降温的效果。
温差大时,同样的散热量,风量可小些,反之要加大风量。进风口的温度需比设备和机房散热温度低,这可通过冷风机、负压风机、空调等降温方式实现,优选的,冷风机的效果较好,且节能效果明显。
所述适合排风量的拟定,依据热湿负荷与空气流量分析计算最小排风量,进而确定适合排风量,具体得,最小排风量依赖于换气风机的选择:
若为冷风机和/或负压风机,可将机房内的换气量设置达到6000m3/h—18000m3/h,大功率的换气设备换气量设置可达22000m3/h,适合于较潮湿地区的换气降温需求,一般降温范围在5—9℃之间,在特别干燥地区,降温幅度甚至能达到10—15℃,可带走机房内电子设备、外界渗入和人员活动产生的大量集聚的热能,达到降温节能的目的,冷风机、负压风机的排风量、安装环境等适用度较高,不需要对每个设备机房进行参数和型号的设计,只需进行安装设计即可,实地安装适应性高;
在只能通过排热的机房场景中,优选轴流风机将机柜内的热量排出,并且,对进风口以及排风口的高度、朝向、风口的规格面积,轴流风扇的尺寸、转速、风压、功率,以及风管、滤网的规格要求均有规定,以满足单机柜的排气量不低于1100m3/h的设计要求,最终起到排热、防水且噪音适中以及节能的作用。例如,对于铁皮柜机房机械排风的功率小于150W的站点,铁皮柜机房排风风扇优选型号为A1259-HBL的建准牌产品,噪音62dBA,风量650CFM,转速2100RPM,功率56W,规格φ254*89mm,每个铁皮机柜排风处安装一个,中心点位置距地面的垂直高度1.2米,排风风扇朝南或朝西排风,在朝北或朝东(最好朝北)设进风口,进风口面积不小于300*300mm,且每一列机柜均有一进风口和出风口,进风口的中心点高度据地面0.5米,所述进风口和出风口处安装过滤网,进风口和出风口均设有设向下弯折90度的风管。
所述最小排风量拟定后,所述适合排风量的拟定指为在最小排风量的基础上考虑电压波动等因素进而进行上调,即适合排风量为最小排风量的150%~200%,优选为150%。
所述实施条件的勘测和降温方式的选择均包括对两类部分:围护结构和设备外墙、通风方式;所述降温方式依赖于实施条件的勘测结果,其中,玻璃对于阻隔热的影响远不及围护结构,本实施例接下来将以围护结构作为阐述对象。
所述对围护结构的降温节能:机房的围护结构主要考虑外墙、屋顶、外窗等保温措施,同时在机房选择时,尽量选取外墙曝露面积小、背阳面、不在屋顶(或屋顶有隔热层)、窗户小的房间作为机房;进一步地,机房的进出风口、空调室外机、冷风机尽量安装在机房的北部;实际中,铁皮柜机房由于实施条件的限制,一般只能采用风扇机械降温和/或一体化空调降温,此时进风口开孔在北面,南面可排风;对于普通机房,如果窗户朝南、朝东、朝西,要采取适当的遮阳措施,防止直射阳光的影响,较佳地,普通机房宜选北面的房间为机房,北面房间比南面房间夏季温度至少低2—3℃,尽量不西晒。
值得注意的是,本实施例所阐述的方位和时令季节皆为中国地区,即北半球,更进一步的,为亚热带和温带气候地区,本实施例所述的方位时令仅此为例,但不被此地理要素所限制,只要符合本发明的技术精神和原则之内,均应包含在本发明的保护范围之内。
所述设备外墙的节能,主要为防晒涂料的选择和涂覆:外墙反射隔热漆是集反射、辐射和空心微珠隔热于一体的,能对400nm—2500nm范围内的太阳红外线、可见光和紫外线进行高度反射,其中彩钢板的表面温度能被隔热降温至20℃以上,而其他的普通房间室内降温也可达8℃,节能效果明显。
所述通风方式的选择,在于结合勘测结果,进而从排风机排风降温、负压风机排风降温、冷风机排风降温、湿帘排风降温和空调排风降温之中选取一种或两种或多种的组合,其中不同的通风降温方式具有不同的适用环境:
所述排风机排风降温:适用于铁皮柜机房,并且风扇要求规格大于200*200*70mm,每个铁皮机柜排风处应安装一个,中心点位置距地面1.2米,进一步地,排风风扇朝南或朝西排风,在朝北或朝东(最好朝北)挖进风口,进风口面积不小于300*300mm的进风口,且每一列机柜均有一进风口和出风口,进风口的中心点高度据地面0.5米,需安装过滤网;进出风口均需要设向下90度的风管,该风扇每小时的排风量大于1000m3,风速大于5m/s。
所述负压风机排风降温:适用于室外温度不会过高的场所,可对电子设备机房进行排风降温,例如高山机房、树木较多、室外风较大和阳光无法直射的机房,其使用外部冷空气直接对设备进行降温,实际上相当于可长时间工作的新风系统,但换气量比较大,随之带来的噪音较大,规格大于900*900mm,风速大于5m/s,功率小于500W。
所述冷风机排风降温:当风机运行时,进入腔内产生负压,使机外空气流过多孔且湿润的湿帘(多层波纹纤维叠合物)表面,迫使过帘空气的干球温度降至接近于机外空气的湿球温度。其控温范围可达到26—30℃,轴流电机的功率大约1.1kw,需加排气扇,并保证排气量为冷风机总送风量的80%。
所述湿帘排风降温:在墙壁的一面安装风机,风机启动后将室内空气抽出一部分,导致室内空气压力瞬时比大气压小,在另一侧装有进风口,并且装有降温水帘片,外界空气通过湿水帘片时与水进行热交换而温度降低,有明显的降温效果;进一步地,所述负压风机的电机安装于湿水帘片上侧,有利于防水。
其中,所述湿帘是一种纸质蜂窝结构材料,水在重力作用下从上往下流在湿帘波纹状的纤维表面形成水膜,当快速流动的空气穿过湿帘时水膜中的水会吸收空气中的热量后增发,使空气温度降低,而且达到降温的目的。夏天可维持机房的温度在26℃—30℃之间,通过设置有温湿帘控制系统,可对湿帘的水量进行控制,该场景适合于呼叫中心有大量人员工作的场景,不适合无人值守电子设备机房。
所述空调排风降温:普通常用场景的空调降温,费电,降温效果明显,为现有技术。
本发明可根据实施条件的勘测选择具体的通风降温方式,较佳地,也可选取其组合以达到综合复杂的实施条件,例如:
选择冷风机排风降温和负压风机排风降温的组合,可结合冷风机节能和负压风机节能的特点。更具体的,本发明可根据勘测的结果设计不同的组合方案以适应复杂的实施环境,为方便阐述,本实施例将以序号代表不同的降温方式:①-围护结构、②-防晒涂料、③-排风机排风降温、④负压风机排风降温、⑤冷风机排风降温、⑥-湿帘排风降温、⑦-空调降温;
对于铁皮柜设备机房,一般采用①+②+③或①+②+③+⑦;对于彩钢房设备机房,一般采用①+②+④或①+②+⑤或①+②+⑦或①+②+⑧;对于普通设备机房,一般采用①+④或①+⑤或①+⑦;对于塔边屋设备机房,一般采用①+②+④或①+②+⑤或①+②+⑦;对于地下室设备机房,优选④+⑤+⑦;对于类似呼叫中心类型的人员办公环境,优选采用①+⑤、⑥+⑦或①+⑤+⑦,比较节能且适用性更广。
通过对降温方式的确定后,依据实施条件的勘测结果和降温方式的选择进行实施安装实施并进行试运行,依据试运行结果进行调整改进,试运行时,应做恶劣环境的承压运行,即设备机房应处于高温、暴雨、闷热等恶劣环境,以检测降温系统的承压运行能力。
本发明通过对设备机房的降温节能措施的组合,达到降温效果,使设备能安全稳定运行,同时较空调降温可节省大量的电量,典型的站点机房一年可节约电量在2万度以上,效果非常明显。特别是通过水的气化带走大量热量,同时较高的蒸发效率控制冷风的湿度在75%以内,满足电子设备的运行要求。负压风机能将热量大量排出,提高空气的流动性,在无水场景中降温节能。通过对机房围护结构的隔热处理,典型场景能降低热负荷3000W。典型场景能将降温的功率由7kw降至1.5kw以内,并且满足机房设备功率负荷的增加,为设备扩容做准备。以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于机房环境的综合节能降温控制方法,其特征在于包括:
热湿负荷与空气流量的分析,所述热湿负荷分析,包括分析围护结构渗入热的阻隔以及玻璃窗渗入热的阻隔;所述空气流量的分析,通过对温升的评估来对风速进行计算;
适合排风量的拟定,依据热湿负荷与空气流量分析计算最小排风量,进而确定适合排风量;
实施条件的勘测,对设备机房进行实地勘测,依据不同的场景确认实施条件;
降温方式的选择,对围护结构和玻璃窗的隔热性能进行选择,以及对机柜风扇、负压风机、冷风机和空调空气流量散热方式中的一种或多种组合进行选择;
降温方式的实施,依据实施条件的勘测结果和降温方式的选择进行实施安装并进行试运行,依据试运行结果进行调整改进。
2.根据权利要求1所述的一种用于机房环境的综合节能降温控制方法,其特征在于:所述对设备机房的热湿负荷分析,依据热湿负荷的关系:
Qn=QT+QG+QA+QP+QL+W
其中,Qn为总渗入热、QT为围护结构渗入热、QG为玻璃窗渗入热、QP为人体辐射热、QA为设备产生热、QL为照明产生热、W为湿源产生的产湿量;
所述的围护结构渗入热QT,包括温差渗入热Q1和太阳辐射渗入热Q2:QT=Q1+Q2;
温差渗入热为室内外空气温差通过围壁渗入的热量:Q1=∑KF(th-tn);
其中,K为外墙或内隔墙两侧空气到空气的传热系数、F为屋内围壁的计算面积、th为屋外环境空气的温度、tn为屋内温度;
太阳辐射渗入热为冷间外围壁因吸收太阳辐射热而附加的渗入热量:Q2=∑K0F0Δts;
其中,K0为外墙或内隔墙两侧空气到空气的传热系数、F0为外围壁传热面积、Δts为屋内外围壁由于太阳辐射而引起的附加的当量温升;
所述玻璃窗的渗入热:QG=KF(tw-tn)+XmXzFJz;
其中,K为窗户的传热系数、F为窗户面积、tw为夏季室外干球温度、tn为屋内温度、Xm为窗的有效面积、Xz为遮阳系数、Jz为透过玻璃窗的太阳总辐射强度;
通过防晒涂料及隔温隔热处理,将机房围护结构的传热系数K降低到屋面K=0.7W,外墙K=1.0W;当屋顶有防水隔热层时,K=0.5W;
所述产湿量W:W=i*W1+r*W2;
其中,i为敞开水槽表面温度对应的饱和蒸汽焓值、r为汽化潜热、W1为敞开水槽表面散湿量、W2为地面积水产湿量。
3.根据权利要求1所述的一种用于机房环境的综合节能降温控制方法,其特征在于:所述空气流量的分析依据公式,
Ф=ρCQΔt;
其中,Ф为散热量、Q为空气流量、C为空气的定压比热、ρ为标准空气的密度、Δt为机房允许的温升;
其中,所述空气流量Q=2.998P/Δt,所述P为设备的功率总和;
计算散热量,需对温升Δt的评估,进而来对空气流量进行设计,进而对风速进行计算;其中,温升Δt设定为设备机房出风口空气温度与进风口空气温度之差。
4.根据权利要求1~3任一项权利要求所述的一种用于机房环境的综合节能降温控制方法,其特征在于:所述适合排风量的拟定,依赖于换气风机的选择:
若为冷风机和/或负压风机,机房内的换气量设置于6000m3/h—18000m3/h范围内,大功率的换气设备换气量设置达22000m3/h,适合于较潮湿地区的换气降温需求,降温范围在5—9℃之间,在特别干燥地区,降温幅度达到10—15℃;
在只能通过排热的机房场景中,选择轴流风机将机柜内的热量排出,并且,对进风口以及排风口的高度、朝向、风口的规格面积,轴流风扇的尺寸、转速、风压、功率,以及风管、滤网的规格进行设定,使得单机柜的排气量不低于1100m3/h;
所述最小排风量拟定后,适合排风量为最小排风量的150%~200%。
5.根据权利要求1~4任一项权利要求所述的一种用于机房环境的综合节能降温控制方法,其特征在于:所述对围护结构的降温节能,机房的围护结构考虑外墙、屋顶和外窗保温措施,同时在机房选择时,选取外墙曝露面积小、背阳面、不在屋顶或屋顶有隔热层、窗户小的房间作为机房;
所述设备外墙的节能为防晒涂料的选择和涂覆:外墙反射隔热漆是集反射、辐射和空心微珠隔热于一体的,能对400nm—2500nm范围内的太阳红外线、可见光和紫外线进行高度反射,节能效果明显。
6.根据权利要求1~5任一项权利要求所述的一种用于机房环境的综合节能降温控制方法,其特征在于:所述排风机排风降温:适用于铁皮柜机房,并且风扇要求规格大于200*200*70mm,每个铁皮机柜排风处应安装一个;
所述负压风机排风降温:适用于室外温度不会过高的场所,可对电子设备机房进行排风降温,其使用外部冷空气直接对设备进行降温,噪音较大,风速大于5m/s,功率小于500W;
所述冷风机排风降温方式:当风机运行时,进入腔内产生负压,使机外空气流过多孔且湿润的湿帘表面,迫使过帘空气的干球温度降至接近于机外空气的湿球温度;
所述湿帘排风降温方式:在墙壁的一面安装风机,风机启动后将室内空气抽出一部分,导致室内空气压力瞬时比大气压小,在另一侧装有进风口,并且装有降温水帘片,外界空气通过湿水帘片时与水进行热交换而温度降低,有明显的降温效果;
所述空调排风降温:普通常用场景的空调降温。
7.根据权利要求6所述的一种用于机房环境的综合节能降温控制方法,其特征在于:所述负压风机的电机安装于湿水帘片上侧,有利于防水。
8.根据权利要求6所述的一种用于机房环境的综合节能降温控制方法,其特征在于:所述湿帘是一种纸质蜂窝结构,水在重力作用下从上往下流在湿帘波纹状的纤维表面形成水膜,当快速流动的空气穿过湿帘时水膜中的水会吸收空气中的热量后增发,使空气温度降低。
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