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机房精密空调工作原理

2018-2-25 11:19:26点击:

一、精密空调的结构及工作原理

精密空调主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成

一般来说空调机的制冷过程为压缩机将经过蒸发器后吸收了热能的制冷剂气体压缩成高压气体,然后送到室外机的冷凝器,冷凝器将高温高压气体的热能通过风扇向周围空气中释放,使高温高压的气体制冷剂重新凝结成液体,然后送到膨胀阀,膨胀阀将冷凝器管道送来的液体制冷剂降温后变成液、气混合态的制冷剂,然后

送到蒸发器回路中去;蒸发器将液、气混合态的制冷剂

通过吸收机房环境中的热量重新蒸发成气态制冷剂,然

后又送回到压缩机,重复前面的过程。

二、机房中精密空调的维护

精密空调的构成除了压缩机、冷凝器、膨胀阀和

蒸发器外,还包括:风机、空气过滤器、加湿器、加热

器、排水器等,因此我们在日常的机房管理工作中对空

调的管理和维护,主要是针对以上部件去维护。下面是

我们在日常工作中对机房专用精密空调的一些维护经验

和学习体会。

l、控制系统的维护

对空调系统的维护人员而言,在巡视时第一步就是

看空调系统是否在正常运行,因此我们首先要做以下的

一些工作。

1)从空调系统的显示屏上检查空调系统的各项功能

及参数是否正常;

2)如有报警的情况要检查报警记录, 并分析报警

原因;

3)检查温度、湿度传感器的工作状态是否正常;

4)对压缩机和加湿器的运行参数要做到心中有数,

特别是在每天早上的第一次巡检时,要把前一天晚上压

缩机的运行参数和以前的同一时段的参数进行对比,看

是否有大的变化,根据参数的变化可以判断计算机机房中的计算机设备运行状况是否有较大的变化,以便合理地调配空调系统的运行台次和调整空调的运行参数,当然对目前而言有些比较老的空调系统还不能够读出这些参数,这就需要晚上值班的工作人员多观察和记录

2、压缩机的巡回检查及维护

1)听一用听声音的方法,能较判断出压缩机的运转情况。因为压缩机运转时,它的响声是均匀而有节奏的。如果它的响声失去节奏声,而出现了不均匀噪音时,即表示压缩机的内部机件或气缸工作情况有了

不正常的变化。

2)摸一用手摸的方法,可知其发热程度,能够大概判

断是否在超过规定压力、规定温度的情况下运行压缩机。

3)看一主要是从视镜观察制冷剂的液面,看是否缺

少制冷剂。

4)量一主要是测量在压缩机运行时的电流及吸、排

气压力,能够比较准确判断压缩机的运行状况。

当然对压缩机我们还需要检查高、低压保护开关、

干燥过滤器等其他附件。

3、冷凝器的巡回检查及维护

1)对专业空调冷凝器的维护相当于对空调室外机的

维护,因此我们首先需要检查冷凝器的固定情况,看对

冷凝器的固定件是否有松动的迹象,以免对冷媒管线及

室外机造成损坏。

2)检查冷媒管线有无破损的情况(当然从压缩机的工

作状况及其它的一些性能参数也能够判断冷媒管线是否

破损),检查冷媒管线的保温状况,特别是在北方地区的冬

天,这是一件比较重要的工作,如果环境温度太低而冷

媒管线的保温状况又不好的话,对空调系统的正常运转

有一定的影响。

3)检查风扇的运行状况:主要检查风扇的轴承、底

座、电机等的工作情况,在风扇运行时是否有异常震动

机风扇的扇也在转动时是否在同一个平面上。

4)检查冷凝器下面是否有杂物影响风道的畅通,从

而影响冷凝器的冷凝效果;检查冷凝器的翅片有无破损的

状况。

5)检查冷凝器工作时的电流是否正常,从工作电流

也能够进一步判断风扇的工作情况是否正常。

6)检查调速开关是否正常,一般的空调的冷凝器都

有两个调速开关,分为温度和压力调速,现在比较新的

控制技术采用双压力调速控制,因此我们在检查调速开

关时主要是看在规定的压力范围内,调速开关能否正常

控制风扇的启动和停止。

4、蒸发器、膨胀阀的巡回检查及维护

蒸发器、膨胀阀的维护主要是检查蒸发器盘管是否

清洁,是否有结霜的现象出现, 以及蒸发器排水托盘排

水是否畅通,如蒸发器盘管上有比较严重的结霜现象或

在压缩机运转时盘管上的温度较高的话(通常状况下,蒸

发器盘管的温度应该比环境温度低10℃左右),就应当检

查压缩机的高、低压,如果压力正常的话,就应考虑膨

胀阀的开启量是否合适。当然出现这种现象也有可能是

其它环境的原因引起的, 比如空调的制冷量不够、风机

故障引起风速过慢等原因造成的。

5、加湿系统的巡检及维护

1)由于各个地方的空气环境不同,对加湿器的使用

和影响也不一样,但我们在日常的维护工作中同样要做

的事情是观察加上罐内是否有沉淀物质,如有就要及时

冲洗,因为现在空调的加湿罐一般都是电极式的,如沉

淀物过多而又不及时冲洗的话,就容易在电极上结垢从

而影响加湿罐的使用寿命。当然现在有些加湿罐的电极

是可以更换的。

2)检查上水和排水电磁阀的工作情况是否正常。

在加湿系统工作的过程中,有一种情况经常出现,但又

不容易判断,即在空调系统正常工作的时候,由于某种

原因出现了一段时间的停水,后又恢复供水,在恢复供

水后加湿罐不能够正常上水,出现这种现象的原因有多

种,并且在大多数空调器的控制系统中直接对加湿系统

复位通常是不能够解决问题的;根据我们多年来的维护来

看,引起这种现象的主要原因是停水后的空气进到进水

电磁阀前端,对进水电磁阀的正常开启造成了一定的影

响,解决这种现象有两种比较有用的办法,一是卸开进

水口,排掉空气,二是关掉加湿系统的电源,重新给电

磁阀上电也基本上能够解决这类问题。

3)检查加湿罐排水管道是否畅通,以便在需要排水

和对加湿罐进行维修时顺利进行。

4)检查蒸汽管道是否畅通,保证加湿系统的水蒸汽

能够正常为计算机设备加湿。

5)检查漏水探测器是否正常,这对加湿系统来说是

比较重要的一环,因为排水管道如果不畅通的话就容易

形成出现漏水的情况,如漏水探测器不正常的话,就易

出现事故。当然,对一般的空调系统而言,漏水探测器

是选件,如空调系统未配有漏水探测器,那么我们更要

注意监测排水管道是否畅通,同时也要做好机房防水墙

的维护工作。

6、空气循环系统的巡回检查及维护

对空气循环系统我们主要是考虑空调系统的精密空调过滤网、风机、隔风栅及到计算机设备的风道等因素。因此我们在日常维护工作中要做好以下的一些工作:

1)机房的设备经常有设备移动的现象,而设备的移

动一般又不是由空调设备的维护人员去完成,因此我们

在设备移动后应及时检查机房内的气流状况,看是否有

气流短路的现象发生,同时在新设备的位置是否存在送

风阻力过大的情况。如有上述现象应及时调整,如果实

在调整不过来,应建议设备移到新的合适的位置。

2)检查精密空调过滤网是否干净,如脏了就应及时更换

或清洗。

3)检查风机的运行状况:主要是检查风机各部件的

紧固情况及平衡,检查轴承、皮带、共振等情况;对风机

的检查应该特别仔细,因为蒸发器的热交换过程主要是

由在风机的作用下使快速流动的气流经过低温的蒸发器

盘管来完成的,从而使空调达到制冷的效果,所以风机

的是否正常运行是空调系统是否正常运行的最后体现;对

风机而言当然最重要的就是电机了, 因此我们在日常维

护中首先就应查看其皮带的状况、主从动轮是否在同一

面上等;皮带调整的松紧程度要合适,太松容易打滑,太

紧对皮带的磨损太快,皮带的松紧跟外部对静压得需求

也有比较大的关系,当然这种调整是在空调系统控制的

范围之内进行的;现在部分比较先进的空调系统采用了一

体化的风机,就解决了皮带调整的问题。

4)测量电机运转电流,看是否在规定的范围内,根

据测得的参数也能够判断电机是否是正常运转。

5)测量温、湿度值,与面板上显示得值进行比较,

如有较大的误差,应进行温度、湿度的校正,如误差过

大应分析原因。出现这种情况从我们的维和经验来看有

两种原因:一是控制板出现故障,二是温度、湿度探头

出现故障需要更换。

6)检查隔风栅的关闭情况是针对已经停机的空调而

言的,这也是我们在日常维护工作中比较容易遗漏的一

个环节,但也是一个比较重要的环节,因为一台空调停

止运行,如果隔风栅未关闭其温度、湿度探头检测到的

是其它空调的出口的温度和湿度,在空调下一次开启时

控制系统就会根据其先前检测到的参数而对空调系统的

运行情况做出控制,这时空调控制系统就会对压缩机、

加湿、除湿系统地运行情况做出错误的指令。现在大多

数空调设计时都没有考虑这种状况对空调系统的影响,

因为这种影响的时问较短,在较短的时间内系统会根据

新的信息达到正常的运行状况,所以没有设计隔风栅

这种影响虽然较小,但我们认为在要求很高的计算机机

房中我们最好不要让系统出现一段时间的错误运行,因

此我们可以为空调系统人为地增加隔风栅。

7)检查计算机及其它需要制冷的设备进风侧的风压

是否正常,因为随着计算机设备的搬迁和增加,地板下

面的线缆的增加有可能就影响空调系统的风压,从而造

成计算机及其它设备跟前的静压不够,这就需要我们设

备维护和管理人员对空调系统的风道做出相应的调整或

增加空调设备。

以上为我们对计算机机房精密空调进行巡检和维护

时做的基本工作,在其它机房中也许有所不一样,因为

有些步骤需要根据设备的状况和型号而定,同时随着空

调设备技术的提高,有些步骤也不需要人工去完成了

对一种节能方法的投资和收益,不要在一个时间点

上考量,避免采用短期内能把成本降低,而从长期看反

而会提高成本的方法。比如,在传统的数据中心,眼务

器机柜能耗低于5kW,这时只要用机房级空调制冷就够

了,但是现在由于采用刀片式服务器,每个机柜功率消

耗达到lOkW、甚至30kW

这个时候靠传统的机房空调制冷就解决不了机柜局

部的高温问题,因此就要另想办法,比如采用机柜级制

冷或高热密度制冷解决方案。艾默生的一个高热密度制

冷解决方案就把空调终端放到服务器的架顶或者两排服

务器中间,从而提高了制冷效率。这是一种新的技术,

要用到新的产品,它的建设成本就会高于传统机房的方

式。但是,这种方法实现了精确制冷、消除了机柜顶部

的局部高热问题,因而降低了机柜顶部设备的故障率,

同时也降低了空调能耗。

2.一种节能方法不能导致下一个环节的高能耗或者

高维护成本。

数据中心的节能方法是否有效,要把它放到整个循

环系统里面来考量。如果一个节能方法或者一个产品导

致了另一个产品的节能,这个技术最好; 反过来,如果

一种方法或者产品自己节能却导致别的环节的高能耗或

者是高维护成本,这个技术就不可行。

3.节能的同时还要考虑系统的可靠性和可用性。

实际上,相对于成本的节约,服务器的机和系统的崩

溃损失要大得多。比如,为了节能,有人提出冬天直接

用外面的冷风进机房而不用空调。这是一个很不错的想

法,但是,部署方案时需要根据现场要求具体考虑。因

为有些机房要求恒温、恒湿,这就意味着要求这个机房

是密闭的。

而室外的冷风一般是无法满足这个要求的。比如空

气中的粉尘就会污染机房环境,因为粉粒在一定的湿度

下可能会导致精密电子芯片里面的电路短路,从而使得

IT设备的故障率提高。如果数据中心里的设备对空气的

洁净度要求高,这个解决办法就值得商榷。因为表面上

它节约了空调成本,而实际上提高了机房主设备的故障

率,进而提高了设备宕机的可能性。因此,是否科学,

还需要具体问题具体分析。

机房空调日常使用技巧

目前很多广电企业除中心机房使用精密空调外,

分前端机房由于成本考虑而安装不了精密空调,还在

使用民用空调或者正在逐步更换为基站式空调。笔者

作为机房动力环境监控的管理人员,对民用空调与基

站式空调的使用总结了一些使用技巧

1 夏季机房空调温度的设定

夏季是一年中最考验机房空调的时候。当然,机

房空调越多、制冷量越大越好,但是为了节约成本,很

多分前端配置空调的制冷量与机房的显热没有经过精

确的计算,配置空调时只按照民用空调的指标作为参

考或者稍微多一些,这就造成了空调基本上一天24

时在运行,而普通的民用空调经受不住这样的工作强

度而经常停机,基站式空调比民用空调强一些,因为基

站式空调的室外机一般有两个风扇,可以轮流工作,保

证空调室外机蒸发器与压缩机的正常温度,使空调正

常运行。

机房内的热能一般由设备散热和室外温度决定,

设备散热量的大小相对固定,据此可以推断设定某一

温度值,使空调的制冷量与机房内的热能在该温度下

互相制约,在机房内达到设定温度后,使空调压缩机停

机几分钟到十几分钟,而在机房内超过设定温度后,空

调重新启动。所以,正确推断出机房内适合的空调设

定温度,既可以保证机房温度使机房设备正常运行,又

可以延长空调的使用寿命。

2 定期清理空调的蒸发器与精密空调过滤网

机房巡检是机房管理人员必须做的工作,虽然机

房内有温度、湿度、漏水、空调远程控制等监控设备,但

这些监控都是在突发状况后可以让管理人员及时得到

机房的告警信息,要想保证日常的正常运行,减少突发

状况,必须定期巡检各分前端。

巡检分前端时,要注意清理空调室内机的精密空调过滤网

与室外机的蒸发器。过滤网的清洗周期一般根据机房

的清洁度而定,用扫帚或清水冲洗即可。由于室外灰

尘较大,如果室外蒸发器吸人大量灰尘,不利于蒸发器

的热量蒸发,导致室外环境温度传感器检测出现故障,

例如空调经常出现的E4故障,很多就是室外机蒸发

器被灰尘吸附后散热慢导致的故障。夏季,如果能做

到一到两周清洗一次,就可减少空调故障的出现,冬季

灰尘较少,可以加长清洗的周期。

清洗的方法比较简单:首先保证室外机风扇转动,

如果空调处于停机状态,可以把空调温度设置低一点,

16cC,这样可以使空调重新启动。然后拿扫把将蒸发

器清扫一下,或者轻轻拍打,让灰尘被风机排出。最后

用水冲洗,有条件的可以用水泵进行冲洗,但不要直对

或者侧对蒸发器进行冲洗。因为水泵枪的压力较大,直

接冲洗会把水冲进风机内,可能造成风机短路。侧面清

洗可能会把蒸发器的叶片冲倒,对散热产生影响。冲刷

时尽量从蒸发器上方向下冲刷,直到排出干净的水。

3 常见故障及解决办法

31 空调不制冷

空调不制冷的原因:缺氟。

空调不制冷有几种情况:一是室内机不吹冷风,不

是一点凉意没有,只是在应该达到的标准上差一点。

原因是空调运行23年后氟利昂的正常消耗,只要补

充氟利昂即可。二是室内机蒸发器与室外机的阀门上

有结冰,可能是室内及过滤网太脏,再有就是缺氟利昂

或者在管路上有漏点造成的,如管路上有漏点,需要找

专业维修人员进行维修。

32 空调漏水

机房空调漏水有几种原因:

(1)室内机结冰漏水

室内机结冰后,在空调停机后,结冰融化造成空调

漏水,结冰这种情况在上面已经做过阐述。

(2)排水管道堵塞

这种情况有两种原因,下面结合我公司分前端机

房空调漏水情况进行说明。

我公司有一个分前端机房多年前建设在居民区,

近些年由于安装的设备越来越多,噪音越来越大,楼上

居民反映后,公司对机房进行隔音降噪处理,后来发现

机房空调漏水,排水管内积聚大量的水,经专业人员判

断后,拆下前面板,发现室内机蓄水盒内很脏,原因就

是在经过隔音降噪处理后,机房内施工产生的大量灰

尘被空调吸人,造成空调排水管路堵塞。后来遇到几

次同样的状况,都是由维护人员自己修理,节省了

经费。

漏水发生在冬季新安装的空调,在漏水报警监测

发现漏水后,因为此分前端机房也做过隔音工程,我们

打开空调前面板,在冲刷排水管道的时候发现水排不

出室外,室外排水口已经结冰。这是因为安装失误,造

成排水口稍微高于排水管,经线路改造后问题解决。

另外室外排水管不能过长,过长也容易结冰,造成空调

排不出水而向室内漏水。

33 压缩机经常启停

夏天的时候经常遇到室内温度变化范围较大,现

场检查时会遇到多种情况:空调正常运转,但是室温较

高;空调停机,室温很高;空调运转,室温不高;空调停

机。遇到以上情况,这时候就需要在现场长时间观察

在现场会发现即使在没达到设定温度时空调也会停

机,或者在室温超过设定温度时空调仍然没有启动,而

是在间隔一段时间才启动。多数情况下是压缩机压力

保护造成的,因为压缩机工作时间较长,自身温度变

高,导致压缩机内压力过高而保护。发生这种状况时

首先需要查看室外机蒸发器是否很脏,很脏的话,会导

致室外机散热不好,压缩机温度过高后压力保护。这

时清洗室外蒸发器,再观察一段时间,如果室温刚一超

过设定温度后空调就启动,说明故障已经排除,如果不

能及时启动,就需要联系专业人员进行维修。

还有其他原因导致这种故障,比如压缩机内氟利

昂过多,因为夏季的环境温度较高,冬季的环境温度较

低,虽然充人氟利昂后压力检测是一样的,但是充入氟

利昂的量不一样,所以在夏季和冬季最好各检检一次

空调的氟利昂。