[推荐]计算机机房的新风系统...

唐玛丽：中科院计算技术研究所高级工程师，中国计算机用户协会机房设备应用分会专家。
摘要：本文论述了计算机房新风量的确定及新风系统的组成，新风对机房空调净化系统的影响。
关键词：正压洁净度换气次数焓差
一、规范对计算机房新风量的规定
1、计算机房新风量一般认为，应按以下三条中的最大值计算：
1）机房总送风量的5%；
2）每人≥40m3/h；
3）维持机房正压所需的新风量（主机房对走廊或其它房间之间的正压≥4.9Pa、对室外的正压≥9.8Pa）。
2、第一条新风量为总送风量的5%不够合理，因机房的总热负荷与机房面积之间并不成正比。有的机房面积虽然不大，由于功率密度高，机房总热负荷大，空调机的总送风量大，按此条要求确定的新风量往往过大，造成处理新风所需的空调负荷大；例如有一个140m2的机房，总热负荷达到360KW，总送风量约10万m3/h，若按5%计算新风量需5000m3/h。
计算机房送入新风的目的是满足人的需求和维持机房所需的正压值；在空调设计手册（电子部第十设计院主编）第一版中关于乱流洁净室的新风量，认为应不小于总送风量的10%；而在第二版中说明：此条规定理由似不充分，《采暖通风与空气调节设计规范》中亦无此项规定，因此应按1）补充室内排风和保持室内正压值；和2）保证室内每人新风量不小于40 m3/h，两项中的较大值确定新风量。
计算机房可看成对洁净度要求较低（英制50万级）的乱流洁净室，机房无排风，应以维持机房所需的正压值和室内每人不小于40 m3/h计算机房新风量较适宜。
第三条维持机房正压所需新风量很难计算。要维持机房对走廊（或其它房间）的正压≥4.9Pa，则通过机房门窗等缝隙的出风速度≥2.8 m/s，新风量应为缝隙总面积与出风速度的乘积；由于缝隙总面积很难计算，因此维持机房正压所需的新风量亦无法计算。
二、计算机房新风量大小对空调净化系统的影响
1、新风量大的优缺点
优点：1）较易维持机房的正压；2）可供给工作人员较多的新鲜空气。
缺点：1）在我国许多地区，夏季新风热、湿负荷均较大，若新风量大，将会给空调系统增加较大的负担；例如夏季若将5000 m3/h新风处理到机房内的状态（温度23℃、相对湿度55%），北京地区需冷负荷57.5kW，上海地区需冷负荷72 kW。
2）在较寒冷的地区，若冬季新风量大，所需的加湿量和加热量均较大。例如冬季若将5000 m3/h新风处理到机房内的状态（温度20℃、相对湿度55%），北京地区需加湿量43.8kg/h；大型机房专用空调机每台的加湿量仅8-10kg/h，若新风量大将给空调系统增加很大负担。
在较寒冷的地区，冬季若直接将大量新风未经加热直接送入机房，当新风温度低于机房露点温度时易引起结露现象，此时须将新风加热后再送入；若新风量大，所需加热量大，造成能源的浪费。
3）新风量大，所需新风过滤器数量多，初投资和维护工作量均较大。
2、新风量小的优缺点
优点：1）夏季处理新风所需空调负荷小，冬季所需加湿量和加热量亦小，节省初投资和运行能量；2）所需新风过滤器数量少，初投资和运行维护费用均较小。
缺点：较难维持机房所需的正压值。若机房正压值低甚至是负压，机房的温湿度和洁净度很难维持；室外未经处理的空气通过门窗等缝隙直接进入机房，夏季在较潮湿地区造成机房相对湿度过高，冬季在较寒冷地区造成机房相对湿度过低。由于室外空气未经过滤经缝隙进入，机房洁净度亦无法保证。
三、计算机房新风量的确定
计算机房应确定一个适宜的新风量，新风量过小或过大不能满足机房温、湿度和洁净度的要求。建议按维持机房所需正压值和每人≥40m3/h两项中的较大值计算新风量。
由于维持机房正压所需新风量难以计算，根据经验及参照洁净室的设计，可按1-2次换气/h来计算新风量。若机房四周围护结构的密封性较好，可采用≥1次换气/h 来计算新风量；若密封性较差，可适当提高换气次数并采取密封措施。最有效并且节能的办法是对四周围护结构采取密封措施，特别应注意活动地板下和吊顶内的密封，所有穿过机房围护结构的管线敷设后均应将孔洞封堵严密防止漏风。
四、新风的处理方法
1、机房专用空调机为大风量、小焓差空调机，其焓差约为舒适性空调机的1/2；这是由于机房总热负荷中显热占绝大多数，为防止机房结露而采取的措施。
由于机房专用空调机焓差小、风量大，蒸发器表面温度较高不利于除湿。夏季在较潮湿的地区，专用空调机因除湿需要，常常压缩机与电加热器同时工作；即耗费电能，又增加压缩机和电加热器的工作时间、降低空调机的寿命，在这种运行状态下空调机的配置也需增加。
2、为防止上述的运行状态发生，最好采用舒适性空调机对新风进行预处理后，送入机房与回风混合再进入专用空调机处理；避免夏季压缩机与电加热器同时工作，节省电能、减少空调机运转时间、延长使用寿命。
3、维持机房所需的洁净度，须做到：
1）要维持机房所需的洁净度（英制 50万级），则须维持机房的正压，以防室外未经处理的脏空气通过缝隙进入机房；维持正压则须如前所述送入一定量的新风并做好四周围护结构的密封。
2）新风在送入机房之前须经过良好的过滤，过滤后新风的洁净度应优于机房所要求的洁净度；即送入的新风比机房内的空气更洁净，用洁净的新风来稀释机房内的灰尘，并利用机房的正压将部分脏空气经门、窗等缝隙排出机房外。
4、新风系统。综上所述，新风系统应包括新风过滤装置和新风温、湿度预处理装置：
1）新风过滤装置。最少应有两级空气过滤器，第二级过滤器应为亚高效空气过滤器，才有可能保证机房的洁净度达到所需的要求。
2）新风温、湿度预处理装置。用舒适性空调机对新风进行预处理，夏季降温、降湿，热泵式空调机冬季还可用于加热；在较寒冷的地区，冬季热泵式空调机不能制热运行或制热量不够时，需另加新风加热器以防新风送入机房后结露。
3）新风装置分为落地式和吊顶内暗装式两种。
①吊顶内暗装式体积和重量均较小，不占用面积；但维修不方便，并且因体积有限，过滤器面积较少，很易堵塞，堵塞后更换过滤器需在吊顶内进行。
②落地式可建一个新风小室，维修工作均在小室内进行；并可加大过滤器的面积，增加过滤器的容尘量、延长过滤器使用时间、减少维修工作量；另外由于过滤器面积大，空气通过过滤器的阻力减小、可降低风机的压头和噪声；但落地式需占一定的面积。在有条件的地方，采用落地式较好。