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一、精密空調(diào)的組成及工作原理
精密空調(diào)主要由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器組成。
一般來(lái)說(shuō)空調(diào)機(jī)的制冷過(guò)程為：壓縮機(jī)將經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器后吸收了熱能的制冷劑氣體壓縮成高壓氣體，然后送到室外機(jī)的冷凝器;冷凝器將高溫高壓氣體的熱能通過(guò)風(fēng)扇向周?chē)諝庵嗅尫牛垢邷馗邏旱臍怏w制冷劑重新凝結(jié)成液體，然后送到膨脹閥;膨脹閥將冷凝器管道送來(lái)的液體制冷劑降溫后變成液、氣混合態(tài)的制冷劑，然后送到蒸發(fā)器回路中去;蒸發(fā)器將液、氣混合態(tài)的制冷劑通過(guò)吸收機(jī)房環(huán)境中的熱量重新蒸發(fā)成氣態(tài)制冷劑，然后又送回到壓縮機(jī)，重復(fù)前面的過(guò)程。
二、機(jī)房空調(diào)的重要性
1、溫度、濕度控制對(duì)計(jì)算機(jī)機(jī)房的重要性
在計(jì)算機(jī)機(jī)房中的設(shè)備是由大量的微電子、精密機(jī)械設(shè)備等組成，而這些設(shè)備使用了大量的易受溫度、濕度影響的電子元器件、機(jī)械構(gòu)件及材料。
溫度對(duì)計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)備的電子元器件、絕緣材料以及記錄介質(zhì)都有較大的影響;如對(duì)半導(dǎo)體元器件而言，室溫在規(guī)定范圍內(nèi)每增加10℃，其可靠性就會(huì)降低約25%;而對(duì)電容器，溫度每增加10℃，其使用時(shí)間將下降50%;絕緣材料對(duì)溫度同樣敏感，溫度過(guò)高，印刷電路板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會(huì)變?nèi)酰瑴囟冗^(guò)低，絕緣材料會(huì)變脆，同樣會(huì)使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度變?nèi)?對(duì)記錄介質(zhì)而言，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失或存取故障。
濕度對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備的影響也同樣明顯，當(dāng)相對(duì)濕度較高時(shí)，水蒸汽在電子元器件或電介質(zhì)材料表面形成水膜，容易引起電子元器件之間出現(xiàn)形成通路;當(dāng)相對(duì)濕度過(guò)低時(shí);容易產(chǎn)生較高的靜電電壓，試驗(yàn)表明：在計(jì)算機(jī)機(jī)房中，如相對(duì)濕度為30%，靜電電壓可達(dá)5000V，相對(duì)濕度為20%，靜電電壓可達(dá)10000V，相對(duì)濕度為5%時(shí)，靜電電壓可達(dá)20000V，而高達(dá)上萬(wàn)伏的靜電電壓對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備的影響是顯而易見(jiàn)的。
2、精密空調(diào)與舒適性空調(diào)的區(qū)別
首先，應(yīng)用對(duì)象不同。機(jī)房精密空調(diào)就是為機(jī)房設(shè)備提供恒溫恒濕的運(yùn)行環(huán)境的，而民用空調(diào)都是直接服務(wù)于人的。機(jī)房專(zhuān)用空調(diào)是大風(fēng)量，小焓差，高顯熱比；民用空調(diào)剛好相反，是小風(fēng)量，大焓差，低顯熱比。
第二個(gè)區(qū)別是機(jī)房精密空調(diào)的風(fēng)量會(huì)很大。民用空調(diào)的風(fēng)量則會(huì)很小。這是因?yàn)闄C(jī)房的高熱量需要大風(fēng)量循環(huán)，類(lèi)似民用空調(diào)的小風(fēng)量，設(shè)備的高熱量是不可能通過(guò)快速循環(huán)的風(fēng)速帶走的。民用空調(diào)的小風(fēng)量和噪音設(shè)計(jì)則是考慮了人的舒適度。
第三個(gè)區(qū)別，機(jī)房精密空調(diào)的出風(fēng)溫度比民用空調(diào)要高。機(jī)房精密空調(diào)的高出風(fēng)溫度可以避免凝露，而民用空調(diào)的出風(fēng)溫度低，有時(shí)會(huì)在設(shè)備上造成凝露，危害設(shè)備的正常運(yùn)行。另外，民用空調(diào)沒(méi)有加濕功能只能除濕，但是專(zhuān)用空調(diào)可以根據(jù)機(jī)房的具體需要給予適當(dāng)?shù)募訚瘛?br />
第四點(diǎn)就是高精度的區(qū)別。因?yàn)榧夹g(shù)上的控制手段不同，機(jī)房精密空調(diào)溫濕度控制可以達(dá)到±1℃，±1%RH的高精度，以及更高的潔凈度等。在北方地區(qū)則可以適合各種低溫運(yùn)行，在零下30多度，仍舊可以通過(guò)一些選件正常的為機(jī)房制冷控溫。機(jī)房的特點(diǎn)冬天、夏天沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，冬天機(jī)房同樣需要制冷。而民用空調(diào)在零下30攝氏度的環(huán)境下基本沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)正常工作。
第五點(diǎn)使用壽命長(zhǎng)短是機(jī)房精密空調(diào)與民用空調(diào)的另一個(gè)重要區(qū)別，機(jī)房空調(diào)的設(shè)計(jì)壽命一般在10-15年，平均無(wú)故障時(shí)間在10萬(wàn)小時(shí)以上，而民用空調(diào)的設(shè)計(jì)壽命為5-8年，全年無(wú)間斷運(yùn)行的使用壽命為3-5年。
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一、高溫對(duì)設(shè)備運(yùn)行的影響
(1)溫度與平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間的關(guān)系——10℃法則
溫度與平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間的關(guān)系：由于現(xiàn)代電子設(shè)備所用的電子元器件的密度越來(lái)越高，使元器件之間通過(guò)傳導(dǎo)、輻射和對(duì)流產(chǎn)生熱耦合。因此，熱應(yīng)力已經(jīng)成為影響電子元器件時(shí)效的一個(gè)重要的因素。對(duì)于某些電路來(lái)說(shuō)，可靠性幾乎完全取決于熱環(huán)境。為了達(dá)到與其的可靠性目的，必須將元器件的溫度降低到實(shí)際可以達(dá)到的低水平。有資料表明：環(huán)境溫度每提高10℃，元器件壽命約降低30%-50%，影響小的也基本都在10%以上，這就是有名的“10℃”法則。
(2)高溫對(duì)元器件的影響
A、半導(dǎo)體器件。電子元器件在工作時(shí)產(chǎn)生大量的熱，如果沒(méi)有有效的措施及時(shí)把熱三走，就會(huì)使集成電路和晶體管等半導(dǎo)體器件形成結(jié)晶，這種結(jié)晶是直接影響計(jì)算機(jī)性能、工作特性和可靠性的重要因素。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)得知，室溫在規(guī)定范圍內(nèi)每增加10℃，其可靠性約下降25%。
器件周?chē)沫h(huán)境大約超過(guò)60℃時(shí)，就將引起計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，當(dāng)半導(dǎo)體期間的溫度過(guò)高時(shí)，其穿透電流和電流倍數(shù)就會(huì)增大。
B、電容器。溫度對(duì)電容器的影響主要是：使電解電容器電解質(zhì)中的水份蒸發(fā)增大，降低其容量，縮短其使用壽命，改變電容器的介質(zhì)損耗，影響其功率因數(shù)等參數(shù)變化。由實(shí)驗(yàn)得知，在超過(guò)規(guī)定溫度工作時(shí)，溫度每增加10℃，其使用時(shí)間下降50%。
C、記錄介質(zhì)。實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)磁帶、磁盤(pán)、光盤(pán)所處溫度持續(xù)高于37.8℃時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)損壞;當(dāng)溫度持續(xù)高于65.6℃時(shí)則完全損壞。對(duì)于磁介質(zhì)來(lái)說(shuō)，隨著溫度的升高，磁導(dǎo)率增大;當(dāng)溫度達(dá)到某一個(gè)值時(shí)，磁介質(zhì)丟失磁性，磁導(dǎo)率急劇下降。磁性材料失去磁性的溫度稱(chēng)為居里溫度。
D、絕緣材料。由于高溫的影響，用玻璃纖維膠板制成的印制電路板將發(fā)生變形甚至軟化，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度變?nèi)酰≈瓢迳系你~箔也會(huì)由于高溫的影響而使粘貼強(qiáng)度降低甚至剝落，高溫還會(huì)加速印制插頭和插座金屬簧卡的腐蝕，使接點(diǎn)的接觸電阻增加。
E、電池環(huán)境溫度與壽命的關(guān)系。電池是對(duì)環(huán)境溫度敏感的器件(設(shè)備)，溫度在工作溫度25℃的基礎(chǔ)上，每上升10℃，壽命下降50%。
二、低溫對(duì)IT設(shè)備運(yùn)行的影響
低溫同樣導(dǎo)致IT設(shè)備運(yùn)行、絕緣材料、電池等問(wèn)題。當(dāng)機(jī)房溫度過(guò)低時(shí)，部分IT設(shè)備將無(wú)法正常運(yùn)行。
(1)機(jī)房溫度過(guò)低導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法運(yùn)行
機(jī)房的環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，通信設(shè)備將無(wú)法正常運(yùn)行;機(jī)房的環(huán)境溫度低于-40℃時(shí)，鉛酸電池?zé)o法提供能量。
(2)絕緣材料
低溫時(shí)，絕緣材料會(huì)變硬、變脆，使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度同樣減弱。對(duì)于軸承和機(jī)械傳動(dòng)部分，由于其自身所帶的潤(rùn)滑油受冷凝結(jié)，黏度增大而出現(xiàn)黏滯現(xiàn)象。溫度過(guò)低時(shí)，含錫量高的焊劑會(huì)發(fā)生支解，從而降低電氣連接的強(qiáng)度，甚至出現(xiàn)脫焊、短路等故障。
(3)電池環(huán)境溫度與放電容量的關(guān)系
同樣，當(dāng)工作溫度為25℃之下時(shí)，隨著溫度的下降，電池放電容量下降。
三、濕度對(duì)IT類(lèi)設(shè)備運(yùn)行的影響
通常，IT類(lèi)設(shè)備的工作環(huán)境要求濕度為40%-55%。超過(guò)65%的濕度，為濕度過(guò)高;超過(guò)80%屬于潮濕;低于40%術(shù)語(yǔ)濕度過(guò)低(空氣干燥)。
(1)濕度過(guò)高對(duì)IT類(lèi)設(shè)備運(yùn)行的影響
當(dāng)空氣的相對(duì)濕度大于65%時(shí)，物體的表面附著一層厚度為0.001-0.01μm的水膜;濕度為100%時(shí)，水膜厚度為10μm。這樣的水膜容易造成“導(dǎo)電小路”或者飛弧，會(huì)嚴(yán)重降低電路可靠性。
在相對(duì)濕度保持不變的情況下，溫度越高，對(duì)設(shè)備的影響越大，這是因?yàn)樗魵鈮毫﹄S溫度升高而增大，水分子易于進(jìn)入材料內(nèi)部。
當(dāng)相對(duì)濕度由25%增加到85%時(shí)，紙張的厚度將增加80%，這就是在潮濕的天氣里打印機(jī)無(wú)法正常工作的原因。
(2)濕度過(guò)低對(duì)IT類(lèi)設(shè)備運(yùn)行的影響
靜電放電是電子工業(yè)中的曾普遍存在的“硬病毒”，在內(nèi)、外因條件具備的特定時(shí)刻便會(huì)發(fā)作，已成為電子工業(yè)的隱形殺手。
據(jù)報(bào)道，僅美國(guó)電子工業(yè)每年因靜電放電造成的損失就達(dá)幾百億美元。根據(jù)Intel公司公布的資料顯示，在引起計(jì)算機(jī)故障的諸多因素中，電氣過(guò)應(yīng)力(ElectricalOverStree,EOS)/ESD是大的隱患，將近一半的計(jì)算機(jī)故障都是由EOS/EDS引起的，ESD對(duì)計(jì)算機(jī)的破壞作用具有隱蔽性、潛在性、隨機(jī)性和復(fù)雜性的特點(diǎn)。
IT類(lèi)設(shè)備由眾多芯片、元器件組成，這些元器件對(duì)靜電都很敏感，不同的靜電敏感器件受靜電損傷的閾值電壓不同。在空氣濕度過(guò)低時(shí)，工作人員的活動(dòng)非常容易產(chǎn)生靜電電壓。
艾默生單冷空調(diào)嚴(yán)格說(shuō)并不是精密空調(diào)，理由如下：
1、從基本功能上來(lái)說(shuō)，單冷空調(diào)只能降低房間的溫度，與精密空調(diào)恒溫恒濕控制所需要的制冷、加熱、加濕、除濕的基本功能完全不同，差了很多；
2、從配置上來(lái)說(shuō)，大多數(shù)品牌的單冷空調(diào)配置比精密空調(diào)簡(jiǎn)化了很多，特別是傳感器、控制器、報(bào)警、保護(hù)、手操器、聯(lián)控、監(jiān)控甚至所有的電控元件等等，能簡(jiǎn)化的基本都簡(jiǎn)化掉了，這也是單冷空調(diào)比精密空調(diào)便宜很多的根本原因了。
3、由于自身功能和配置的缺陷，單冷型空調(diào)一般只能應(yīng)用于對(duì)濕度相對(duì)不太敏感的移動(dòng)基站、小型網(wǎng)絡(luò)機(jī)房等邊緣機(jī)房場(chǎng)所，而不能應(yīng)用于有恒溫恒濕要求的核心機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)中心、數(shù)據(jù)中心、實(shí)驗(yàn)室、博物館等場(chǎng)所。
雖然艾默生單冷空調(diào)不能算作真正的精密空調(diào)，但是單冷空調(diào)具備了365*24小時(shí)連續(xù)工作、基本遠(yuǎn)程監(jiān)控、來(lái)電自啟動(dòng)、低溫環(huán)境制冷等功能，成為了機(jī)房精密空調(diào)的有效補(bǔ)充，被廣泛利用在基站和小型網(wǎng)絡(luò)機(jī)房當(dāng)中。
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