在关键环境中选择精密空调的关键因素

09/30/2025

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在当今快节奏的数字化时代，数据中心和服务器机房对冷却的需求不断增加。要确保设备高效稳定地运行，就必须精心选择精密空调设备。然而，精密空调的类型和技术规格多种多样，如何在询价时清楚地表达您的冷却要求是一项艰巨的任务。.

在本文中，我们将利用多年来为客户选择和设计精密空调解决方案的经验。我们旨在从客户的角度出发，提供在关键环境中选择精密空调的关键方面，以加强您与制造商或其他供应商就精密空调需求的沟通。如果您不熟悉精密空调产品，担心无法准确描述自己的需求，从而导致无法满足需求，我们建议您继续阅读，为今后的讨论做好准备。.

精密空调如何工作？

在开始讨论如何选择合适的 PAC 之前，我们不妨先概述一下其基本原理。如下图所示，标准风冷式精密空调系统的原理可描述如下：

压缩机:循环从压缩机开始，压缩机吸入低压气态制冷剂（约 12°C）并将其压缩成高压高温气体（约 80°C）。.
( 压缩究竟是如何提高温度的？ )
冷凝器:高压气体进入冷凝器，通过风扇的冷却作用释放热量，并冷凝成高压、常温液体（约 35°C）。.
膨胀阀:然后，冷凝液态制冷剂流经膨胀阀。在膨胀阀内，制冷剂经过减压，温度下降，变成低压、低温液体（约 7°C）。.
蒸发器:低温液态制冷剂进入蒸发器，吸收周围环境（如房间）的热量，再次蒸发为低压气体，从而达到制冷效果。.
周期:蒸发后，气态制冷剂返回压缩机（温度恢复到约 12°C），完成循环。.

计算制冷负荷要求

一旦确定了精密空调的冷却方式，就必须提供具体的冷却负荷要求。.

首先，如果您已经掌握了制冷负荷需求的具体数据，则应直接与制造商沟通，以确保所选空调设备的制冷能力等于或大于您的要求。.

其次，如果没有明确的冷却负荷规格，可以根据机房的总负荷进行估算。这需要根据机房大小和设备热输出量，使用以下公式进行计算：

室内制冷负荷计算:

房间制冷负荷 = 房间面积 × 0.2 kW/m²

设备热输出计算:

设备热输出 = （机柜设备总负载千瓦或 UPS 容量）× 0.8

替代冷却负荷计算:

如果没有负荷信息，也可按以下方式计算制冷负荷：

制冷负荷 = 房间面积 × (0.35 - 0.5) kW/m²

了解这些计算公式并不是强制性的；制造商在获得足够的信息后会进行这些计算。在获得所需的制冷量后，就可以根据自己的要求选择精密空调的类型和规格了。.

了解精密空调的冷却方法

在计算出 IT 空间的冷却能力后，就该想办法让它冷却下来了。用于数据中心、电信或其他关键环境精密冷却系统的冷却方法有四种。每种冷却技术都能适应特定的环境条件。.

免费冷却
这可能是四种方法中最具成本效益的选择。其原理是利用低温环境空气或其他自然冷源。当室外温度足够低时，系统可直接将室外冷空气引入数据中心，或利用热交换器将数据中心的热量传递给室外冷媒，避免或减少机械制冷设备的运行，从而达到节能的目的。如果您的运行环境处于低温地区，如高纬度或高海拔地区，那么采用自由冷却的冷却系统可显著降低数据中心的 PUE。.
风冷式
考虑到室外机的位置和安装空间，适用于中小型数据中心。它的工作原理是利用风扇吸入室外空气。空气通过蒸发器盘管，制冷剂从空气中吸收热量。加热后的制冷剂进入室外冷凝器盘管，风扇将空气吹过盘管，将热量释放到大气中。冷却后的制冷剂循环回到蒸发器，重复上述过程。对于一些拥有稳定自然冷源的地方，选择结合风冷和自由冷却技术的 PAC 是相当明智的。.
水冷式
在水冷式系统中，制冷剂循环管道的长度相对较短，这就解决了风冷式空调的局限性，即制冷剂管道不能太长，否则会导致潜在的压力损失和效率降低。在这里，水充当传热介质。制冷剂在蒸发器中吸收热量，变成高压高温气体。然后，制冷剂流向水冷式冷凝器，水在冷凝器管道中循环。水从制冷剂中吸收热量，将其冷却成液体。然后，加热后的水被送入冷却塔，将热量释放到空气中，冷却后再循环。请注意，水冷系统不需要室外冷凝器，但通常需要冷却塔来有效散热。.
冷冻水
冷冻水 PAC 在大规模运行中表现出色，可在较长距离内有效提供稳定的冷却。冷水机组将水冷却到低温（冷冻水）。冷冻水通过管道网络泵送到数据中心的空气处理单元或冷却盘管。数据中心内的空气经过这些盘管，空气中的热量被冷冻水吸收。现在变热的水返回冷却器再次冷却，完成循环。这种设计可实现精确的温度控制，并与自由冷却选项无缝集成，从而显著提高数据中心的整体能效。.

在与制造商讨论的过程中，他们会根据您的地理环境帮助您确定最合适的冷却方法。虽然这些冷却方法可以满足关键环境中的大多数冷却需求，但如果您需要更高的效率和可靠性，或者如果您的设备具有较高的计算密度或负载，您可能需要探索以下方法双源精密空调或数据中心液体冷却解决方案.

分析环境条件

为了最大限度地降低成本、降低关键环境中的能源使用效率 (PUE)，以及延长设备的使用寿命，对安装冷却系统的地点进行仔细分析一直是至关重要的。一般来说，您需要考虑的是湿度和温度。在此基础上，您应该考虑您的地理位置，如纬度和经度。.

温度
在确认精密空调类型时，您的地理位置是我们经常考虑的一个关键方面，因为这意味着您的冷却系统是否能从大自然中获得稳定的冷源。然后，我们就能明确您所在地区是否可以使用自由冷却和风冷式空调，这意味着可以选择更具成本效益的解决方案。纬度和海拔是我们需要关注的两个关键方面：
纬度
一般来说，当纬度超过 30° 时，特别是在北方国家或地区，使用自然冷却系统会变得更加经济和可行。.
海拔高度
与纬度类似，海拔越高，气温越低。海拔每升高 1000 米，气温通常会降低约 6.5°C。这种冷却效果对数据中心尤为有利，因为它还能提供稳定持续的冷空气来源。.
在美国科罗拉多州，许多数据中心都位于海拔超过 2500 米的地方，他们利用自然冷却技术大大降低了能耗，与传统空调系统相比，可节约 30-60% 的能源。这些实施表明，利用海拔高度可以显著提高冷却策略的运行效率。.
湿度
众所周知，液体蒸发会从周围环境中吸收热量。基于这一原理，水冷式精密空调系统可作为自由冷却和风冷式精密冷却系统的补充，尤其是当室外机和室内机之间的距离构成挑战时。.
然而，并非每个地点都适合选择水冷式设计。其中一个关键原因是蒸发受环境湿度的影响很大。高湿度会减缓甚至停止蒸发过程，从而降低水冷系统的效能。.
在湿度持续较高的地区，水冷系统的冷却性能可能会受到影响，从而导致能耗增加、效率降低。因此，在考虑水冷精密冷却解决方案时，必须评估当地的湿度条件。相反，在湿度较低的地区，水冷系统可以更有效地运行，从而节省大量能源并提高冷却效率。.
( 您可能会喜欢：湿度是一个隐藏的障碍：水冷式精密空调的选择为何如此复杂？ )

除了上面提到的内容，我们还想与大家分享一些小贴士：

第一, 当室外温度超过 45°C 时，需要使用更大的室外机，特别是在正常温度条件下（通常为 25-35°C），比与室内机匹配的标准尺寸室外机具有更大制冷量的室外机。.
第二, 如果室外温度超过 50°C，则应选择耐高温的空调系统，因为传统设备可能会因过热而无法有效运行，甚至停机。.
最后但同样重要的是, 在特殊环境下（如盐雾严重的沿海地区、油田或有腐蚀性气体的地区），必须对室外机进行防腐蚀处理，以防止其金属部件受损并延长使用寿命。特别是在石油和天然气环境中，必须考虑额外的防爆措施，以符合安全标准，避免易燃气体引起的火灾或爆炸风险。.

了解常见的供气方法

不同型号的精密制冷系统可能采用不同的送风方式。例如，散流器上流式通常适用于制冷量较低的空调，而较大型的室内空调系统往往采用上流式或下流式设计。共有五种方法供您参考：

来自空气扩散器的上升气流:当天花板高度小于 300 毫米时，送风距离不应超过 8 米。.
导管上流:一般用于热负荷较低、送风距离较长的区域。.
从地板下方向下流动:适用于地面高度超过 300 毫米的情况。.
来自地板下风扇的下流:适用于高度超过 450 毫米的楼层，从而延长供气距离。.
水平气流:常用于封闭的冷热通道以及微型模块环境。.

不同的供气方式有时会对应不同的冷却能力要求。对于小型精密冷却系统，如 Soeteck 7.5-27.5 千瓦室内精密空调, 由于空气扩散器一般设计和安装在 PAC 的机身内，这意味着您无法选择将其从最终报价清单中删除。不过，对于更大规模的室内冷却精密空调，送风方式是可选的。明确说明您的冷却要求将有助于供应商为您设计更好的解决方案。.

明确安装条件

精密空调的安装条件有几个方面会影响制冷解决方案。一般来说，室内机与室外机之间的距离以及空调安装地点的空间。根据我们的经验和知识，我们与您分享一些需要注意的潜在原因：

室内和室外机之间的距离
室内机和室外机之间的距离往往是一些大型项目的 “硬伤”。因为距离过长会导致制冷剂管路压力过低。这可能会导致制冷不足、效率降低、能耗增加，也就意味着需要支付更高的费用。 PUE. .在这种情况下，您可能无法选择自由冷却系统和风冷系统。不过，对于水冷式 PAC 和冷冻水 PAC 来说，这绝对不是问题。.
( 您可能会喜欢：水冷式和冷冻水式精密空调有哪些区别？)
安装空间
安装空间对于选择合适的精密冷却系统至关重要。风冷系统需要足够的室外通风空间，并靠近室内设备，以保持效率。自然冷却系统依靠适当的新鲜空气通道，必须避免热源污染；有限的空间会降低其效率。水冷系统需要室外空间来安装冷却塔和管道，而冷却水设备则需要中央冷却管道和足够的天花板或地板间隙。.

确认您的电源要求

在选择空调设备时，您需要确认电源要求，包括电压类型和频率。不同行业和地区有不同的电源标准，这会影响精密空调设备的设计。以下是一些常见的电源标准：

标准电压:380伏，60赫兹/50赫兹，三相
东南亚 (菲律宾):480V，50/60Hz 或 230V，50/60Hz
大多数 南美国家 (阿根廷和智利除外）：208 伏，60 赫兹
美国/加拿大电压：208 伏，60 赫兹

对于制造商来说，特殊的电源要求可能涉及非标准的定制，因此在讨论过程中必须传达这些信息，以确保设备在交付时能成功运行。.

结论

向制造商有效传达您的精密冷却要求对于确保机房的最佳性能至关重要。重点是提供清晰的冷却负荷计算、指定空气排放方法并详细说明安装条件。这样做不仅有助于更好地了解您的需求，还能加强与供应商的合作。考虑创建一份基本要求清单，以简化讨论，并对冷却解决方案的未来可扩展性保持开放态度。与专家合作可以进一步提高您的能力，确保高效可靠的冷却系统符合您的运营需求。.