科士达机房精密空调构成部分及原理详解

科士达机房精密空调可将机房温度及相对湿度控制于正负1摄氏度，从而大大提高了设备的寿命及可靠性，对于很多初次认识机房精密空调的人来说，感觉科士达机房精密空调很神秘，到底和家用空调有什么区别呢，本文就对机房精密空调的构成进行详解。

下面对科士达机房精密空调构成部分进行详解：

（一）科士达机房精密空调压缩机

压缩机按其结构分为三类：开启式、半封闭式、全封闭式。目前大部分机房专用空调采用全封闭式压缩机。

全封闭制冷压缩机是一种压缩机与电动机一起，装置在一个密闭铁壳内形成的一个整体。从外表看只有压缩机的吸排气管接头和电动机的导线；压缩机壳分为上下两部分，压缩机和电动机装入后，上下铁壳用电焊焊接成一体。平时不能拆卸，因此机器使用可靠。

在全封闭制冷压缩机中，又有活塞型压缩机和涡旋式压缩机。

全封闭涡旋式制冷压缩机，它的构造主要由下列各项组成：旋转式进、出口阀门；压力表接口；内置式过载保护；弹性机座；曲轴箱加热器；内置式润滑油泵。

涡旋式制冷压缩机最大的优点是：

1、结构简单：压缩机体仅需2个部件(动盘、定盘)就可代替活塞压缩机中的15个部件。

2、高效：吸气气体和变换处理气体是分离的，以减少吸气和处理之间的热传递，可以提高压缩机的效率。涡旋压缩过程和变换过程都是非常安静的。

（二）科士达机房精密空调蒸发器

1、蒸发器的分类：

蒸发器按其被冷却的介质种类可分为冷却液体的蒸发器(干式蒸发器)和冷却空气用的蒸发器(表冷式蒸发器)这两大类。

机房空调系统所使用的蒸发器一般为冷却空气的蒸发器。当制冷系统的氟里昂液态进入膨胀阀节流后送入蒸发器，属于汽化过程，这时候需要吸收大量热量，使房间温度逐步降低、以达到制冷及去湿效果。

2、A型蒸发器

“A”型结构蒸发器的优点是该结构具有较大的迎风面积和较低的迎面风速以防止逆风带水。蒸发器配备有1／2”铜管铝翅片及不锈钢凝结水盘，以利热量更好的传递。

蒸发器盘管分为多路进入并作交错安排，籍此将每个制冷系统都能遍布于盘管迎风面上，当单一制冷系统运行时，显热制冷量可达总制冷量的55％—60％。

3、蒸发器的去湿功能

在正常制冷循环中，室内机风扇以正常速度运转，供给设计气流以及最经济的能量以满足制冷量的要求。

（1）简单的除湿功能

当需要除湿时，压缩机运行，但室内机马达转速降低，通常为原转速的2／3，因此风量也减少了1／3，通过冷却盘管的出风温度变成过冷，产生良好的冷凝效果即增加了除湿量。以此法增加去湿量带来的弊端有：当出风量减少1／3，通常在几秒种之内出风温度降低2oC—3oC，当突然降低温度速度达到最大允许值每10分钟降低1℃时，造成控制可靠性降低；当出风量减少1／3，过滤效率降低，对换气次数及通风量都有很大影响，造成室内控制精度降低和温度分布不均匀；由于出风温度降低，需接通电加热器以提高室温，造成温度控制不精确和增加运行费用。

（2）专门的去湿循环

冷却绕组分为上、下两个部分，分别为总冷却绕组的l／3和2／3。在正常冷却方式下，制冷工质流过冷却绕组的两个部分。在除湿方式下，常开电磁阀关闭，这样就把通向冷却绕组的上部绕组(1／3部分)的氟里昂制冷剂切断了，全部氟里昂制冷剂都流向冷却绕组的下部绕组(2／3)部分。通过下部绕组的空气的温度是很低的，通常至少比冷却循环中的空气降低3oC，所以增加了去湿效果，但其弊端是总制冷量会减小和吸气压力降低。

（3）旁路气体调节器

在“A”型蒸发器顶部安装一个旁路气体调节器，在正常冷却方式下这个调节器是关闭的，所有返回的气体都要平均地经过两个冷却绕组。当需要进行除湿操作时，旁路气体调节器完全打开，使1／3的返回气体旁路经过A框绕阻的顶部而没有经过冷却，另外2／3的返回气体均匀地通过A框绕组，排出气体的温度被快速降低，增加去湿效果。

此种去湿方法的效果与专门的去湿循环相同，但是其优点是总制冷量将保持不变。

（三）科士达机房精密空调冷凝器

冷凝器按其冷却形式可分为三大类型：水冷式、风冷式、蒸发式及淋水式。

1、水冷式：

在水冷式冷凝器中，制冷剂放出热量被冷却水带走。冷却水可以一次流过，也可以循环使用。当使用循环水时，需要有冷却水塔或冷水池。水冷冷凝器有壳管式、套管式、沉浸式等结构形式。

2、风冷式

在风冷式冷凝器中，制冷剂放出的热量被空气带走。它的结构形式主要为若干组铜管所组成，由于空气传热性能很差，故通常都在铜管外增加肋片，以增加空气侧的传热面积，同时采用通风机来加速空气流动，使空气强制对流以增加散热效果。

3、蒸发式及淋水式：

在这类冷凝器中，制冷剂在管内冷凝，管外同时受到水及空气的冷却。

目前进口机房专用空调的类型以风冷型为主。

下面对风冷型冷凝器作详细叙述。

风冷冷凝器采用?10铜管，铝翅片结构，风机采用可调速电机，以保证冷凝器在冬季、夏季能够均衡使用，也使冷凝压力在很冷，很热的环境下不致变化太大。

风冷冷凝器适用于环境温度-30oC—+40oC范围之内，当环境温度较高时，将引起冷凝器压力升高，这将由调速器的压力传感机构感受到这种压力的变化，并将这种变化转变为输出电压的变化，从而使电机转速产生变化以达调节强制对流效果的目的。

当然，由于采用了无极调速的装置，那么这种电机转速的变化是能够非常平滑过渡的。

机房专用空调室外冷凝器在出厂时已经过调整及校验，但由于长途运输或者长期使用中的震动，偶尔会出现调速器的设定漂移现象。如果出现此情况可参相应型号的说明书适当调整。

通常室外机调整转速过程为：室外机高压压力在14kgf/cm2左右时风机起转，在20—24kgf／cm2时达到满负荷转速，而在14—18kgf/cm2时调速性能为最佳状态。

（四）科士达机房精密空调热力膨胀阀

1、热力膨胀阀的结构：

膨胀阀的顶部由密封箱盖波纹薄膜感温包和毛细管组成一个密闭容器，里面灌注氟里昂，成为感应机构，感应机构内灌注的制冷剂可以与制冷系统的相同，也可以不同，比如制冷系统用的是F—22，感温包可灌注F—12或F—22，感温包用来感受蒸发器出口的过热蒸汽温度，毛细管作为密封箱与感温包的连接管，传递压力作用在膜片上，波膜片是由一块0.2mm左右的薄合金片冲压成形，断面是波浪形的。受力后弹性形变性能很好，调节杆是用来调整膨胀阀门的开启过热度，在调试过程中用它来调节弹簧的弹力，调节杆向里旋时，弹簧压紧，调节杆向外旋时，弹簧放松，传动杆顶在阀针座与传动盘之间传递压力，阀针座上装有阀针，用来开大或关小阀孔。

2、热力膨胀阀的工作原理

膨胀阀通过感温包感受蒸发器出口端过热度的变化，导致感温系统内(感温系统是由感温包、毛细管、传动膜片和传动波纹管这几种互相连通的零件所构成的密闭系统)充注物质产生压力变化、并作用于传动膜片上．促使膜片形成上下位移，再通过传动片将此力传递给传动杆而推动阀针上下移动，使阀门关小或开大，起到降压节流作用和自动调节蒸发器的制冷剂供给量并保持蒸发器出口端具有一定过热度，得以保证蒸发器传热面积的充分利用，以及减少液击冲缸现象的发生。

3、膨胀阀的种类：(内平衡、外平衡)

作用于热力膨胀阀体内传动膜片下部的压力为节流后的蒸发压力(这一压力通过传动杆和传动片的缝隙而进入膜片下部分空间)这种结构称为内平衡式膨胀阀。

作用于热力膨胀阀体内传动膜片下部的压力不是节流后的蒸发压力，而是通过外接平衡管将蒸发器出口端的压力引入传动膜片下部空间结构的阀门、称为外平衡式热力膨胀阀。

与内平衡式膨胀阀相比，外平衡式热力膨胀阀的过热度要小得多，所以采用外平衡式热力膨胀阀时，能充分发挥蒸发器的传热面积的作用和提高制冷装置的效果，在蒸发器阻力较小、压力损失不大的情况下，可选用内平衡式热力膨胀阀；当蒸发阻力较大，压力损失比较大或具有液体分配器时，应选用外平衡式热力膨胀阀。采用分配器的，一般都选用外平衡膨胀阀。

在专用空调机中采用的通常是外平衡式热力膨胀阀。热力膨胀阀虽只是一个很小的部件，但它在制冷系统中的作用必不可少，所以它与制冷压缩机、蒸发器、冷凝器、并称为制冷系统四大部件。

（五）科士达机房精密空调制冷系统的其它辅件

1、液体管路电磁阀

液体管路电磁阀在制冷系统中可以受压力继电器、温度继电器发出的脉冲信号形成自动控制。在压缩机停机时，由于惯性作用以及氟里昂的热力性质，使氟里昂大量进入蒸发器，在压缩机再次启动时，湿蒸气进入压缩机吸入口引起湿冲程，不易启动，严重的时候甚至将阀片击破。液体管路电磁阀的设置，使这种情况得以避免，静止时电磁阀将高低压分为二个部分，低压部分的较低压力低于低压压力控制器的开启值。所以压缩机处于停止状态。当压缩机需要启动时，通过电脑输出信号接通电磁阀，当阀开启时，高压压力迅速向低压释放，当低压压力达到低压控制器开启值时，压缩机才能启动。

2、视液镜

视液镜在制冷系统中处于制冷电磁阀和干燥过滤器之间，顾名思意，它是用来观察液体流动状态的，根据气泡的多少可以作为制冷剂注入量的参考，根据视液镜颜色可以看出系统内水份的含量。

3、液体管道干燥过滤器：

通常，液体管道干燥过滤器是不可拆卸的。内部采用分子筛结构，能够去除管道中的少量杂质水份等，起到净化系统的目的。因管道在焊接中会出现氧化物，并且氟里昂制冷剂的纯度也有所不一，液体管道干燥过滤器出现堵塞时，会引起吸气压力降低，在过滤器两端会出现温差，如出现这种情况，需要更换过滤器。

4、高低压力控制器

在制冷系统中高低压力控制器是起保护作用的装置。高压保护是上限保护，当高压压力达到设定值时，高压控制器断开，使压缩机接触器线圈释放，压缩机停止工作，避免在超高高压下运行损坏零件。高压保护是手动复位，当压缩机要再次启动时，需先按下复位按钮。当然，在重新启动压缩机前，应先检查出造成高压过高的原因，给予排除后，才能使机器运转正常。

低压保护是为了避免制冷系统在过低压力下运行而设置的保护装置。它的设定分为高限和低限。它的控制原理是：低压断开值就是上限一下限的压差值，重新开机值是上限值。低压控制器是自动复位，所以要求操作人员经常观察机器的运行情况，出现报警时要及时处理，避免压缩机长时间频繁启停而影响寿命。

工业冷水机机组应用广泛，在有工业的地方就要用到冷水机设备，如：化工冷水机、电镀冷水机、食品冷水机、电子加工冷水机、模具冷水机、印刷冷水机等，而且大部分行业对于工业冷水机要求很高的，大部分客户的要求都是24小时运转，所以对冷水机的电源电压要求也很高，如果冷水机的几相电压不平衡太于2%时，操作时有可能损坏冷水机，所以要控制好冷水机。

冷水机电源电压的检测

如果冷水机标准电压为3相，380V，50Hz，测得UAB=376V，UAC=379V，UBC=385V。得出平均电压=（376+379+385）/3=380V：确定与平均电压的偏差值：△UAB=380-376=4V，△UAC=380-379=1V，△UBC=385-380=5V，最大偏差值为5V，5/380=1.3%，得出最大相电压不平衡为1.3%。

如果测得该电源和电压在正常范围内，这样就可以正常开机。如果冷水机电源控制不好，那么损坏的话就会有很高的一个维修成本，按正常来讲的话电压都会比较正常。

冷水机的电源电压最大可允许的相电压不平衡为2%，相电流不平衡为10%。注：当相电压不平衡大于2%，绝对不能开机操作。

冷水机的工作电源是3相，380V，50Hz。在运行冷水机前，需要检查电控柜中电源部分和控制部分有无异常，并固紧接线端子，包括总电源接线铜排，自动空气断路器（空气开关），Δ-Δ或Y-Δ压缩机启动电气装置，PLC触摸屏，靶流开关，冷冻水泵，冷却水泵联动控制线（控制接点为无源接点），温度传感器，冷冻，冷却水泵，冷却水塔联动控制线（控制接点为无源接点），电控仪表等等节点。待确认好后，方可执行开机操作，确保冷水机组正常运行。

冷水机组属于大功率机器，电压基本都是工业电压，380V，所以在安装冷水机时最好安装稳压器。

机房专用空调机组安装质量的好环，将直接影响机组日后的长期稳定 运行，因此，机组的安装工作，必须由厂家委派的安装队或厂家认可的施工单位来完成，以保证机组的安装质量。各厂家在随机资料里一般都提供了详细的安装说明 手册，用户可根据安装手册监督安装施工单位的工作情况。下面就对机房专用空调机组的安装情况做简单的介绍。

机组底座

一般标准机房专用空调机组，在安装前，先按机组底部面积尺寸制作一个底座架子，底座架与地表面接触部位应加橡胶减振垫，下送风机组底座架上表面高度应比机房防静电地板上表面高度略低，这样才能保证风机送风到地板下面，而不会因机组底架过高漏风。

1、机组的底座建议采用50X50X5mm 的角钢按机组的实际尺寸制造。用膨胀螺栓固定于地面，并刷上防锈漆。

2、如机房的送风距离较长时，应于机座加装导流板，导流板应有足够的厚度，以免吹风时该板发出噪声，导流板面必须铺贴保温，吸音防火材料。

3、底座必须水平安放于平整的地面，以免机组因底座水平不对发生倾斜，致使机组的门板关不严。机组与底座间需放置10mm 橡胶防震垫，减少机组于运行时产生的震动及声响。

科士达机房精密空调风冷机组管道的选择、制作、安装

1） 热汽管和液管的选择

①在设计空调机组到冷凝器之间的管道时，应尽可能地缩短长度，只有在为避免不必要的弯曲时才可例外。

②计算好空调机组到冷凝器之间所有的弯曲和必要的连接。

③根据参见图4-13，将每一个弯曲和连接所产生的压降换算成相应的管道长度，再与实际的管道长度相加。

④根据所计算的管道的总的当量长度和机组制冷容量，选出管道的尺寸。

室外冷凝器的安装      

室外冷凝器可按现场需要，采用卧式或侧立式安装。此两种安装方式，机组必须热气管在上面，液管在下面。室外冷凝器之间的最小距离规定不能少于0.5 米，冷凝器的水平位置最好不低于室内主机。如现场条件不允许时，最低不得超过3 米，否则因回液的垂力作用过大，会造成回液压力不足，冷凝器内积液使有效冷凝面积减小，同时回油不畅影响压缩机正常工作，严重时压缩机会因缺油而损坏。如需在室外冷凝器四周加上围档，围档与室外冷凝之间的距离须在1.5 米以上，而且围档上必须有通风孔便于空气流通。由于冷凝器的设计为适合全天候使用，正常情况下不必要加装任何保护围档，遮雨棚等。室外冷凝器的电源供应导线应用金属线管或PVC 管加以保护，及固定。

科士达机房精密空调热流管道的安装

冷凝器位置高于室内机组时，应每隔 2.5～5m 安装存油弯（可根据不同厂家的要求来确定）。当冷凝器与室内机垂直距离超过20～25m 时，应安装一个油分离器。水平热汽管应向冷凝器方向倾斜，这样，一旦机组停机，油液及已冷凝的制冷剂就不能流回压缩机内。出自安全考虑，热汽管道应进行保温隔离。

回液管的安装

当与膨胀阀前端压力相应的制冷剂温度低于管道周围的环境温度时， 部分制冷剂液体会吸收热量提前汽化，使膨当与膨胀阀前端压力相应的制冷剂温度低于管道周围的环境温度时，部分制冷剂液体会吸收热量提前汽化，使膨胀阀前方 的液管中产生气泡。此类现象经常发生，因此有必要对回液管也进行保温隔离。

一、科士达机房精密空调送风方式

目前机房空调大多数采用上或下送风方式，下送风方式效果要优于上送风方式，这是因为热气自然向上升腾，冷气下沉形成空气对流，当空调送出的冷风，与热源气流方向一致，加速了空气流动，有利于热源的温度降温。对空调而言，空调送风方向与机房内冷热气流分布的对流一致，可以减少气流的阻力，加速冷热转换效率，节省压缩机工作时间，降低空调电耗，起到节能降耗效果。

二、科士达机房精密空调精确送风降耗节能

虽然下送风方式优于上送风方式，但送风不准确也会在不同程度上造成效率低下，达不到节能效果。虽然目前大部分机房的空调都采用下送风方式，但仍有不理想的效果出现，原因可能是：第一，地板下送风，由于设备采用下走线，导致地板下各种走线纵横交错，影响了空调送风效果；第二，机房采用空调下端加装静压箱送风，空调送出的冷风从静压箱设定的出风口直接吹向机房的每列通讯设备，虽然设备采用了上走线方式，但是送出的冷风也只是先将机房内温度下降后，再间接地给设备降温，达到设备温度不再提高的效果。

鉴于此种原因，针对这种机房空调送风方式效率不高的情况，建议在新建机房时，对空调送风方式进行改造，指定精确送风设计方案。精确送风就是将空调送出的制冷风量，通过可控制的风道送到通讯设备的下端或侧端，最大程度地利用空调送出的冷量和风量，与通讯设备的发热量进行交换，有效避免通讯设备出现高温或局部过热现象的发生，以降低空调无效部分的制冷功率，达到降耗节能。精确送风不仅能够迅速给通讯设备降温，而且还可以改善机房维护人员作业环境，其主要表现有以下特征：

1.由于采用风道送风，可以降低空调送风发出的噪声，使进入机房的人员对空调送风发出的声音变得不敏感。

2.采用风道送风，改变机房循环气流，使进入机房人员由冷风直接被吹到，变成已是经过通讯设备吹出的和煦温风拂面，让人倍感舒适。

3.机房内被送风气流吹起的灰尘颗粒会减少，因为循环的冷热交换气流会由风道的控制，变得更简捷顺畅，改变了以往整个机房都在送风气流的搅动之下，整个机房空气参与降温全过程；由于只有部分位置的空气参与了气流流动，使得空气更清新。

4.由于采用风道送风，改变了以往空调送出的冷风，首先对整个机房环境先降温，然后才能将通讯设备的热量再进行冷热交换，使其整个过程变得更直接。

5.由于风道采用可控制设计，可以根据通讯设备的发热量大小程度来调整送冷风量，减少了冷量散失，也可以随着通讯设备的数量增加或减少，相应增加或减少风道出风口数量，使空调的制冷量大小程度更具针对性和实用性。6.由于通讯设备安装在风道之上，高度提高后可以避免机房漏水隐患而会变得更加安全可靠。从上述特征可以看出，精确送风是今后机房空调整体设计的重要参考方向。

三、科士达机房精密空调精确送风的设计方案

机房空调必须采用上进下出风方式，空调下端安装在连接风道的静压箱上，每台空调下端静压箱之间要加装可控制风阀，当某一台出现故障时，打开风阀作为冗余空调互补之用，以保证风道有冷风流过；每列通讯设备安装需要合理组合排列，通讯设备下端固定在风道上，每台通讯设备下端对应一个可调送风口；对于侧面进风的通讯设备，将两列进风面先进行背对背排列，再安装在送风道上端，风道相对的面进行可调式送风口侧开，使两列通讯设备之间处于冷风对流环境之中；每列风道都有风阀和泄压口，可根据通讯设备的发热量调节送风大小，使整个空调的送风系统处于良好运行状态。采用风道送风需要注意空调总电源开关，应当与机房消防告警装置进行联动控制安装，能够在机房内出现烟雾告警时，自动切断空调电源，确保机房安全可靠。