科士达机房精密空调制冷设备的“除霜技术”

科士达机房精密空调制冷领域中广泛采用天然工质作为制冷剂，首先是氨，近期则越来越多地采用二氧化碳，对于制冷系统的操作人员而言，如何实现能源的高效利用以及操作的有效性变得至关重要，“除霜”是说制热运行时主机由室温传感器和蒸发传感器自动检测其大差值，当其差值降到一定程度时自动转入除霜程序，现在的机房科士达机房精密空调制冷设备除霜程序有多种形式，基本可分为：定时除霜、智能除霜、传感器除霜和综合除霜等。

什么是科士达机房精密空调除霜技术？

早是定时除霜了就是指在机器运行一定时间后自动转入除霜程序，传感器除霜是指在室外安装一个温度传感器由其检测冷凝器相应温度当其低至零下多少度时开始除霜，所谓综合除霜就是先由传感器除霜模式，若室外传感器故障或已坏时自动转为智能除霜，若室温传感器或蒸发传感器也出现故障或已坏时则进入定时除霜模式，当然以上这些模式不同厂家设定值也是不同这也和其制冷系统有关。

从热气和冲霜排液方面对不同的热气融霜控制方式进行了比较，包括融霜效率和融霜速度主要参数等的分析，其中融霜速度是影响制冷系统生产效率的一个关键因素，同时，还对改进热气融霜系统的几种控制方式给出了建议，热气融霜是一种高效的蒸发器融霜方式，由于目前对于节能的关注愈发明显，采用一种快捷、高效的融霜方式对于制冷系统的总体能耗水平而言至关重要，在绝大多数的案例中，可以明显的看出热气融霜较其他融霜方式(如盐水融霜)的效果要好得多，主要介绍热气融霜系统中的阀件选用及控 制方式的优化，就冷风机而言，融霜是件不可避免的“麻烦事”，在冷风机上凝结的霜会对其效率造成很大的影响，甚至可以完全阻隔空气流动，造成冷风机失效，热气除霜对系统具有一些负面的影响，例如需要压缩机做额外的功来融化在蒸发器翅片和管路中凝结的霜/冰层。

这些额外的能耗有一部分转化为热量加热了冷风机并且进一步散发到冷藏室中使室温上升，这些热量都需要在后续的制冷中加以去除，此外，用于除霜的时间将占用系统可以用于制冷的时间，这对像食品加工行业这样其生产率易受除 霜时间限制的行业具有很大的影响。另外，其他的影响 虽然并不明显，但也值得我们知晓和关注，例如制冷部件将因此承受相应的机械应力，实际应用中可以发现在蒸发器附近许多的阀件和控制产品都出现了不同程度的 损坏，其原因可以归咎为阀件选型及设置的不正确，机械应力主要来源于冷凝器侧的高制冷剂压力，高排气温度以及高压差。当以上因素综合起来的时候，所造成的破坏力是十分严重的。

今天我们可以很普遍地看到采用二氧化碳作为低温侧的冷媒，同时采用二氧化碳热气进行融霜，这时的工况相比氨而言要更加复杂，因为其压力等级及压差都要比氨系统高的多，因此一些用户会避免选择二氧化碳的热气融霜，而是采用电融霜或盐水融霜等其他方式。

科士达机房精密空调制冷系统热气融（除）霜原理

当热气融霜开始时，制冷剂的涌入可能会造成液锤现象，特别是当蒸发器中的液态制冷剂未被排净时。这一问题也会出现在热气供应管路中存在积液的地方，这时积液在热气的推动下具有液锤的危险或者气体制冷剂具有发生内爆的风险。

（1）研究表明：热气融霜实际的能量消耗大致是融霜所需热量的两倍(Stoeker，1983)，多余出的热量将被用于加热冷藏室、蒸发器、管路以及水盘。

（2）热气融霜压力：一个普遍的误解是较高的融霜温度带来较好的融霜效果。但实际上一些研究表明(Stoecker，1983)低压及低温气体一样可以实现较好的融霜效果。这里可以归结为合适的压力及温度带来佳的融霜效率(Hoffenbecker，2005)。

（3）热气融霜的时间：在工业制冷领域，典型的融霜时间设置是根据系统初始调试/运行时的情况来设定的。这就带来一个问题：是否有足够的除霜时间?这就可能带来融霜效果不良的问题。另一个严重影响热气融霜效率的问题就是融霜时未冷凝的蒸气直接流过融霜压力调节阀。这里产生的蒸气需要被再次压缩，同时这也造成热气融霜时向蒸发器提供 过多的热气。流过的蒸气数量取决于冲霜排液管路上的控制方式，压力控制或液位控制。

（4）需注意融 霜的过程大 致如下：冰层首先在盘管上融化，然后落到水盘内，完全融化掉。这里的关键点是融霜的过程是按照相应顺序进行的，刚开始盘管上的融霜所需热量较高，随后在水盘上的热量需求将上升。

科士达机房精密空调传统的热气融霜控制阀组

（1）湿回气管路

在湿回供液管路上的控制阀类型为电磁阀，气动电磁阀(此二类阀件必须配置一个旁通阀来避免融霜后可能产生的液击现象)，两步开启式气动电磁阀，电动阀或是电动球阀。在此种应用中推荐选用两步开启式气动电磁阀或者电动阀。一方面它们可有效防护液击，这得益于它们的两步式开启功能，可实现操作过程中缓慢的开启。另一方面则是它们在制冷循环过程中所带来的压降相对较小，这对低温系统尤为重要。对于两步式气动阀而言，另一个优势则是它不需要额外的设置。当阀门两端的压差下降到特定值后，可以自动进行第二步开启。电动阀则需要在 速度上进行调节，但不需要来自于热气管路的额外动力。电动阀在二氧化碳系统中很受欢 迎，它们可以承 受高压力的工况。带旁通电磁阀的电动球阀方案近期也得到了不少的应用，其优势是制冷循环中的压降较小。当然其阀杆处的泄漏风险也值得引起我们的关注。

（2）供液管路

供液管路对热气融霜的影响小。这里应考虑到有多少液体制冷剂被供应到了蒸发器中。一旦采用PWM(脉冲调节)的控制策略，制冷剂的供液量将相应下降，使得除去蒸发器中残存液体制冷剂所需的时间降低，预期的结冰量也将相应减少。该现象是由于采用脉冲开关控制后蒸发器后表面的换热温差下降了。

上述的供液控制策略在不少的二氧化碳泵循环系统中成功应用，但在氨系统还进行未广泛推行。

（3）热气管路

常见的对蒸发器供应热气的方式为采用常规的电磁阀，对于二氧化碳系统而言，也可以采用电动阀和电动球阀。在高压力和高压差的系统环境下，二氧化碳系统较氨系统更易出现液锤风险。很显然，采用电动阀的缺点是设置的复杂性上升，同时包含电动阀的阀组成本较常规方案也要高一些。

另外，对于电动球阀来讲，至关重要的是其开启的速 度应设定在 相应较慢的水平。采用两个电磁阀的解决 方案，其中一个可提供热气融霜的全部容量，另一个的容量则是第 一个的10-20%，二者采用并联方式，这是一种成本和效率上更好的解决方案。小电磁阀先对蒸发器 供应热气，提升蒸发器及供气管路中的压力。然 后大电磁阀启动，开始进行融霜。此方案已在许多融霜系统中成功应用。

在热气融霜系统中采用电动阀的优势是可以实现热气供应的智能控制。这里包括融霜系统开启和关闭的缓慢操作(或对启闭速度进行调节)。在某些不以时间来进行控制而是采用其他控制方式(例如表面温度控制)的除霜操作中，采用电动阀进行热气供 应是很好的选择。

为了限制热气压力/融霜 温度并实现佳的融霜效率，可以安装一个出口压力调节阀。对于一组蒸发器而言，如果它们共用一根热气管路，那么只需要在该热气管路上安装一个出口压力调节阀即可。在选 型上，必须确保该出口压力调节阀能够保障同时进行除霜的所有蒸发器具有足够的热气供应。

（4）排液管路

在采用热气融霜方案的蒸发器冲霜排液管路上，可以采用多种不同的控制方式。压差调节阀在这里应用是很常见的，此外也可以用压力调节阀或浮球阀来实现排液功能。如我们所讨论，浮球阀用于热气融霜排液控制的效率高效。在冲霜排液管中，浮球阀与热气管路上的出口压力调节阀匹配是值得推荐的，此解决方案可保障融霜压力一直处于佳水平。

当然，在冲霜排液管上安装浮球阀也有一定的缺点。

首先，成本会相应较高。此时可考虑在多个蒸发器共用的冲霜排液管上设置一个共同的浮球阀。其次，对于诸如二氧化碳这样的高压制冷剂，相应的浮球阀很难采购到，这样就会给设计和选用带来不小的难度。

这里的替代方案可选用蒸汽疏水阀，这是应用于其他行业的控制元件，可以承受较高的压力，虽然这一解决方案的应用在逐步增加，需要注意的是在选用浮球阀时的各个注意事项同样也适用于疏液阀。

科士达机房精密空调热气融霜控制阀组

展示了一个典型的采用热气除霜的工业制冷蒸发器，其中的控制阀件可以分为四组：

（1）热气供应管路：典型配置有：截止阀、过滤器、另一个电磁阀及截止阀。

（2）蒸发器采用泵供液方式，阀组按顺序包括：截止阀、过滤器、电磁阀、止回阀、调节阀和截止阀。

（3）冲霜排液管路：这里我们既可以采用压力控制阀也可以采用浮球阀进行排。

（4）科士达机房精密空调湿回气管路

此管路上需要一个电磁阀以及截止阀，融霜的过程可以分为四个步骤，关闭蒸发器的供液。但蒸发器的风机还将工作一段时间，吸气管路的阀门将保持打开状态以确保剩余的液态制冷剂继续蒸发完毕。

关闭吸气管路的阀门和蒸发器的风机，将热气电磁阀打开，对蒸发器供应热气，当融霜结束时，热气电磁阀关闭，开启吸气管路的阀门。再次打开供液管路，等待蒸发器翅片上的水珠凝固后，再打开风机。需要高度注意的是热气融霜过程中应避免压力/温度对系统的不利影响，以及在融霜开始时由于蒸发器中压力上升缓慢或者除霜 结束时压力下降缓慢 所带来的系统效率较低。故上述提及的热气电磁阀和主吸气管路阀门的选择对系统安全和效率至关重要。

考虑到上述融霜中的效率问题，需要注意的是，二氧化碳的融霜难度更大，因此在二氧化碳系统中热气 融霜时需 要采用更加保守的配置方式。

众所周知，机房设备功率密度大所以体积发热量高，交换、数据等机房仍然需要通过空调压缩机不断制冷来达到通信设备对环境温度的要求，而制冷剂通过水泵的运转，将乙二醇水溶液作为载冷剂进行室内、室外热交换，避免空调压缩机工作，由于科士达机房精密空调蒸发器左右两侧焊口较多，可能出现的漏点也较多，科士达机房精密空调制冷剂泄漏也是常有的事，主要原因是空调器生产厂员工焊接技术欠佳，在没有把铜管烧红(温度没有达到600℃～700℃)，就把焊条放在焊口处，铜管和焊料没能熔合在一起，造成焊口夹焊、有麻渣、不光滑产生泄露，下面看看这几处空调制冷剂泄漏点该如何补缀。

机房新安装的空调器，关上室外机结束阀，消除室内机氛围后，室内机蒸发器泄漏的声响偶然能用耳朵能听到，可见空调器泄漏，蒸发器焊点是弗成忽视，发明蒸发器泄漏，佳把它卸下焊接，免得热焰把蒸发器塑料外壳烤变形，无奈向用户交代，装配的办法是：

1、找准漏点，做好标志。

2、假如制冷体系内另有制冷剂，要先把制冷剂收存在室外机内。

3、用两个8寸或10寸扳手卸下室内机衔接锁母，卸下室内机右边电气盒。

4、卸下蒸发器后侧牢固管路、夹板，拆去室内蒸发器阁下定位螺钉。

5、左手从室内机后侧微微抬起管路20，使蒸发器前移。用右手将蒸发器拉出5cm后，用双手将蒸发器扭转90度，顺着管道拉出。留意双手操纵，切勿把翅片碰倒。蒸发器卸下后，放到平坦干净的处所，用干布把泄漏点油迹擦干净。泄漏点用银焊焊好，打压反省肯定不漏后，按装配的反次序将蒸发器装回室内机塑料框架上。

制冷剂正负压取样与密度测定

1正压取样

大部分溴化锂吸收式科士达机房精密空调机组(冷热水机组)所配的溶液泵的压力较高，稀溶液可在正压条件下取样，正压取样所需的器械及其连接。

2负压取样

溴化锂吸收式机房空调制冷机组(冷热水机组)内部的压力低于大气压力，在进行冷剂取样时，由于冷剂泵的压力较低，其出口压力仍低于大气压力，需在负压条件下取样，借助真空泵所抽的真空，将冷剂水引出，浓溶液的压力也低于大气压力，如需取样，同样需要在负压条件下取样。部分溴化锂吸收式机组(冷热水机组)所配的溶液泵的压力较低，稀溶液也需要负压取样。负压取样所需的器械及其连接，在机组运行管理和维护时，由干所取样的冷剂水或浓溶液较少，如使用广口瓶不方便，可以用取样器代替广口瓶。

3密度测定

测定溴化锂溶液的密度，是为了确定溶液的浓度，浓度、温度、密度三个参数直接相关，测定出密度和温度，即可确定溶液的浓度，溴化锂溶液倒入量桶后应尽快进行测定，测定时，温度计和密度计必须同时插入量桶，同时读数。

4机房空调

测出温度和密度后，例如，测得温度为30℃、密度为1560kg/m3的水平坐标上找出30℃作垂直线，在垂直坐标上找出1560kg/m3作水平线，由两条线的交点可得溴化锂溶液质量浓度(即质量分数)为52%。

制冷剂几处泄漏点及补缀方法：

1低压旁通阀芯制冷剂泄漏

分体式空调器制冷体系弥补制冷剂(俗称“加氟”)，必需从低压旁通问加注。用带顶针的加气管，把低压加气阀杆顶开，制冷剂钢瓶的r22制冷剂气体和空调器制冷剂的气体接通，便可结束加注。

形成阀芯泄漏的缘故原由是：加气管的顶针调剂太长，把旁通气阀顶针顶出来后不克不及弹回，使阀芯不克不及复位。消除的办法是用公用空调器的钥匙插到加气阀芯内，给阀芯一个作用力，使阀芯弹簧弹出，便可消除阀芯漏气毛病。

2管路凹瘪制冷剂泄漏

管路四瘪泄漏多呈如今家庭装修后。有的装修工人不懂制冷管路内有制冷剂;随意弯动，因为管路外有保温套，弯瘪后不轻易被发明。管路凹瘪后，制冷剂遗漏，再次开机加氟，制冷体系呈现两次截流症状。

例：一台分体式空调器不制冷，用压力表试压力，压力表表现负压，气体加到0.45MPa后，紧缩机乐音加大，室内机无寒气吹出。卸下室内机外壳，手摸蒸发器不凉，剥开室内机管路保温套，发明低压液体管凹瘪。把凹瘪截流处用割刀去掉，采纳外套管对接的办法，用银焊焊好后，从新打压、检漏、抽闲、加氟，用遥控器开机。但空调器继承呈现上述症状，阐明管路中另有两次截流处。继承剥开室外管路保温套，发明室外管路低压气体管也被凹瘪。把室外管路修整焊接后，用遥控器开机，空调器规复制冷。

3四通换向阀制冷剂泄漏

冷暖型空调器四通阀上面三根铜管夹角处泄漏较多，若发明夹角处有油迹，阐明有漏点。补缀的办法是：先用毛巾把夹角地记处油迹擦干净，并用洗濯灵检漏，把漏点用钢针作标志，而后放掉制冷剂，用湿毛巾把四通换向阀包扎冷却。焊接时，要依据本身控制火焰技能，瞄准漏点，当夹角到达焊接温度时，敏捷点银焊条焊接。操纵伎俩要快，争夺焊接一次胜利，试压不漏。

初学者遇到四通换向阀夹角外漏故障，尽量采用胶粘法补漏。因尼龙阀芯滑块距漏点夹角较近，加之仰焊有一定难度，操作不当会把阀芯烘烤变形。一旦四通阀滑块串气，空调器冷热都不制，由原来微漏的小故障，变成了非换四通阀不可的大故障。这给用户造成了时间上、经济上的损失。四通阀夹角胶粘法补漏和压缩机的胶粘法一样，经过试压检漏、抽空、加氟，空调器换向阀夹角泄漏故障即可排除，恢复制冷。

4紧缩机接线柱制冷剂泄漏

紧缩机接线柱制冷剂泄漏，占泄漏毛病2%以上，卸下过流过热保护器外盖，假如看到紧缩机接线柱四周有油迹，阐明有漏点。

消除的办法是：先把空调器电源插头拔下，并写好纸条“楼顶有人修空调器，忽插电源”挂在插座上。以避免培修职员在顶层补缀室外紧缩机;室内职员误插电源，形成人身触电变乱。而后用加F22表在低压气体加气旁通阀处，试一下体系的压力。

假如此时体系内压力为零，可先向体系充入0.3MPa压力的制冷剂气体，免得体系内无压力，在用洗濯灵检漏时，洗濯灵经由过程漏点进入紧缩机油内，形成紧缩机抱轴变乱。

计算机房环境要求：

温度：夏季23±1 ℃ ；

温度：不允许发生大范围变化，其值小于5℃/H；

湿度范围：45%~65%RH ±5%

洁净度：每升空气中粒子大于0.5微米的颗粒数＜＝18000粒/升

气流速度：地板风口出风速度；

温度过高危害：

温度过高5 ℃ ：计算机可靠性下降25%；

温度过高10 ℃ ：计算机可靠性下降40%；

湿度过高或过低危害：

湿度超过80%RH ：空气凝露,可能导致设备短路

湿度低于30%RH ：产生静电

精密型与舒适型空调机组的比较：

机房专用空调基本系统构成：制冷系统、加热系统、加湿系统、去湿系统 。

科士达机房精密空调加热系统： 

分电加热，热汽加热，热水加热等几大类。

电加热 ：元件通电发热产生热源。

热汽加热：利用暖汽系统进行加热。 

热水加热：利用热水系统进行加热。

热汽、热水加热多用于中央空调，精密空调为提高效率，多采用电加热。 

科士达机房精密空调加湿系统： 

电极式加湿器。

红外线式加湿器。

超声波加湿器。

电极式加湿器原理：在电极上施加电压将水击穿，在电流的作用下形成热量使水沸腾产生蒸汽。

除湿系统：空气降温时或除湿时空调房间内达到饱和，饱和水蒸汽会在蒸发器上冷凝成水排出到室外。

7 种冷却模式：

直接膨胀 – 风冷

直接膨胀 – 水冷

直接膨胀 –水冷和自然冷却 (低噪音/更节能型)

冷冻水机组

双冷源 – 直接膨胀 （风冷）和冷冻水机组

双冷源 – 直接膨胀（水冷）和冷却水机组

制冷方式确定：

风冷---配置简单,维护容易,需要占用空间小。

水冷---制冷效率高，运行费用低 。

冷冻水冷---配置简单,经济,水管长度基本不受限制。

优先考虑风冷方式，结构简单，安装方便，彼此独立，没有故障关联，

扩容方便。

有安装限制：制冷管道不能过长，室外机不应低于室内机3米。 

机房内的热源：

计算机设备的散热（主导热量）。

照明散热。

机房六面围。

护传热。

人体散热。

新风传热。

临时用电设备散热。

确定制冷量要求：

用热负荷计算。

根据设备的总数量计算出显热冷量的要求。

若设备为未知，则利用经验法，如以每平方米350W-500W计算，求出总冷量再乘以0.9显热比得出显冷负荷。

考虑扩容：

科士达机房精密空调的负荷一般要根据工艺房间的实际余热余湿以及状态的变化进行准确计算，但在条件不允许时也可估算，下面介绍两种简便计算方法：

方法一：功率及面积法 

Qt=Q1+Q2                         

Qt 总制冷量（KW）                       

Q1 室内设备负荷（=终端设备功率×0.8）   

Q2 环境热负荷（=0.18kW/m2 ×机房面积）

方法二：面积法（当只知道面积时）

Qt=S×P 

Qt 总制冷量（KW） 

S 机房面积（ m2）

P 冷量估算指标(根据不同用途机房的估算指标选取)

方法三：综合计算法

Qt=Q1+Q2

Qt：总制冷量

Q1＝UPS容量×功率因数×0.7

Q2＝需要制冷的房间面积×各地区墙及门窗、照明、新风、人体的热导估算值。

考虑冗余：

任何设备都有损坏的可能，如果没有空调则资讯系统也不能工作，至于冗余的多少则视设备的重要性来定。

气流的配送

场地有活动地板，可利用下送风/顶回风。

活动地板至少保障300mm高，并且地面上应铺设隔热层。

如顶部送风应留有500mm高的空间。

如采用风管系统送风则要计算其管压降和各出风口的风量 。

科士达机房精密空调的选配：

在选取设备制冷总量不变的情况下，适当增加设备数量，降低单机制冷容量可取的温度均衡的更好效果。

选择不超过60KW制冷容量的机组，可以得到更好的机组特性，但也应注意投资和机组性能的平衡。

选配机组时还应注意设备的搬运通道，选用合适尺寸的机组可以大大降低工程施工的难度，提高工程的效率。