AHU風墻空調(diào)系統(tǒng)運行模式

數(shù)據(jù)中心機房內(nèi)部溫濕度環(huán)境的控制要依靠室內(nèi)空調(diào)末端得以實現(xiàn)，機房空調(diào)具有高效率、高顯熱比、高可靠性和靈活性的特點，能滿足數(shù)據(jù)中心機房日益增加的服務(wù)器散熱、濕度恒定控制、空氣過濾及其他方面的要求。

隨著不同地域PUE的嚴苛要求以及高密度服務(wù)器的廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)中心新型的冷卻方式被越來越開發(fā)及使用。風墻作為其中一種節(jié)能氣流組織形式被越來越多的暖通設(shè)計師采用。

1.AHU風墻空調(diào)系統(tǒng)組成

AHU（AirHandle Unit） 組合式空調(diào)箱:主要是抽取室內(nèi)空氣(returnair) 和部分新風以控制出風溫度和風量來并維持室內(nèi)溫度。AHU機組組成如下圖所示。機組主要由框架、兩到多組冷凍水盤管、室內(nèi)EC風機、電磁兩通調(diào)節(jié)閥、控制系統(tǒng)、進出風溫濕度傳感器、室外新風溫濕度傳感器、室外新風調(diào)節(jié)閥、室內(nèi)回風調(diào)節(jié)閥、加濕系統(tǒng)、冷凍水管路等組成。

2. 運行原理

2.1 AHU風墻空調(diào)本體兩種運行模式

第一種模式為內(nèi)循環(huán)模式，AHU機組放置在空調(diào)機房，側(cè)送風至主機房，冷卻IT服務(wù)器，熱排風經(jīng)熱通道頂部設(shè)置的回風口進入吊頂靜壓箱，回至空調(diào)機組。每臺AHU機組配有空氣過濾段，多個冷凍水盤管，多個EC風機，控制單元。

第二種運行模式為風側(cè)自然冷卻模式，AHU機組放置在空調(diào)機房，側(cè)送風至主機房，冷卻IT服務(wù)器，熱排風經(jīng)熱通道頂部設(shè)置的回風口進入吊頂靜壓箱，根據(jù)室外空氣焓值（溫度、濕度計算得出）控制新風、回風、排風的比例，充分利用室外新風，節(jié)約能源。

2.2 AHU風機轉(zhuǎn)速控制邏輯

送風機轉(zhuǎn)速控制主要依據(jù)是AHU回風溫度進行轉(zhuǎn)速調(diào)速，當控制器檢測到回風溫度升高后，控制器將發(fā)指令讓風機轉(zhuǎn)速提高，同時根據(jù)監(jiān)測到的送風靜壓值異常時可直接停止風機運轉(zhuǎn)?？照{(diào)檢測到的實際的回風溫度與設(shè)定的回風溫度的差值作為風機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的依據(jù)。

2.3 AHU電磁兩通閥控制邏輯

冷凍水流量控制主要依據(jù)為空調(diào)的送風溫度，當送風溫度高于送風溫度設(shè)定值時增大水流量；當送風溫度低于送風溫度設(shè)定值時減小水流量；冷凍水流量的控制也可以設(shè)為依據(jù)遠程IT機房的溫度值控制。

2.4 AHU房間級運行模式

對應(yīng)的控制點焓濕圖

圖6 AHU控制點焓濕圖

3.產(chǎn)品特點及應(yīng)用

（1）AHU風墻空調(diào)適用于無高架地板、熱通道封閉機房。

（2）AHU風墻空調(diào)適用于全年溫度較低、室外空氣質(zhì)量較好的區(qū)域。

（3）AHU風墻空調(diào)改變傳統(tǒng)氣流組織形式，風機矩陣式風墻送風，可充分利用室外低溫低濕空氣給機房降溫，降低數(shù)據(jù)中心PUE。

4.詳細介紹

4.1常見風墻氣流組織架構(gòu)

不同的空調(diào)機組在數(shù)據(jù)中心中可實現(xiàn)不同形式的風墻氣流組織。下送上回精密空調(diào)機組是目前數(shù)據(jù)中心常用的空調(diào)機組，為了實現(xiàn)無高架地板側(cè)墻送風的氣流組織，山西陽泉的某IDC企業(yè)將配有下沉式風機模塊的下送上回精密空調(diào)機組緊貼并背對空調(diào)機房與數(shù)據(jù)機房之間的隔墻，風機模塊后出風，隔墻下部僅空調(diào)風機模塊出風處鏤空，服務(wù)器機柜熱通封閉，服務(wù)器排風進入封閉吊頂后通過回風格柵回至空調(diào)機組，整個數(shù)據(jù)機房為冷池，該氣流組織示意圖如圖2（a）所示。

由于下沉式風機模塊的高度僅為515 mm，而機柜的高度通常不低于2 000 mm，該方式在高度上尚未真正形成側(cè)墻水平送風方式。為了改善上述情況，上海某IDC企業(yè)在張北及杭州的某些數(shù)據(jù)中心采用如圖2（b）所示的方式，大致架構(gòu)沒有太大變化，但是其將空調(diào)機組整體架高，并將機組移離隔墻一些距離，利用這些空間布置出風風道，可以確保側(cè)墻上出風的送風高度與機柜高度基本一致。

上述2種方式中機組的進出風氣流方向與機房氣流方向垂直，氣流在機組內(nèi)部狹小空調(diào)轉(zhuǎn)向，風機功率相對偏高。為了理順氣流方向，進一步降低風機功耗，近幾年，業(yè)界內(nèi)越來越多采用臥式空調(diào)箱機組實現(xiàn)風墻出風，如圖2（c）所示，空調(diào)箱的出風方向與數(shù)據(jù)機房氣流一致，出風口高度也與機柜一致，這種臥式空調(diào)箱機組也常常被稱為風墻空調(diào)箱。另外，側(cè)墻送風的間接蒸發(fā)冷卻空調(diào)箱也可以實現(xiàn)如圖2（d）所示的風墻氣流組織。

(a) 下送風精密空調(diào)風機模塊側(cè)出風風墻

(b) 下送風精密空調(diào)優(yōu)化風機模塊出風風墻

(c) 風墻空調(diào)箱風墻

(d) 間接蒸發(fā)冷卻空調(diào)箱風墻

圖2不同空調(diào)機組的風墻氣流組織形式

4.2數(shù)據(jù)中心風墻空調(diào)箱機組

數(shù)據(jù)中心風墻空調(diào)箱機組通常由回風濾網(wǎng)段、風機段、盤管段及出風段等功能模塊組成，可采用機械壓縮制冷、冷凍水及直接蒸發(fā)制冷等多種制冷方式。如圖3所示，依據(jù)風機與盤管位置的差異，分為壓出式及吸入式風墻空調(diào)箱。風機放置在盤管段的前面稱為壓出式，反之稱為吸入式。

圖3壓出式及吸入式風墻空調(diào)箱結(jié)構(gòu)示意圖

壓出式與吸入式的性能差異如表1所示，由表1可以看出，除機組尺寸稍長外，壓出式具有更優(yōu)的綜合性能，在具體項目上可以依據(jù)實際情況取舍，而且目前該類空調(diào)箱均為各個廠家的非標定制產(chǎn)品。

表1 壓出式與吸入式風墻空調(diào)箱性能差異

作為數(shù)據(jù)中心的新型空調(diào)機組，風墻空調(diào)箱機組與下送風精密空調(diào)機組的性能差異如表2所示，由表2可以看出，風墻空調(diào)箱機組單位寬度制冷量顯著優(yōu)于下送風精密空調(diào)機組，無高架地板需求，對于高熱密度數(shù)據(jù)中心具有更好的適用性。

表2風墻空調(diào)箱機組與下送風精密空調(diào)機組的性能差異

4.3風墻空調(diào)箱風墻氣流組織的優(yōu)勢

風墻空調(diào)箱風墻送風與常規(guī)的高架地板下送風氣流組織的性能對比如表3所示。由表3可以看出，風墻空調(diào)箱風墻送風具有更加優(yōu)良的綜合性能。

表3風墻空調(diào)箱風墻送風與高架地板下送風氣流組織性能對比