大功率短波發射機機房冷凝器室通風除塵降溫改造方案及實現

景軍合

【摘 要】針對500KW大功率發射機機房大廳、冷凝器室環境溫度高、負壓大、灰塵多等問題，提出了從降溫、除塵、強制進風三方面入手，按照機房實際情況和科學的測算依據，選取正確合適的設備，并結合設備給出改造方案的具體設計和實現方案。

【關鍵詞】環境溫度；除塵降溫；強制進風1 機房通風系統現狀分析

我臺2005年新建了兩個發射機房，安裝了8部500KW短波發射機，在開播后近半年的運行中，冷凝器沉降室、機房大廳通風系統運行中存在一些問題，尤其是在夏季發射機運行中明顯因為室外溫度升高，而使得發射機設備運行穩定性明顯下降，嚴重影響安全播音工作順利進行。

1）冷凝器室采用自然進風，沒有加裝增壓鼓風設備，進風量無法保證，影響發射機設備冷卻系統運行效果，尤其是夏天會對發射機穩定性產生不利影響；進風通路不暢時，進風渠道無法控制，使得大廳因為冷凝器室進風而負壓很大。

2）北方地區因為進風灰塵含量較大，進風口容易堵塞嚴重影響進風，要求檢修工作周期短，檢修工作量加大；使冷凝器交換效能嚴重下降，無法滿足發射機冷卻要求。

3）進風室設計中沒有考慮進風降溫設施，陜西地區夏季溫度特別高，且高溫天氣持續時間長，由于進風溫度高達40度，使得發射機水溫較其它季節明顯升高，發射機工作穩定性明顯下降，嚴重影響安全播音工作順利進行。是發射機夏季工作穩定性下降的主要因素。

綜合以上因素，要解決我臺發射機通風冷卻問題，必須從降溫、除塵、強制進風三方面入手，才能予以徹底解決；同時要本著節約的原則，在保證有明顯效果的前提下，力爭達到節約資源、一次性投入少、運行費用低。設計時要考慮系統冗余，進風要有一定的余量，保證在極端情況下系統也能正常工作；同時要考慮系統改造后會有哪些不利影響，加強維護保養；根據季節特點，及時調整通風系統工作方式。

2 改造方案設計

2.1 冷氣機設備的選型

“壹比壹”蒸發型冷氣機有ZS、ZJ、LJ等幾個系列。ZS系列采用塑料外殼，外形美觀、結構緊湊，風量大適用范圍廣，是各個系列中性價比最高的一款；ZJ系列采用金屬外殼，經久耐用，強度高，噪聲稍大，適用范圍廣，其風量、性能與ZS系列相當，功率比ZS系列小；LJ系列采用大型離心風機（配三相電機），其風量、壓頭比軸流式的ZS、ZJ系列要高些，外形大方、壓頭大、同時噪聲較大，適合于大型場所。

2.2 利用焓濕圖確定出風口溫度

首先根據當地氣象條件在焓濕圖上確定室外狀態點W，從W點沿等焓線于85%（機器的飽和效率）的相對濕度線交于O點，O點對應的溫度即為出風口的溫度t0。從O點還可以查出出風口空氣的含濕量，這可以用于計算蒸發型冷氣機的加濕量。

2.3 冷氣機設備臺數的選擇

2.3.1 全面送風

以換氣次數為參數來確定一定空間內所需的冷氣機臺數，這是蒸發型冷氣機常用的設計方法。我們實際工程設計一般都采用這種方法。

（1）換氣次數的定義：換氣次數N（次/小時）=制冷空間總送風量（m3/h）/[室內面積（m2）×送風口以下的高度（m）]；

（2）一般環境要求換氣次數25～30次/小時；

（3）人流量密集的公共場所要求換氣次數30～40次/小時；

（4）有發熱設備的生產車間要求換氣次數40～50次/小時以上；

（5）在較潮濕的南方地區換氣次數適當增加，而較炎熱干燥的北方地區則可適當的減少換氣次數。

具體的計算步驟：

（1）計算工程中需要供冷風的面積，確定送風口的高度，進而算出制冷空間的體積V。

（2）根據實際情況確定換氣次數N。

（3）將制冷空間的體積V×換氣次數N求得該空間所需的總送風量L。

（4）將總送風量L÷單臺冷氣機的實際風量L即得到所需冷氣機臺數n。

2.3.2 崗位送風

上面介紹的是全面送風的一般設計計算方法，但在很多時候，一些商用和工業建筑內部某些區域溫度很高，如機器發熱、加工發熱等，往往這種情況下室內的溫度比室外的更高，所以要通過機械通風將室外較冷的空氣送入室。蒸發型冷氣機可將室外的大量空氣冷卻并送達室內。比如，有一間工廠，其設備發熱量很高，室內溫度可達45℃，而室外的溫度只有38℃。蒸發型冷氣機可將室外38℃的空氣降溫至30℃，比原來室內45℃低了15℃，明顯可改善工作環境。這種情況我們一般不進行熱負荷的計算，只需設計一套崗位送風系統，出風口不斷的將冷空氣送至崗位，崗位周圍的熱空氣不斷的被驅散。崗位送風系統還用在另外一種情況就是沒有圍墻的開放空間，可能也沒有屋頂的場所。這些場所考慮崗位降溫是比較合理的選擇。

崗位送風風量的確定：根據崗位的實際情況，首先確定每個崗位的風量，將每個崗位的所需的風量乘以崗位的個數即可求出所需的總送風量，進而可以算出應選用的冷氣機的臺數。每個風口的風量按照實際而定，但一般情況下每個崗位送風系統（單臺冷氣機）的風口布置個數不宜超過10個（ZS、ZJ系列）。

2.4 “壹比壹”蒸發型冷氣機排風量的確定及排氣要求

“壹比壹”蒸發型冷氣機是不斷往室內注入新鮮的冷空氣來更換室內渾濁的空氣而達到降溫的目的，所以“壹比壹”冷氣機制冷系統的基本形式是“一進一出”，而不是封閉的。一般情況下利用室內正壓自然排風，在密閉的空間可以采用機械排風。為了達到良好的通風換氣降溫的效果，“壹比壹”冷氣機制冷系統的排風量應為總送風量的85%以上，自然排風的速度應控制在2m/s左右以免引起過大的氣流噪聲。

為了保持適當的換氣次數使冷氣機能達到最佳的制冷效果，系統要求有充足的排氣面積（排風量）。自然排風排氣口的要求是以每3600m3/h的風量必須不少于0.8m2的排氣口。所設計的房間必須依照安裝的冷氣機的總風量所需要的排氣口要求設定，如若沒有自然排氣口，則必須增加機械排氣以達到排氣要求。

注：普通的門提供的排氣口為1.89m2

普通的窗提供的排氣口為0.77m2

2.5 通風管道的設計

1）送風管的材料一般采用鍍鋅板（俗稱白鐵皮），也可采用玻璃鋼、塑料風管等。

2）送風口設置在實際需要降溫的地方，風口設計風量即是以其要降溫的地方所需的送風量，風口規格可根據風量與出風口速度來確定，送風口材質可采用鋁合金制品或木質等其他制品，風口型式可根據實際情況采用多種形式，但推薦選直流型四面吹風單層或雙層百葉，風口喉部平均流速控制在3～6m/s，推薦采用4～5m/s的流速；在風口處建議加裝風口調節閥以便于調節風量。

3）送風管的規格一般采用假定流速的法進行設計，主風管的風速保持在6～9m/s，支風管4～6m/s，系統末端管內的風速應保持在3～5m/s。

4）所設計的風管系統原則上要求既經濟由能達到最低的系統風阻和噪聲，使“壹比壹”冷氣機送風量盡量達到最大。風管彎管的曲率半徑一般不少于管道彎邊寬的1.5倍，以減少系統阻力。

5）根據“壹比壹”冷氣機風壓較低（70Pa～500Pa）的特點，其送風系統的管道不宜設計過長，平面布置上，能不用風管的場所就不用風管，必須使用風管的地方，盡量把風管設計短些，一般控制在25m～60m（根據各機型風壓確定）左右比較理想。

6）所設計的管道應盡量走直線，避免不必要的拐彎和分支，以減少系統管道局部阻力損失。

7）室外送風管需考慮防水防漏措施，側墻安裝機組的室外送風管須設置一定的坡度，屋頂安裝機組的室外送風管也必須做好防水措施。

8）較長管道根據風量的不同設計成多段不同規格的風管，采用變徑管連接，變徑管設置不宜過多，一般整個系統不超過四個，變徑管長度≥2（D-d）來確定。

9）送風管道與冷氣機的連接處應用軟接管，室外的送風管宜設計保溫，室內的一般無須保溫。

10）若在設計中存在支風管，則需在分支管上裝設閥門或分風擋板以調節風量，使支管的風量達到設計要求。

2.6 氣流組織

氣流組織的形式有多種多樣，應根據使用空間的要求，結合建筑結構的特點及工藝設備布置等條件合理選擇。按照送、回風口位置的相互關系和氣流方向，可分為：側送側回、上送下回、中送上下回、下送上回及上送上回。

2.7 供水、供電

1）使用干凈的水源（一般可用市政自來水）并保證水源的壓力足夠大≥1.0kgf/cm2。

2）在冷氣機的進水管（DN15）附近應該設截止閥，并預留供清洗用的水管接頭。

3）為了防止冬季供水管道的漲裂，冷氣機室外供水管須設置保溫及泄水閥。冬季不使用冷氣機制冷功能時須排凈機組內水箱的儲水。

4）保證電源電壓穩定單相在220～240V之間，三相在380～400V之間，電流達到該臺機器銘牌標定的額定電流。

5）在主電路上應安裝空氣開關以避免短路、過載等引起的故障。

3 圖紙設計

冷凝器室示意圖和空調安裝設計圖如圖1、圖2。

【參考文獻】

[1]GB50174-2008 電子計算機機房設計規范[S].

[2]GB/T2887-2000 電子計算機場地通用規范[S].

[3]TIA942標準（Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers）[S].

[4]GB/T 19413-2010 計算機和數據處理機房用單元式空氣調節機設計標準[S].

[責任編輯：劉展]