論廣電數(shù)字機房中空調(diào)的新趨勢與要求

白衛(wèi)立

（河南省廣電局102臺，河南 鄭州 450003）

對于環(huán)境中的溫、濕度來說，廣電數(shù)字機房的設備有別于以前模擬時代的設備，設備的更新?lián)Q代對環(huán)境的溫度、濕度的要求也是越來越高，根據(jù)總局62號令的要求，在廣電臺102臺的數(shù)字播出機房必須使用配備專用的精密空調(diào)，從而實現(xiàn)數(shù)字播出設備長期不斷地處在恒溫、恒濕的環(huán)境。

廣播電視數(shù)字設備從信號源發(fā)送、播出到接收可以說是越來越多，如在地面數(shù)字電視、CMMB、DTM-B機房業(yè)務中，傳送的節(jié)目要進行節(jié)目信源的音、視頻的編碼處理、復用環(huán)節(jié)和調(diào)制單元；節(jié)目的加擾部分、控制字CW部分要進行加密；EPG信量要進行實時更新，并伴隨節(jié)目信號碼流一起輸出并傳達至機頂盒；播出環(huán)節(jié)的系統(tǒng)要進行備份，要對播出的設備進行信號的切換處理，數(shù)字TS流矩陣，模擬A/V矩陣；用于用戶管理的系統(tǒng)SMS，數(shù)量很大的使用者的授權信息要求，要進行及時地分發(fā)、匯合復用、不斷地進行循環(huán)播發(fā)；同時還有對于寬帶上網(wǎng)、VOD影音實時點播等業(yè)務，需要數(shù)量很多的性能穩(wěn)定的數(shù)字播出處理設備，大型存儲播出服務器、核心交換器、路由器設備，這些設備產(chǎn)生的熱量，消耗的電量比過去模擬時代的調(diào)制器、接收機要大要多，播出機房的環(huán)境溫度上升也很快。以我臺的CMMB、DTM-B發(fā)射機房為例，1個9m2的機房有1臺1kW的發(fā)射機，設備正常工作的情況下，如果沒有空調(diào)等設備，半個小時就可使機房的溫度升高到60℃左右，對設備的運行構成威脅。再以用于播出的1臺機房服務器來進行實例說明，G5服務器1臺，滿荷工作時耗電量是950W，為普通模擬時代的調(diào)制解調(diào)設備功率的10倍多。通常1個VOD系統(tǒng)，就有這樣的G5服務器達16臺以上，同時再算上板卡數(shù)量很多的大型的路由器設備，QAM調(diào)制設備、服務器設備，數(shù)量多，耗電量、發(fā)熱量大，只有設備本身產(chǎn)生的大熱量盡可能快的散掉，才能保證設備器件積溫不會太高；這些設備內(nèi)部的電子元件（晶振和集成電子電路）及材料等構件，容易受到溫度、濕度等的影響；溫度對這些播出數(shù)字設備中的電子元、器件，以及記錄介質(zhì)、絕緣材料等都受很大程度上的影響，晶振等模塊在溫度高的作用下經(jīng)常產(chǎn)生內(nèi)部的頻率溫度漂移，從而使核心主機的運算速度變慢，對于用于播出性能要求極高的音、視頻的編碼設備，還有TS的復用碼流設備和調(diào)制解調(diào)設備的影響更大，溫度會使信號源的傳輸品質(zhì)下降，出現(xiàn)馬賽克等誤碼高現(xiàn)象。根據(jù)理論值，室溫在每增加10℃的情況下對半導體電子元、器件的影響，是使其穩(wěn)定性等指標下降約15%，特別是對于電容器的影響更大，每增加10℃的溫度，它的使用壽命將下降50%；還有對溫度敏感的電器電路絕緣介質(zhì)、印刷板等，溫度的變化會使其自身的絕緣性能變脆，結構變?nèi)酰煌瑫r，溫度的變化忽高忽低，過高過低會使大量的存儲數(shù)據(jù)丟失，出現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲故障等。另外，機房這幾個數(shù)字設備還對濕度等指標也有要求，有數(shù)據(jù)表明，濕度數(shù)值過低容易在機房機器的金屬外殼和電子元、器件的表面出現(xiàn)靜電，從而出現(xiàn)設備危險的現(xiàn)象，在靜電試驗中科學家發(fā)現(xiàn)：相對濕度為30%，靜電電壓高達5kV，相對濕度為20%，靜電電壓高達100kV，相對溫度為5%，靜電電壓高達200kV，上萬伏高壓靜電對播出機房設備的危害是驚人的，多次出現(xiàn)設備被無緣無故的損壞，出現(xiàn)集成芯片不工作現(xiàn)象，前不久，機房內(nèi)的1臺16選4音頻矩陣就出現(xiàn)由于靜電的原因出現(xiàn)故障的現(xiàn)象。同樣科學發(fā)現(xiàn)濕度數(shù)值過高，對機房主體設備和電子元、器件，介質(zhì)等材料也是不利的，容易在其設備表面結露，形成一層水膜，從而降低設備器件的絕緣度，造成短路的發(fā)生。

1 廣播電視專用精密空調(diào)技術指標配置

（1）機房主體熱源。機房的主體熱源有2個:一是為機房內(nèi)設備發(fā)生的熱量，含有室內(nèi)的傳輸設備、輔助設備設施、照明和值班員人體的熱量；二是機房外發(fā)生的熱量，如從地面、墻屋、屋頂、隔斷等處傳進機房的熱，太陽通過透光玻璃、門窗射進房間的光線而生成的熱為放射熱，這些是出于從值班員的舒適度考慮，減少身體疲勞度等而引入健康空氣發(fā)生的熱。

（2）空調(diào)技術選型的要求。數(shù)字機房專用的精密空調(diào)應主要從設備的服務對象和技術上去要求，設備風量大能夠實現(xiàn)迅速降溫，對機房環(huán)境的舒適度、風力的柔和度等級、噪聲參數(shù)性能沒有過多要求；播出機房專用的精密空調(diào)出風口的溫度要求要高，一般是13～15℃，從而在設計理念上避免了技術上的“露點問題”，通過對風量、風壓的要求，從大和高等方面解決在設計上的整體機房迅速降溫的方式方法問題；按照播出機房專用的精密空調(diào)從設備能夠適應室外溫度高低的變化來要求設計，在-40～45℃范圍內(nèi)能夠保證實現(xiàn)空調(diào)24h正常運行，包括升溫與降溫；播出機房專用的精密空調(diào)潔凈度要求為：滿足0．5μm/L小于1．8萬（等級為B級），也就是說顆粒直徑在大于0．5μm時的灰粒子的濃度小于等于1．8萬粒子每升，這些技術的配置能夠滿足循環(huán)大風量，保持機房設備設施清潔干凈。與家用空調(diào)相比，在技術上，顯熱比的60～70%，家用空調(diào)的30～40%的有效功率用來為機房設備進行有效地降溫，只有剩余10%的能量進行除濕，只能用于數(shù)字播出機房中設備發(fā)熱大、人員不經(jīng)常出入的機房中。資料顯示，“能效比”這一項重要指標，是制冷量與制冷的電功率的比值，空調(diào)機組的能源利用效率，傳輸機房平均能耗的35～45%用于機房的制冷，理論數(shù)值上可達2．5～5，目前家用空調(diào)選用的高級壓縮機能效比約為2．9，就是說1kW電能僅僅能夠產(chǎn)生2．9kW的冷量，而機房專用的精密空調(diào)選用的工業(yè)等級壓縮機能效比高達3．3，能效比更高。

（3）空調(diào)技術中的容量的計算。機房專用精密空調(diào)的負荷，包括主要的傳輸設備、其它附屬設施設備發(fā)的熱，約占總體熱量的80%以上，還有照明、傳導、輻射等發(fā)的熱。機房總熱量的估算由以下經(jīng)驗公式給出。

傳輸設備發(fā)熱量Q機=860×P×h1×h2×h3

式中，P為傳輸設備總的功率（kW）；h1為使用系數(shù)；h2為利用系數(shù)；h3為負荷工作均勻系數(shù)。

機房內(nèi)傳輸設備的總功率，應為機房內(nèi)各種設備的最大功耗之和，但是這些功耗沒有完全轉換成熱量，需要以上3種系數(shù)進行修正，這3種系數(shù)同傳輸設備系統(tǒng)的功能、用途、結構、狀態(tài)及其電子元、器件相關。數(shù)值一般為 0．6～0．8。

機房總熱量Q=Q機÷80%

一般地冷量的估算以300W/m2作為傳輸機房空調(diào)配置的標準參考值。

（4）技術上的雙系統(tǒng)考慮。雙系統(tǒng)能夠保證空調(diào)主備份的自控、輪巡等工作，當1臺設備出現(xiàn)故障，另一臺就會自啟工作，不會影響機房的空調(diào)運行，從而起到自動備份的作用。同時當空調(diào)設備在進行停機維修時，若需要由廠家進行采購而造成空調(diào)較長時間的停機，機房設備的溫度也不會因此而受到影響。

（5）送風、回風的要求。適宜的出風角度能夠提高好的制冷成效。數(shù)字機房空調(diào)的服務對象是機房中的機柜里的設備，活動蓋板從機柜玻璃前、后門和底部能夠控制進風量，最好選送風、回風的方式。

（6）加濕方式的要求。選用遠紅外加濕方式，水溫低且結垢少，即有利于機房衛(wèi)生清潔，又減少了“白霧”。

2 供電要求

數(shù)字機房內(nèi)傳輸設備要求使用不間斷電源UPS供電。但空調(diào)屬于感性負載，啟動電流大，如果并入UPS電源電路，會引起UPS的瞬時超載，影響UPS的壽命，從而影響節(jié)目傳輸設備的正常供電。建議機房空調(diào)機組由市電供電，市電供給出現(xiàn)故障期間由備用的柴油發(fā)電機組提供電源供應，空調(diào)使用的插座應符合國家標準電氣指標的要求。

3 結語

現(xiàn)代化的數(shù)字機房中使用專用精密空調(diào)是科技發(fā)展的要求，隨著精密空調(diào)的價格更趨合理，對于我們來說，應用改善機房的環(huán)境是大勢所趨，只要進行合理安裝、使用和維護，我們相信它必將成為我們機房的好幫手、好伙伴。

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