張賀新， 簡(jiǎn)瑋愷， 許新毅

（廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510630）

0 引言

當(dāng)今電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，促使了通信行業(yè)的高速發(fā)展，同時(shí)也促進(jìn)了通信行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展。通信機(jī)房有個(gè)重要的特點(diǎn)就是設(shè)備發(fā)熱量大且發(fā)熱穩(wěn)定，通信設(shè)備對(duì)通信機(jī)房環(huán)境的要求較高[1]，為保證通信設(shè)備安全可靠運(yùn)行，需向機(jī)房常年不間斷提供空調(diào)冷量，機(jī)房空調(diào)幾乎全年性運(yùn)行，消耗著極大的電能。因此通信機(jī)房空調(diào)方面存在著較大的節(jié)能潛力，主要在于提高空調(diào)利用率并節(jié)省空調(diào)能耗[2]。

1 精確送風(fēng)技術(shù)

目前，許多通信機(jī)房特別是較早期建設(shè)的機(jī)房普遍采用上送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，這種送風(fēng)方式是敞開式的氣流組織，一般將冷風(fēng)輸送到機(jī)房后，先冷卻機(jī)房環(huán)境，再冷卻設(shè)備。由于受到機(jī)房結(jié)構(gòu)和布局的影響，上送風(fēng)空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)實(shí)際氣流組織比較復(fù)雜，氣流組織混亂，整個(gè)機(jī)房的制冷效率比較低?？照{(diào)冷風(fēng)常常從機(jī)柜以上的空間、列列之間的過道及機(jī)柜的空置區(qū)“短路”流失[3]。另外，由于機(jī)房?jī)?nèi)可能存在著局部高發(fā)熱量的機(jī)架區(qū)域，上述空調(diào)系統(tǒng)的冷風(fēng)由于無法實(shí)現(xiàn)精確分配，局部設(shè)備功率密度高的區(qū)域會(huì)由于所分配的冷量不足而形成局部熱點(diǎn)；局部“熱點(diǎn)”形成，影響局部通信設(shè)備正常工作。

通過技術(shù)分析比較，采用精確送風(fēng)技術(shù)能夠經(jīng)濟(jì)、可靠解決這些上送風(fēng)空調(diào)帶來的問題[4]。精確送風(fēng)技術(shù)是通過改造送風(fēng)管，采用全封閉冷風(fēng)管道送風(fēng)方式，將空調(diào)冷風(fēng)直接輸送至每個(gè)機(jī)柜，然后利用精密空調(diào)調(diào)整送風(fēng)的溫度和風(fēng)壓，為每個(gè)機(jī)柜建立風(fēng)道進(jìn)行有針對(duì)性地送風(fēng)。上送風(fēng)機(jī)房機(jī)柜精確送風(fēng)系統(tǒng)主要由空調(diào)器、靜壓箱、風(fēng)管、調(diào)節(jié)閥等部分組成，其工作原理如圖1所示?？照{(diào)系統(tǒng)主風(fēng)管把來自空調(diào)器的冷風(fēng)經(jīng)靜壓箱輸送各分歧風(fēng)管，然后通過各個(gè)分歧風(fēng)管的調(diào)節(jié)閥后直接送到機(jī)柜內(nèi)設(shè)備的進(jìn)風(fēng)口，對(duì)設(shè)備進(jìn)行冷卻。

各個(gè)分歧風(fēng)管安裝有調(diào)節(jié)閥，通過調(diào)節(jié)閥可以控制送給每個(gè)機(jī)柜的冷風(fēng)量。

2 查勘要點(diǎn)

在確定改造方案之前，首先需要訂立一些篩選機(jī)房的條件。因?yàn)橥ㄐ艡C(jī)房種類、數(shù)目繁多。所以定好篩選條件，甄別應(yīng)該改造且可以改造的機(jī)房，可避免給后續(xù)設(shè)計(jì)及施工帶來不必要的障礙。如果這個(gè)機(jī)房不具備改造條件應(yīng)在此階段否決，以免帶來不良后果或者浪費(fèi)時(shí)間與精力。

根據(jù)實(shí)際情況，按照上述原則，可定下如下篩選條件：①局部過熱嚴(yán)重造成設(shè)備經(jīng)常高溫報(bào)警的機(jī)房；②空調(diào)系統(tǒng)采用風(fēng)管送風(fēng)形式，非風(fēng)帽送風(fēng)或分體空調(diào)送風(fēng)；③機(jī)柜列間距至少800 mm以上，避免安裝新增的加框柜門后通道過窄而造成行走不便及設(shè)備安裝、拆卸和維護(hù)困難；④機(jī)柜正上方是否有尾纖槽、燈盤或其他部件遮擋而阻礙精確送風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)管安裝；⑤是否一體化機(jī)柜，機(jī)柜門能否單獨(dú)拆卸下來安裝新的加框機(jī)柜門；⑥辨別機(jī)房設(shè)備的重要性，因?yàn)楸竟こ绦枰谠谟迷O(shè)備不停機(jī)運(yùn)行下施工，盡量避免選擇重要機(jī)房施工。通過以上幾點(diǎn)初步確定機(jī)房是否可以進(jìn)行精確送風(fēng)改造。

確定好篩選條件后，開始進(jìn)行查勘工作，需要注意的是：改造的機(jī)房一般為舊機(jī)房，難以提供較完整的機(jī)房平面圖。因此查勘時(shí)需要注意以下幾個(gè)方面：①需要測(cè)量機(jī)房、機(jī)柜、空調(diào)風(fēng)管、風(fēng)口和燈盤的位置和大小尺寸數(shù)據(jù)，并且記錄和描繪成圖紙。②確認(rèn)和記錄機(jī)柜的正面和背面；③記錄設(shè)備的功耗；④記錄空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及空調(diào)參數(shù)；⑤記錄架空地板高度（針對(duì)下送風(fēng)精確送風(fēng)改造機(jī)房）；⑥記錄機(jī)房名稱及機(jī)樓位置。

3 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

經(jīng)過以上查勘后，才能進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)，需要從以下幾個(gè)方面注意。

（1）得到通信機(jī)房的現(xiàn)狀詳細(xì)條件

得到通信機(jī)房的現(xiàn)狀詳細(xì)條件如各個(gè)機(jī)架的安裝功率，每個(gè)空調(diào)的風(fēng)量和冷量等參數(shù)。這些參數(shù)對(duì)精確送風(fēng)的改造非常重要。

（2）校核當(dāng)前空調(diào)器的風(fēng)量和冷量

以上式中干空氣定壓比熱容Cp通常取1.01，根據(jù)以上公式可以計(jì)算出來：M=0.17 kg/s(=509.19 m3/h，此處空氣密度取1.2 kg/m3)。如另外一個(gè)單機(jī)架的發(fā)熱量為1.6 kW，送回風(fēng)溫差為14℃，經(jīng)過計(jì)算得M=0.113 kg/s(=339.46 m3/h，此處空氣密度取1.2 kg/m3)。

從上面的計(jì)算可以看出來，不同安裝功率的機(jī)架所需的風(fēng)量是有很大差別的。因此校核各個(gè)機(jī)架的發(fā)熱量，換算出所需風(fēng)量，疊加后校核空調(diào)器風(fēng)量是否滿足要求是很重要的。校核滿足要求后，利用風(fēng)管上的風(fēng)量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)各個(gè)分歧風(fēng)管的風(fēng)量，使其滿足機(jī)架所要求的風(fēng)量即可。

（3）校核當(dāng)前空調(diào)器的全壓

風(fēng)機(jī)的壓力是輸送空氣的動(dòng)力，改造后由于新加了風(fēng)管、彎頭、閥門等部件，會(huì)增大局部阻力和沿程阻力。這就給原有空調(diào)器的風(fēng)機(jī)帶來了挑戰(zhàn)。若風(fēng)機(jī)全壓不足，則最不利端的機(jī)架風(fēng)量達(dá)不到設(shè)計(jì)工況，對(duì)設(shè)備造成不利影響。因此在設(shè)計(jì)工況下，計(jì)算最不利點(diǎn)的壓力損失來校核風(fēng)機(jī)的壓力是否滿足要求是很重要的。如若不夠，需要采取措施，例如通過增加局部空調(diào)、風(fēng)機(jī)等方法來滿足要求。

圖1 上送風(fēng)機(jī)房機(jī)柜精確送風(fēng)原理

（4）校核當(dāng)前風(fēng)管風(fēng)速

新加的風(fēng)管內(nèi)的空氣流速不能太大，要滿足機(jī)房環(huán)境噪音控制要求，一般應(yīng)小于2 m/s。

（5）新加的風(fēng)管應(yīng)設(shè)保溫

新加的風(fēng)管應(yīng)設(shè)保溫，保溫材料一般選用難燃B級(jí)發(fā)泡橡膠材料保溫，厚度一般為19 mm，防止結(jié)露及冷量損失。

4 工程實(shí)例應(yīng)用

圖2為某通信機(jī)房精確送風(fēng)改造前后機(jī)柜排風(fēng)的實(shí)測(cè)溫度值對(duì)比。

圖2 精確送風(fēng)改造前后機(jī)柜排風(fēng)溫度對(duì)比

從圖2可以看出，經(jīng)精確送風(fēng)改造后的機(jī)架的排風(fēng)溫度明顯比改造前低了，不同機(jī)柜的排風(fēng)溫度比原來平均低 2℃以上，說明精確送風(fēng)改造效果理想，取得了良好的節(jié)能效果。該技術(shù)目前已經(jīng)在部分運(yùn)營(yíng)商的通信機(jī)房和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）機(jī)房采用，有效地解決了原有上送風(fēng)空調(diào)送風(fēng)的產(chǎn)生局部過熱的難點(diǎn)，提高了制冷效率，降低了空調(diào)負(fù)荷，產(chǎn)生了良好的節(jié)能效益[6]。

5 結(jié)語(yǔ)

精確送風(fēng)技術(shù)是一項(xiàng)對(duì)現(xiàn)有的上送風(fēng)通信機(jī)房改造后能取得顯著節(jié)能效益的實(shí)用節(jié)能技術(shù)。上送風(fēng)通信機(jī)房經(jīng)過精確送風(fēng)改造后，可以更有效地進(jìn)行氣流組織[7-8]，將冷風(fēng)直接送到機(jī)柜內(nèi)，對(duì)通信設(shè)備直接冷卻，提高冷卻率，達(dá)到節(jié)能降耗的效果。文中對(duì)精確送風(fēng)技術(shù)進(jìn)行了介紹與分析，并主要簡(jiǎn)述了精確送風(fēng)節(jié)能改造應(yīng)用的查勘和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，最后通過一個(gè)工程實(shí)例，對(duì)精確送風(fēng)改造前后的實(shí)測(cè)機(jī)架排風(fēng)溫度值進(jìn)行對(duì)比分析，說明了精確送風(fēng)技術(shù)的可行性與節(jié)能性。

[1]中華人民共和國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).YD/T 5003-2005.電信專用房屋設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:北京郵電大學(xué)出版社,2006:24-28.

[2]周航,彭殿貞.通信機(jī)房節(jié)能熱管理設(shè)計(jì)探討[J].郵電設(shè)計(jì)技術(shù),2009(03):67-71.

[3]賴世能, 侯福平, 宗凌.IDC機(jī)房上下送風(fēng)方式空調(diào)系統(tǒng)分析比較[J].電信技術(shù),2005(11):33-35.

[4]中國(guó)電信集團(tuán)公司電源技術(shù)支撐中心.連載19: 上送風(fēng)機(jī)房機(jī)柜精確送風(fēng)技術(shù)[J].廣東通信技術(shù),2009(12):36-39.

[5]趙榮義,范存養(yǎng),薛殿華,等.空氣調(diào)節(jié)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2006: 55-58.

[6]林玉龍, 張文生.數(shù)據(jù)中心采用全封閉冷氣通道送風(fēng)節(jié)能技術(shù)[J].廣東通信技術(shù),2011(05):11-13.

[7]趙軍鋒,趙景召.電信機(jī)房規(guī)劃設(shè)計(jì)及綜合布線的分析[J].通信技術(shù),2010,43(12):171-173.

[8]賴滇.個(gè)人通信中的幾個(gè)安全問題[J].信息安全與通信保密,2006(11):106-108,111.