論廣電數(shù)字機(jī)房中空調(diào)的新趨勢(shì)與要求

白衛(wèi)立

（河南省廣電局102臺(tái)，河南 鄭州 450003）

對(duì)于環(huán)境中的溫、濕度來說，廣電數(shù)字機(jī)房的設(shè)備有別于以前模擬時(shí)代的設(shè)備，設(shè)備的更新?lián)Q代對(duì)環(huán)境的溫度、濕度的要求也是越來越高，根據(jù)總局62號(hào)令的要求，在廣電臺(tái)102臺(tái)的數(shù)字播出機(jī)房必須使用配備專用的精密空調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字播出設(shè)備長(zhǎng)期不斷地處在恒溫、恒濕的環(huán)境。

廣播電視數(shù)字設(shè)備從信號(hào)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(jī)房業(yè)務(wù)中，傳送的節(jié)目要進(jìn)行節(jié)目信源的音、視頻的編碼處理、復(fù)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(jìn)行加密；EPG信量要進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，并伴隨節(jié)目信號(hào)碼流一起輸出并傳達(dá)至機(jī)頂盒；播出環(huán)節(jié)的系統(tǒng)要進(jìn)行備份，要對(duì)播出的設(shè)備進(jìn)行信號(hào)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(quán)信息要求，要進(jìn)行及時(shí)地分發(fā)、匯合復(fù)用、不斷地進(jìn)行循環(huán)播發(fā)；同時(shí)還有對(duì)于寬帶上網(wǎng)、VOD影音實(shí)時(shí)點(diǎn)播等業(yè)務(wù)，需要數(shù)量很多的性能穩(wěn)定的數(shù)字播出處理設(shè)備，大型存儲(chǔ)播出服務(wù)器、核心交換器、路由器設(shè)備，這些設(shè)備產(chǎn)生的熱量，消耗的電量比過去模擬時(shí)代的調(diào)制器、接收機(jī)要大要多，播出機(jī)房的環(huán)境溫度上升也很快。以我臺(tái)的CMMB、DTM-B發(fā)射機(jī)房為例，1個(gè)9m2的機(jī)房有1臺(tái)1kW的發(fā)射機(jī)，設(shè)備正常工作的情況下，如果沒有空調(diào)等設(shè)備，半個(gè)小時(shí)就可使機(jī)房的溫度升高到60℃左右，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行構(gòu)成威脅。再以用于播出的1臺(tái)機(jī)房服務(wù)器來進(jìn)行實(shí)例說明，G5服務(wù)器1臺(tái)，滿荷工作時(shí)耗電量是950W，為普通模擬時(shí)代的調(diào)制解調(diào)設(shè)備功率的10倍多。通常1個(gè)VOD系統(tǒng)，就有這樣的G5服務(wù)器達(dá)16臺(tái)以上，同時(shí)再算上板卡數(shù)量很多的大型的路由器設(shè)備，QAM調(diào)制設(shè)備、服務(wù)器設(shè)備，數(shù)量多，耗電量、發(fā)熱量大，只有設(shè)備本身產(chǎn)生的大熱量盡可能快的散掉，才能保證設(shè)備器件積溫不會(huì)太高；這些設(shè)備內(nèi)部的電子元件（晶振和集成電子電路）及材料等構(gòu)件，容易受到溫度、濕度等的影響；溫度對(duì)這些播出數(shù)字設(shè)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(jī)的運(yùn)算速度變慢，對(duì)于用于播出性能要求極高的音、視頻的編碼設(shè)備，還有TS的復(fù)用碼流設(shè)備和調(diào)制解調(diào)設(shè)備的影響更大，溫度會(huì)使信號(hào)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(duì)半導(dǎo)體電子元、器件的影響，是使其穩(wěn)定性等指標(biāo)下降約15%，特別是對(duì)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(duì)溫度敏感的電器電路絕緣介質(zhì)、印刷板等，溫度的變化會(huì)使其自身的絕緣性能變脆，結(jié)構(gòu)變?nèi)?；同時(shí)，溫度的變化忽高忽低，過高過低會(huì)使大量的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)丟失，出現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)故障等。另外，機(jī)房這幾個(gè)數(shù)字設(shè)備還對(duì)濕度等指標(biāo)也有要求，有數(shù)據(jù)表明，濕度數(shù)值過低容易在機(jī)房機(jī)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(shè)備危險(xiǎn)的現(xiàn)象，在靜電試驗(yàn)中科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：相對(duì)濕度為30%，靜電電壓高達(dá)5kV，相對(duì)濕度為20%，靜電電壓高達(dá)100kV，相對(duì)溫度為5%，靜電電壓高達(dá)200kV，上萬伏高壓靜電對(duì)播出機(jī)房設(shè)備的危害是驚人的，多次出現(xiàn)設(shè)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(jī)房?jī)?nèi)的1臺(tái)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(xué)發(fā)現(xiàn)濕度數(shù)值過高，對(duì)機(jī)房主體設(shè)備和電子元、器件，介質(zhì)等材料也是不利的，容易在其設(shè)備表面結(jié)露，形成一層水膜，從而降低設(shè)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(shù)指標(biāo)配置

（1）機(jī)房主體熱源。機(jī)房的主體熱源有2個(gè):一是為機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備發(fā)生的熱量，含有室內(nèi)的傳輸設(shè)備、輔助設(shè)備設(shè)施、照明和值班員人體的熱量；二是機(jī)房外發(fā)生的熱量，如從地面、墻屋、屋頂、隔斷等處傳進(jìn)機(jī)房的熱，太陽(yáng)通過透光玻璃、門窗射進(jìn)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(shù)選型的要求。數(shù)字機(jī)房專用的精密空調(diào)應(yīng)主要從設(shè)備的服務(wù)對(duì)象和技術(shù)上去要求，設(shè)備風(fēng)量大能夠?qū)崿F(xiàn)迅速降溫，對(duì)機(jī)房環(huán)境的舒適度、風(fēng)力的柔和度等級(jí)、噪聲參數(shù)性能沒有過多要求；播出機(jī)房專用的精密空調(diào)出風(fēng)口的溫度要求要高，一般是13～15℃，從而在設(shè)計(jì)理念上避免了技術(shù)上的“露點(diǎn)問題”，通過對(duì)風(fēng)量、風(fēng)壓的要求，從大和高等方面解決在設(shè)計(jì)上的整體機(jī)房迅速降溫的方式方法問題；按照播出機(jī)房專用的精密空調(diào)從設(shè)備能夠適應(yīng)室外溫度高低的變化來要求設(shè)計(jì)，在-40～45℃范圍內(nèi)能夠保證實(shí)現(xiàn)空調(diào)24h正常運(yùn)行，包括升溫與降溫；播出機(jī)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(jí)為B級(jí)），也就是說顆粒直徑在大于0．5μm時(shí)的灰粒子的濃度小于等于1．8萬粒子每升，這些技術(shù)的配置能夠滿足循環(huán)大風(fēng)量，保持機(jī)房設(shè)備設(shè)施清潔干凈。與家用空調(diào)相比，在技術(shù)上，顯熱比的60～70%，家用空調(diào)的30～40%的有效功率用來為機(jī)房設(shè)備進(jìn)行有效地降溫，只有剩余10%的能量進(jìn)行除濕，只能用于數(shù)字播出機(jī)房中設(shè)備發(fā)熱大、人員不經(jīng)常出入的機(jī)房中。資料顯示，“能效比”這一項(xiàng)重要指標(biāo)，是制冷量與制冷的電功率的比值，空調(diào)機(jī)組的能源利用效率，傳輸機(jī)房平均能耗的35～45%用于機(jī)房的制冷，理論數(shù)值上可達(dá)2．5～5，目前家用空調(diào)選用的高級(jí)壓縮機(jī)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(jī)房專用的精密空調(diào)選用的工業(yè)等級(jí)壓縮機(jī)能效比高達(dá)3．3，能效比更高。

（3）空調(diào)技術(shù)中的容量的計(jì)算。機(jī)房專用精密空調(diào)的負(fù)荷，包括主要的傳輸設(shè)備、其它附屬設(shè)施設(shè)備發(fā)的熱，約占總體熱量的80%以上，還有照明、傳導(dǎo)、輻射等發(fā)的熱。機(jī)房總熱量的估算由以下經(jīng)驗(yàn)公式給出。

傳輸設(shè)備發(fā)熱量Q機(jī)=860×P×h1×h2×h3

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

機(jī)房?jī)?nèi)傳輸設(shè)備的總功率，應(yīng)為機(jī)房?jī)?nèi)各種設(shè)備的最大功耗之和，但是這些功耗沒有完全轉(zhuǎn)換成熱量，需要以上3種系數(shù)進(jìn)行修正，這3種系數(shù)同傳輸設(shè)備系統(tǒng)的功能、用途、結(jié)構(gòu)、狀態(tài)及其電子元、器件相關(guān)。數(shù)值一般為 0．6～0．8。

機(jī)房總熱量Q=Q機(jī)÷80%

一般地冷量的估算以300W/m2作為傳輸機(jī)房空調(diào)配置的標(biāo)準(zhǔn)參考值。

（4）技術(shù)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(dāng)1臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障，另一臺(tái)就會(huì)自啟工作，不會(huì)影響機(jī)房的空調(diào)運(yùn)行，從而起到自動(dòng)備份的作用。同時(shí)當(dāng)空調(diào)設(shè)備在進(jìn)行停機(jī)維修時(shí)，若需要由廠家進(jìn)行采購(gòu)而造成空調(diào)較長(zhǎng)時(shí)間的停機(jī)，機(jī)房設(shè)備的溫度也不會(huì)因此而受到影響。

（5）送風(fēng)、回風(fēng)的要求。適宜的出風(fēng)角度能夠提高好的制冷成效。數(shù)字機(jī)房空調(diào)的服務(wù)對(duì)象是機(jī)房中的機(jī)柜里的設(shè)備，活動(dòng)蓋板從機(jī)柜玻璃前、后門和底部能夠控制進(jìn)風(fēng)量，最好選送風(fēng)、回風(fēng)的方式。

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

2 供電要求

數(shù)字機(jī)房?jī)?nèi)傳輸設(shè)備要求使用不間斷電源UPS供電。但空調(diào)屬于感性負(fù)載，啟動(dòng)電流大，如果并入U(xiǎn)PS電源電路，會(huì)引起UPS的瞬時(shí)超載，影響UPS的壽命，從而影響節(jié)目傳輸設(shè)備的正常供電。建議機(jī)房空調(diào)機(jī)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(jī)組提供電源供應(yīng)，空調(diào)使用的插座應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電氣指標(biāo)的要求。

3 結(jié)語

現(xiàn)代化的數(shù)字機(jī)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(jià)格更趨合理，對(duì)于我們來說，應(yīng)用改善機(jī)房的環(huán)境是大勢(shì)所趨，只要進(jìn)行合理安裝、使用和維護(hù)，我們相信它必將成為我們機(jī)房的好幫手、好伙伴。

[1]周春宏．?dāng)?shù)字機(jī)房空調(diào)配置、使用與維護(hù)[J]．廣播電視信息,2009,(02):68-71．

[2]李虎．通信機(jī)房專用空調(diào)的設(shè)計(jì)選型及維護(hù)管理[A]． 中國(guó)通信學(xué)會(huì)通信電源委員會(huì)．2015年中國(guó)通信能源會(huì)議論文集[C]．中國(guó)通信學(xué)會(huì)通信電源委員會(huì):,2015,4．

[3]田振光．淺談機(jī)房專用空調(diào)與舒適性空調(diào)區(qū)別[J]．電源技術(shù)應(yīng)用,2011,14(03):62-64．

[4]郭祥武．?dāng)?shù)字電視傳輸機(jī)房綠色節(jié)能設(shè)計(jì)[J]．山西電子技術(shù),2016,(01):73-74．

[5]政府采購(gòu)?fù)苿?dòng)機(jī)房空調(diào)市場(chǎng)快速發(fā)展[J]．日用電器,2014,(08):1．