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摘 要:本文主要探究播出机房空调的设计选型及应用措施。研究过程中,以某广播电台工程为例,从温度、湿度、噪声、洁净度、风速等方面出发分析机房环境指标要求,以此为研究基础,提出机房空调设计选型及应用措施,以期为相关工作者提供有益借鉴。
关键词:播出机房;空调设计;选型;应用
中图分类号:TN948.12 文献标识码:A
0 前言
随着社会发展与技术进步,广播电视行业逐渐应用云计算、互联网、融媒体及云存储等技术,所需机房规模也逐渐加大,对于空调设计也提出了更高要求。在机房设备愈发集中下,怎样为设备洁净、恒湿、恒温环境运行提供保障,进而延长设备使用寿命,提高其运行可靠性已经成为当前机房设计的重点。因此,应当根据播出机房实际设备要求,做好空调设计选型及应用工作。
1 播出机房环境指标要求
某广播电视台构建10频道数字硬盘播出系统,使用机柜28个,系统发热量大、安装设备集中度高,应用诸多先进电子设备,如6套配套数字硬盘存储阵列、高标清数字矩阵、贮备数据库服务器、核心光线数据交换机、贮备设备服务器、同步器、数字延时器、授时器、工作站及数据处理板等。因此,为满足电视播出要求,则应当做好空调设计选型工作。
10频道硬盘播出系统设备机房占地面积80㎡,处于大楼裙楼2楼,混凝土墙的外围结构,加上较大日晒热量,顶层做好防漏与隔热处理,具有良好保温效果。此机房属于电视播出机房,为电视台重要工作环节,安装设备较为密集,需实现365天24 h工作[1]。为确保系统能够正常运行,则提出以下机房环境指标:
湿度要求:播出机房对于环境温度具有一定要求,环境过干则会增加计算机静电电压,对工作准确性造成影响,人员工作中也易造成“触电”情况;环境过湿则易导致电子元件触点发霉,进而对工作可靠性造成影响。因此,计算机设备夏季与冬季湿度均控制在45%~65%。
温度要求:播出机房中计算机与附属设备均由大型集成电路、晶体管、可控硅及其他元器件构成,对于工作温度具有严格要求,温度如若过高,则会对元器件寿命造成影响,且易产生工作特性变化,发生漂移,性能不稳定;温度如若较低追导致元件工作特性无法达到要求。因此,可控制冬季温度为18℃~22℃;夏季温度为21℃~25℃。
噪音:<65 dB。
洁净度:颗粒个数低于18 000粒/d㎡,粒度超过0.5 ?m。
风速要求:空气流动速度要求中,控制出风口风速在3 m/s~3.5 m/s之间,回风速度则为0.25 m/s。
其他:无导电尘埃、无爆炸性腐蚀性气体。
2 空调配制及设计方案
2.1 空调区域
终端区、主机区、配电区属于精密空调区域,该区域应用专用机房空调。
2.2 热负荷
专用空调区热负荷主要是根据内部机房的照明、设备、工作人员及辅助设施产生的热负荷,加上外部太阳辐射热、建筑及补充新风热负荷综合确定。播出机房由于总面积为80㎡,设备功率在50 kW以下,地面铺设防静电地板,设备区由于包含诸多高段播出设备,不可中断停机,应实现365天24 h的可靠、连续供电,提供恒湿恒温运行环境。通过对内外部因素综合考虑,设备区需根据每平方米250 kCal/h
提供冷量,且考虑播出中心设备具有较大热负荷,则总冷量为80*250=20 000 kCal/h。所以,每台空调仅需提供20 000 kCal/h制冷量即可,通过底板下送风模式,且安装备份机提高设备运行可靠性。
2.3 机型选择
空调机作为空调系统的心脏,需对空调系统组成加以分析:
(1)压缩机。制冷系统中压缩机作为重点,STULZ控台应用先进全封闭涡旋式压缩机,相较于往复式压缩机,具有运转平衡性好、无活塞往复惯性、振动小、转速高、重量轻、体积小、压缩比大、排湿温度低、结构简单、寿命长的优点。空调压缩机功率7.4 kW,且活塞式制冷压缩机气缸内活塞运作中,吸气不做工,输入曲线为正弦曲线,能效比较低,活塞运动存在方向性突变,因而工作振动较大。所以,选用蜗旋式压缩机。
(2)空气加湿器。该控台拥有电极式加湿器,具有水质要求低、加湿量大(8 kg/h~13 kg/h)、加湿速度快(4 s即有水蒸气产生),且拥有水处理系统,能够对加湿灌水内杂质含量自动监测,将杂质水清洁,减少氧化结垢,寿命较长、质量较好。电极加湿效率超过90%,湿度控制器响应时间快,可适应一般水质。
(3)空气热交换与去湿系统。在设计蒸发器中为大面积斜式设计,处于风机吸入位置,保证空气能够均匀通过蒸发器,实现恒定热量传递,减少空气扰动。在去湿过程中应用三通阀将一部分蒸发器管关闭,增加潜冷,降低蒸发温度。此时热量再加热相较于一般机组较小,能够准确快速除湿,达到良好效果。
(4)空气过滤系统。应用EU4级过滤器,将直径3 ?m
~5 ?m的尘埃直接过滤掉,效率达到95%,易拆卸清洁,能够反复应用,还可压差报警。
(5)控制系统。空调系统中控制器作为核心,C6000控制器基于模糊理论进行控制,可连续24 h精密控制机房洁净度、湿度、温度及环境,具有自我分析、学习、预测及控制功能。精密控制中,所有模块均可设置为0.3℃温度梯度的制冷模块,增加热负荷后可自动加载,高效节能。并且,在大屏幕中显示24 h环境参数曲线。
(6)风机系统。采取双进风离心式风机,机外余压最大,皮带传动,可调整,具有可靠运动平衡,噪音低,机柜应用中风机设备能够使气流扩散,减少气流扰动。
(7)风冷冷凝器。采取钢质外壳适用于多种外部环境,重量轻,噪音低。
(8)保护系统。空调保护系统较为多样,且具备自动和手动复位功能,实施接触器保护模式,具有寿命长、反应灵敏、维修成本低的优点。
3 播出机房空调应用
3.1 空调安装
主机摆放:将空调主机放在主机房内,应用上回风、下送风模式,整体静电地板下属于静压仓,处于设备下端开风口,能够保证机房形成自然气流循环效果,使空调送风至各个角落。
安装冷凝器:在裙楼房顶安装冷凝器,利用铜管连接主机,外机与室内机距离为35 m,垂直落差则为6 m,途径走廊吊顶与机房,在安装中需加装吊顶挂钩,做好氟管固定工作,室外机由于安装在裙楼,落差为6 m,所以需加装回油弯。
安装上下水管:从本层水房接出上水管,吊顶安装至主机房与空调连接。
3.2 日常维护
在播出机房空调应用中,应当加强日常维护管理。可从以下方面出发:一是清洁空气过滤器。该设备脏堵后将会减少风量,进而制约空调机制冷量,导致压缩机压力较低,甚至造成压缩机损坏。所以,尽管该过滤器可自动清洁,仍需定期进行清洗更换,保证清洁性;二是检查冷凝器翅片。夏季冷凝器需加强热交换能力,其通常在室外安装,受到树叶、杂物、灰尘等影响,热交换能力将会降低,甚至会由于压缩机高压造成保护停机。所以,在落叶或污染严重时,应当清洗检查冷凝盘管,可用水清洗,工作5年后冷凝器效率降低,此时需加强清洗,以保证散热效果;三是全面检查。需对设备进行全面检查,与前一次检查进行比较,观察制冷回路是否存在氧化锈蚀等,做好修理工作,保证空调运行正常。
4 總结
综上所述,播出机房建设初期应当根据设备运行环境要求选择合适空调机型,进行合理设计安装,为后续空调应用维护奠定基础。而在验收与调试空调后,则应当结合机房空调使用情况,构建有效维护管理制度,从而保障空调实现可靠稳定的运行。
参考文献:
[1]肖新文.数据中心动态自然冷却空调系统及其应用[J].建筑节能,2019,47(01):39-44.
关键词:播出机房;空调设计;选型;应用
中图分类号:TN948.12 文献标识码:A
0 前言
随着社会发展与技术进步,广播电视行业逐渐应用云计算、互联网、融媒体及云存储等技术,所需机房规模也逐渐加大,对于空调设计也提出了更高要求。在机房设备愈发集中下,怎样为设备洁净、恒湿、恒温环境运行提供保障,进而延长设备使用寿命,提高其运行可靠性已经成为当前机房设计的重点。因此,应当根据播出机房实际设备要求,做好空调设计选型及应用工作。
1 播出机房环境指标要求
某广播电视台构建10频道数字硬盘播出系统,使用机柜28个,系统发热量大、安装设备集中度高,应用诸多先进电子设备,如6套配套数字硬盘存储阵列、高标清数字矩阵、贮备数据库服务器、核心光线数据交换机、贮备设备服务器、同步器、数字延时器、授时器、工作站及数据处理板等。因此,为满足电视播出要求,则应当做好空调设计选型工作。
10频道硬盘播出系统设备机房占地面积80㎡,处于大楼裙楼2楼,混凝土墙的外围结构,加上较大日晒热量,顶层做好防漏与隔热处理,具有良好保温效果。此机房属于电视播出机房,为电视台重要工作环节,安装设备较为密集,需实现365天24 h工作[1]。为确保系统能够正常运行,则提出以下机房环境指标:
湿度要求:播出机房对于环境温度具有一定要求,环境过干则会增加计算机静电电压,对工作准确性造成影响,人员工作中也易造成“触电”情况;环境过湿则易导致电子元件触点发霉,进而对工作可靠性造成影响。因此,计算机设备夏季与冬季湿度均控制在45%~65%。
温度要求:播出机房中计算机与附属设备均由大型集成电路、晶体管、可控硅及其他元器件构成,对于工作温度具有严格要求,温度如若过高,则会对元器件寿命造成影响,且易产生工作特性变化,发生漂移,性能不稳定;温度如若较低追导致元件工作特性无法达到要求。因此,可控制冬季温度为18℃~22℃;夏季温度为21℃~25℃。
噪音:<65 dB。
洁净度:颗粒个数低于18 000粒/d㎡,粒度超过0.5 ?m。
风速要求:空气流动速度要求中,控制出风口风速在3 m/s~3.5 m/s之间,回风速度则为0.25 m/s。
其他:无导电尘埃、无爆炸性腐蚀性气体。
2 空调配制及设计方案
2.1 空调区域
终端区、主机区、配电区属于精密空调区域,该区域应用专用机房空调。
2.2 热负荷
专用空调区热负荷主要是根据内部机房的照明、设备、工作人员及辅助设施产生的热负荷,加上外部太阳辐射热、建筑及补充新风热负荷综合确定。播出机房由于总面积为80㎡,设备功率在50 kW以下,地面铺设防静电地板,设备区由于包含诸多高段播出设备,不可中断停机,应实现365天24 h的可靠、连续供电,提供恒湿恒温运行环境。通过对内外部因素综合考虑,设备区需根据每平方米250 kCal/h
提供冷量,且考虑播出中心设备具有较大热负荷,则总冷量为80*250=20 000 kCal/h。所以,每台空调仅需提供20 000 kCal/h制冷量即可,通过底板下送风模式,且安装备份机提高设备运行可靠性。
2.3 机型选择
空调机作为空调系统的心脏,需对空调系统组成加以分析:
(1)压缩机。制冷系统中压缩机作为重点,STULZ控台应用先进全封闭涡旋式压缩机,相较于往复式压缩机,具有运转平衡性好、无活塞往复惯性、振动小、转速高、重量轻、体积小、压缩比大、排湿温度低、结构简单、寿命长的优点。空调压缩机功率7.4 kW,且活塞式制冷压缩机气缸内活塞运作中,吸气不做工,输入曲线为正弦曲线,能效比较低,活塞运动存在方向性突变,因而工作振动较大。所以,选用蜗旋式压缩机。
(2)空气加湿器。该控台拥有电极式加湿器,具有水质要求低、加湿量大(8 kg/h~13 kg/h)、加湿速度快(4 s即有水蒸气产生),且拥有水处理系统,能够对加湿灌水内杂质含量自动监测,将杂质水清洁,减少氧化结垢,寿命较长、质量较好。电极加湿效率超过90%,湿度控制器响应时间快,可适应一般水质。
(3)空气热交换与去湿系统。在设计蒸发器中为大面积斜式设计,处于风机吸入位置,保证空气能够均匀通过蒸发器,实现恒定热量传递,减少空气扰动。在去湿过程中应用三通阀将一部分蒸发器管关闭,增加潜冷,降低蒸发温度。此时热量再加热相较于一般机组较小,能够准确快速除湿,达到良好效果。
(4)空气过滤系统。应用EU4级过滤器,将直径3 ?m
~5 ?m的尘埃直接过滤掉,效率达到95%,易拆卸清洁,能够反复应用,还可压差报警。
(5)控制系统。空调系统中控制器作为核心,C6000控制器基于模糊理论进行控制,可连续24 h精密控制机房洁净度、湿度、温度及环境,具有自我分析、学习、预测及控制功能。精密控制中,所有模块均可设置为0.3℃温度梯度的制冷模块,增加热负荷后可自动加载,高效节能。并且,在大屏幕中显示24 h环境参数曲线。
(6)风机系统。采取双进风离心式风机,机外余压最大,皮带传动,可调整,具有可靠运动平衡,噪音低,机柜应用中风机设备能够使气流扩散,减少气流扰动。
(7)风冷冷凝器。采取钢质外壳适用于多种外部环境,重量轻,噪音低。
(8)保护系统。空调保护系统较为多样,且具备自动和手动复位功能,实施接触器保护模式,具有寿命长、反应灵敏、维修成本低的优点。
3 播出机房空调应用
3.1 空调安装
主机摆放:将空调主机放在主机房内,应用上回风、下送风模式,整体静电地板下属于静压仓,处于设备下端开风口,能够保证机房形成自然气流循环效果,使空调送风至各个角落。
安装冷凝器:在裙楼房顶安装冷凝器,利用铜管连接主机,外机与室内机距离为35 m,垂直落差则为6 m,途径走廊吊顶与机房,在安装中需加装吊顶挂钩,做好氟管固定工作,室外机由于安装在裙楼,落差为6 m,所以需加装回油弯。
安装上下水管:从本层水房接出上水管,吊顶安装至主机房与空调连接。
3.2 日常维护
在播出机房空调应用中,应当加强日常维护管理。可从以下方面出发:一是清洁空气过滤器。该设备脏堵后将会减少风量,进而制约空调机制冷量,导致压缩机压力较低,甚至造成压缩机损坏。所以,尽管该过滤器可自动清洁,仍需定期进行清洗更换,保证清洁性;二是检查冷凝器翅片。夏季冷凝器需加强热交换能力,其通常在室外安装,受到树叶、杂物、灰尘等影响,热交换能力将会降低,甚至会由于压缩机高压造成保护停机。所以,在落叶或污染严重时,应当清洗检查冷凝盘管,可用水清洗,工作5年后冷凝器效率降低,此时需加强清洗,以保证散热效果;三是全面检查。需对设备进行全面检查,与前一次检查进行比较,观察制冷回路是否存在氧化锈蚀等,做好修理工作,保证空调运行正常。
4 總结
综上所述,播出机房建设初期应当根据设备运行环境要求选择合适空调机型,进行合理设计安装,为后续空调应用维护奠定基础。而在验收与调试空调后,则应当结合机房空调使用情况,构建有效维护管理制度,从而保障空调实现可靠稳定的运行。
参考文献:
[1]肖新文.数据中心动态自然冷却空调系统及其应用[J].建筑节能,2019,47(01):39-44.