論廣電數字機房中空調的新趨勢與要求

白衛立

（河南省廣電局102臺，河南 鄭州 450003）

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

廣播電視數字設備從信號源發送、播出到接收可以說是越來越多，如在地面數字電視、CMMB、DTM-B機房業務中，傳送的節目要進行節目信源的音、視頻的編碼處理、復用環節和調制單元；節目的加擾部分、控制字CW部分要進行加密；EPG信量要進行實時更新，并伴隨節目信號碼流一起輸出并傳達至機頂盒；播出環節的系統要進行備份，要對播出的設備進行信號的切換處理，數字TS流矩陣，模擬A/V矩陣；用于用戶管理的系統SMS，數量很大的使用者的授權信息要求，要進行及時地分發、匯合復用、不斷地進行循環播發；同時還有對于寬帶上網、VOD影音實時點播等業務，需要數量很多的性能穩定的數字播出處理設備，大型存儲播出服務器、核心交換器、路由器設備，這些設備產生的熱量，消耗的電量比過去模擬時代的調制器、接收機要大要多，播出機房的環境溫度上升也很快。以我臺的CMMB、DTM-B發射機房為例，1個9m2的機房有1臺1kW的發射機，設備正常工作的情況下，如果沒有空調等設備，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制解調設備功率的10倍多。通常1個VOD系統，就有這樣的G5服務器達16臺以上，同時再算上板卡數量很多的大型的路由器設備，QAM調制設備、服務器設備，數量多，耗電量、發熱量大，只有設備本身產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；溫度對這些播出數字設備中的電子元、器件，以及記錄介質、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常產生內部的頻率溫度漂移，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制解調設備的影響更大，溫度會使信號源的傳輸品質下降，出現馬賽克等誤碼高現象。根據理論值，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、印刷板等，溫度的變化會使其自身的絕緣性能變脆，結構變弱；同時，溫度的變化忽高忽低，過高過低會使大量的存儲數據丟失，出現數據存儲故障等。另外，機房這幾個數字設備還對濕度等指標也有要求，有數據表明，濕度數值過低容易在機房機器的金屬外殼和電子元、器件的表面出現靜電，從而出現設備危險的現象，在靜電試驗中科學家發現：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，多次出現設備被無緣無故的損壞，出現集成芯片不工作現象，前不久，機房內的1臺16選4音頻矩陣就出現由于靜電的原因出現故障的現象。同樣科學發現濕度數值過高，對機房主體設備和電子元、器件，介質等材料也是不利的，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，造成短路的發生。

1 廣播電視專用精密空調技術指標配置

（1）機房主體熱源。機房的主體熱源有2個:一是為機房內設備發生的熱量，含有室內的傳輸設備、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生的熱。

（2）空調技術選型的要求。數字機房專用的精密空調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迅速降溫，對機房環境的舒適度、風力的柔和度等級、噪聲參數性能沒有過多要求；播出機房專用的精密空調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℃范圍內能夠保證實現空調24h正常運行，包括升溫與降溫；播出機房專用的精密空調潔凈度要求為：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大風量，保持機房設備設施清潔干凈。與家用空調相比，在技術上，顯熱比的60～70%，家用空調的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，只能用于數字播出機房中設備發熱大、人員不經常出入的機房中。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，理論數值上可達2．5～5，目前家用空調選用的高級壓縮機能效比約為2．9，就是說1kW電能僅僅能夠產生2．9kW的冷量，而機房專用的精密空調選用的工業等級壓縮機能效比高達3．3，能效比更高。

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

傳輸設備發熱量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；h2為利用系數；h3為負荷工作均勻系數。

機房內傳輸設備的總功率，應為機房內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種系數進行修正，這3種系數同傳輸設備系統的功能、用途、結構、狀態及其電子元、器件相關。數值一般為 0．6～0．8。

機房總熱量Q=Q機÷80%

一般地冷量的估算以300W/m2作為傳輸機房空調配置的標準參考值。

（4）技術上的雙系統考慮。雙系統能夠保證空調主備份的自控、輪巡等工作，當1臺設備出現故障，另一臺就會自啟工作，不會影響機房的空調運行，從而起到自動備份的作用。同時當空調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。數字機房空調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，即有利于機房衛生清潔，又減少了“白霧”。

2 供電要求

數字機房內傳輸設備要求使用不間斷電源UPS供電。但空調屬于感性負載，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，從而影響節目傳輸設備的正常供電。建議機房空調機組由市電供電，市電供給出現故障期間由備用的柴油發電機組提供電源供應，空調使用的插座應符合國家標準電氣指標的要求。

3 結語

現代化的數字機房中使用專用精密空調是科技發展的要求，隨著精密空調的價格更趨合理，對于我們來說，應用改善機房的環境是大勢所趨，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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