论广电数字机房中空调的新趋势与要求

白卫立

（河南省广电局102台，河南 郑州 450003）

对于环境中的温、湿度来说，广电数字机房的设备有别于以前模拟时代的设备，设备的更新换代对环境的温度、湿度的要求也是越来越高，根据总局62号令的要求，在广电台102台的数字播出机房必须使用配备专用的精密空调，从而实现数字播出设备长期不断地处在恒温、恒湿的环境。

广播电视数字设备从信号源发送、播出到接收可以说是越来越多，如在地面数字电视、CMMB、DTM-B机房业务中，传送的节目要进行节目信源的音、视频的编码处理、复用环节和调制单元；节目的加扰部分、控制字CW部分要进行加密；EPG信量要进行实时更新，并伴随节目信号码流一起输出并传达至机顶盒；播出环节的系统要进行备份，要对播出的设备进行信号的切换处理，数字TS流矩阵，模拟A/V矩阵；用于用户管理的系统SMS，数量很大的使用者的授权信息要求，要进行及时地分发、汇合复用、不断地进行循环播发；同时还有对于宽带上网、VOD影音实时点播等业务，需要数量很多的性能稳定的数字播出处理设备，大型存储播出服务器、核心交换器、路由器设备，这些设备产生的热量，消耗的电量比过去模拟时代的调制器、接收机要大要多，播出机房的环境温度上升也很快。以我台的CMMB、DTM-B发射机房为例，1个9m2的机房有1台1kW的发射机，设备正常工作的情况下，如果没有空调等设备，半个小时就可使机房的温度升高到60℃左右，对设备的运行构成威胁。再以用于播出的1台机房服务器来进行实例说明，G5服务器1台，满荷工作时耗电量是950W，为普通模拟时代的调制解调设备功率的10倍多。通常1个VOD系统，就有这样的G5服务器达16台以上，同时再算上板卡数量很多的大型的路由器设备，QAM调制设备、服务器设备，数量多，耗电量、发热量大，只有设备本身产生的大热量尽可能快的散掉，才能保证设备器件积温不会太高；这些设备内部的电子元件（晶振和集成电子电路）及材料等构件，容易受到温度、湿度等的影响；温度对这些播出数字设备中的电子元、器件，以及记录介质、绝缘材料等都受很大程度上的影响，晶振等模块在温度高的作用下经常产生内部的频率温度漂移，从而使核心主机的运算速度变慢，对于用于播出性能要求极高的音、视频的编码设备，还有TS的复用码流设备和调制解调设备的影响更大，温度会使信号源的传输品质下降，出现马赛克等误码高现象。根据理论值，室温在每增加10℃的情况下对半导体电子元、器件的影响，是使其稳定性等指标下降约15%，特别是对于电容器的影响更大，每增加10℃的温度，它的使用寿命将下降50%；还有对温度敏感的电器电路绝缘介质、印刷板等，温度的变化会使其自身的绝缘性能变脆，结构变弱；同时，温度的变化忽高忽低，过高过低会使大量的存储数据丢失，出现数据存储故障等。另外，机房这几个数字设备还对湿度等指标也有要求，有数据表明，湿度数值过低容易在机房机器的金属外壳和电子元、器件的表面出现静电，从而出现设备危险的现象，在静电试验中科学家发现：相对湿度为30%，静电电压高达5kV，相对湿度为20%，静电电压高达100kV，相对温度为5%，静电电压高达200kV，上万伏高压静电对播出机房设备的危害是惊人的，多次出现设备被无缘无故的损坏，出现集成芯片不工作现象，前不久，机房内的1台16选4音频矩阵就出现由于静电的原因出现故障的现象。同样科学发现湿度数值过高，对机房主体设备和电子元、器件，介质等材料也是不利的，容易在其设备表面结露，形成一层水膜，从而降低设备器件的绝缘度，造成短路的发生。

1 广播电视专用精密空调技术指标配置

（1）机房主体热源。机房的主体热源有2个:一是为机房内设备发生的热量，含有室内的传输设备、辅助设备设施、照明和值班员人体的热量；二是机房外发生的热量，如从地面、墙屋、屋顶、隔断等处传进机房的热，太阳通过透光玻璃、门窗射进房间的光线而生成的热为放射热，这些是出于从值班员的舒适度考虑，减少身体疲劳度等而引入健康空气发生的热。

（2）空调技术选型的要求。数字机房专用的精密空调应主要从设备的服务对象和技术上去要求，设备风量大能够实现迅速降温，对机房环境的舒适度、风力的柔和度等级、噪声参数性能没有过多要求；播出机房专用的精密空调出风口的温度要求要高，一般是13～15℃，从而在设计理念上避免了技术上的“露点问题”，通过对风量、风压的要求，从大和高等方面解决在设计上的整体机房迅速降温的方式方法问题；按照播出机房专用的精密空调从设备能够适应室外温度高低的变化来要求设计，在-40～45℃范围内能够保证实现空调24h正常运行，包括升温与降温；播出机房专用的精密空调洁净度要求为：满足0．5μm/L小于1．8万（等级为B级），也就是说颗粒直径在大于0．5μm时的灰粒子的浓度小于等于1．8万粒子每升，这些技术的配置能够满足循环大风量，保持机房设备设施清洁干净。与家用空调相比，在技术上，显热比的60～70%，家用空调的30～40%的有效功率用来为机房设备进行有效地降温，只有剩余10%的能量进行除湿，只能用于数字播出机房中设备发热大、人员不经常出入的机房中。资料显示，“能效比”这一项重要指标，是制冷量与制冷的电功率的比值，空调机组的能源利用效率，传输机房平均能耗的35～45%用于机房的制冷，理论数值上可达2．5～5，目前家用空调选用的高级压缩机能效比约为2．9，就是说1kW电能仅仅能够产生2．9kW的冷量，而机房专用的精密空调选用的工业等级压缩机能效比高达3．3，能效比更高。

（3）空调技术中的容量的计算。机房专用精密空调的负荷，包括主要的传输设备、其它附属设施设备发的热，约占总体热量的80%以上，还有照明、传导、辐射等发的热。机房总热量的估算由以下经验公式给出。

传输设备发热量Q机=860×P×h1×h2×h3

式中，P为传输设备总的功率（kW）；h1为使用系数；h2为利用系数；h3为负荷工作均匀系数。

机房内传输设备的总功率，应为机房内各种设备的最大功耗之和，但是这些功耗没有完全转换成热量，需要以上3种系数进行修正，这3种系数同传输设备系统的功能、用途、结构、状态及其电子元、器件相关。数值一般为 0．6～0．8。

机房总热量Q=Q机÷80%

一般地冷量的估算以300W/m2作为传输机房空调配置的标准参考值。

（4）技术上的双系统考虑。双系统能够保证空调主备份的自控、轮巡等工作，当1台设备出现故障，另一台就会自启工作，不会影响机房的空调运行，从而起到自动备份的作用。同时当空调设备在进行停机维修时，若需要由厂家进行采购而造成空调较长时间的停机，机房设备的温度也不会因此而受到影响。

（5）送风、回风的要求。适宜的出风角度能够提高好的制冷成效。数字机房空调的服务对象是机房中的机柜里的设备，活动盖板从机柜玻璃前、后门和底部能够控制进风量，最好选送风、回风的方式。

（6）加湿方式的要求。选用远红外加湿方式，水温低且结垢少，即有利于机房卫生清洁，又减少了“白雾”。

2 供电要求

数字机房内传输设备要求使用不间断电源UPS供电。但空调属于感性负载，启动电流大，如果并入UPS电源电路，会引起UPS的瞬时超载，影响UPS的寿命，从而影响节目传输设备的正常供电。建议机房空调机组由市电供电，市电供给出现故障期间由备用的柴油发电机组提供电源供应，空调使用的插座应符合国家标准电气指标的要求。

3 结语

现代化的数字机房中使用专用精密空调是科技发展的要求，随着精密空调的价格更趋合理，对于我们来说，应用改善机房的环境是大势所趋，只要进行合理安装、使用和维护，我们相信它必将成为我们机房的好帮手、好伙伴。

[1]周春宏．数字机房空调配置、使用与维护[J]．广播电视信息,2009,(02):68-71．

[2]李虎．通信机房专用空调的设计选型及维护管理[A]． 中国通信学会通信电源委员会．2015年中国通信能源会议论文集[C]．中国通信学会通信电源委员会:,2015,4．

[3]田振光．浅谈机房专用空调与舒适性空调区别[J]．电源技术应用,2011,14(03):62-64．

[4]郭祥武．数字电视传输机房绿色节能设计[J]．山西电子技术,2016,(01):73-74．

[5]政府采购推动机房空调市场快速发展[J]．日用电器,2014,(08):1．