在全國上下大力倡導(dǎo)節(jié)能減排的形勢(shì)下，作為通信機(jī)房不可或缺的空調(diào)設(shè)備，每年要消耗大量的電能。合理使用、降低能耗是當(dāng)前需要重點(diǎn)研究的一個(gè)課題。雖然部分局站有采用通風(fēng)節(jié)能設(shè)備以降低機(jī)房空調(diào)能耗方案，但使用中還是存在一定局限：低端產(chǎn)品會(huì)造成機(jī)房?jī)?nèi)環(huán)境(如濕度、灰塵)不可控和維護(hù)工作加大，高端產(chǎn)品成本又較高。如何從空調(diào)本身挖潛?本文就空調(diào)的位置、朝向、溫度控制等對(duì)設(shè)備散熱及機(jī)房節(jié)能的影響進(jìn)行了分析。

1空調(diào)安裝位置對(duì)節(jié)能的影響

目前機(jī)房使用的空調(diào)有柜機(jī)、掛機(jī)、中央空調(diào)3種方式。三種方式的空調(diào)會(huì)與機(jī)房通信設(shè)備形成多種位置關(guān)系的組合，而每種組合情況下，空調(diào)對(duì)通信設(shè)備的散熱工作和節(jié)能狀況卻是大不相同的。雖然對(duì)于機(jī)房空調(diào)，一直在倡導(dǎo)“以機(jī)為本”的理念，但在一些局站，對(duì)此理念的理解還存在一定誤區(qū)，總認(rèn)為空調(diào)散熱的目標(biāo)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)設(shè)備最熱處，效果才是最好的，真是這樣的嗎?下面就一些典型組合進(jìn)行具體分析：

(1)空調(diào)對(duì)準(zhǔn)設(shè)備后面

如圖1所示，當(dāng)前通信設(shè)備多采用風(fēng)扇冷卻方式。且通常采用前端進(jìn)風(fēng)，后端出風(fēng)的形式?？照{(diào)的出風(fēng)口對(duì)準(zhǔn)設(shè)備后方，冷空氣與從設(shè)備內(nèi)出來的熱風(fēng)會(huì)合，會(huì)很快使氣溫降低，但空調(diào)的高速出風(fēng)，會(huì)對(duì)通信設(shè)備熱空氣的排出產(chǎn)生一個(gè)風(fēng)阻，削弱了通信設(shè)備熱空氣的排出速度，使得熱空氣在通信設(shè)備內(nèi)(尤其是模塊設(shè)備，如電源模塊)產(chǎn)生滯留，從而使設(shè)備內(nèi)局部溫度升高。因此，在這種情況下，會(huì)造成環(huán)境溫度低，而設(shè)備內(nèi)溫度高的“似低溫環(huán)境”現(xiàn)象，不利于設(shè)備的健康使用。有的用戶在此方式下，甚至打開后門讓空調(diào)風(fēng)對(duì)著面吹，以為利于設(shè)備散熱。根據(jù)電源廠家對(duì)這種情況與空調(diào)側(cè)吹的情況做了溫升對(duì)比，對(duì)比對(duì)象為在同一負(fù)載條件下同型號(hào)的兩套通信電源系統(tǒng)的模塊機(jī)內(nèi)溫度。空調(diào)前面?zhèn)却档南到y(tǒng)，在模塊后內(nèi)側(cè)1寸處空氣溫升約為13℃，而打開后門對(duì)里面正吹的電源，雖然感覺不到電源設(shè)備發(fā)熱，但模塊內(nèi)相同位置的溫升卻達(dá)到15℃～16℃，并沒有使電源模塊的散熱得到合理改善。

圖1 空調(diào)對(duì)準(zhǔn)設(shè)備后面示意

(2)空調(diào)在設(shè)備后面平吹或斜吹

如圖2所示，在這種方式下，空調(diào)掃風(fēng)和氣流擴(kuò)散從側(cè)面對(duì)通信設(shè)備后面產(chǎn)生反壓，仍然會(huì)對(duì)通信設(shè)備熱空氣從后面排出產(chǎn)生一個(gè)風(fēng)阻，同第1種方式一樣，也會(huì)造成環(huán)境溫度低，而設(shè)備內(nèi)溫度高的“假低溫環(huán)境”現(xiàn)象，不利于設(shè)備的健康使用。

(3)設(shè)備置于于中央空調(diào)出風(fēng)口下方

如圖3所示，通常通信設(shè)備前面進(jìn)入的冷風(fēng)經(jīng)過電氣部分散熱吸收后，在設(shè)備后部形成熱空氣，而且越往上，空氣溫度越高。由熱力學(xué)知識(shí)我們知道，上下端的空氣會(huì)產(chǎn)生對(duì)流，而在設(shè)備內(nèi)相對(duì)筒狀結(jié)構(gòu)，會(huì)形成抽風(fēng)效應(yīng)——即下端空氣在對(duì)流作用下會(huì)加速上升，同時(shí)通過后門下端的通風(fēng)孔，對(duì)外部冷空氣形成吸入效應(yīng)，加速通信設(shè)備的散熱。

圖2空調(diào)在設(shè)備后面平吹或斜吹示意

圖3設(shè)備置于中央空調(diào)出風(fēng)口下方示意

若按圖3所示將通信設(shè)備置于中央空調(diào)出風(fēng)口下端，雖然下行的冷空氣會(huì)迅速與上升的熱空氣產(chǎn)生熱交換使之冷卻，但下行的風(fēng)壓會(huì)對(duì)上行的熱空氣形成阻力，破壞抽風(fēng)效應(yīng)的形成，使熱空氣滯留設(shè)備內(nèi)部，同樣產(chǎn)生環(huán)境溫度低，而設(shè)備內(nèi)溫度高的“假低溫環(huán)境”現(xiàn)象，不利于設(shè)備的健康使用，尤其對(duì)后門無通風(fēng)孔或通風(fēng)孔不足，而對(duì)抽風(fēng)效應(yīng)依賴的設(shè)備，影響更大。

(4)掛式空調(diào)平吹設(shè)備上端

如圖4，這種方式也會(huì)使設(shè)備內(nèi)上升的熱空氣與空調(diào)平吹的冷空氣相遇而快速冷卻，但可以看到，平吹的冷空氣一樣會(huì)在設(shè)備上端形成反壓風(fēng)阻，阻礙設(shè)備內(nèi)熱空氣的上升，從而產(chǎn)生環(huán)境溫度低，而設(shè)備內(nèi)溫度高的“假低溫環(huán)境”現(xiàn)象。同時(shí)可以看出，空調(diào)吹出的冷空氣與機(jī)房頂面近距離接觸，熱交換速度快，會(huì)大量吸收室外熱能。在這種情況下，空調(diào)一方面要排出通信設(shè)備工作產(chǎn)生的熱能，同時(shí)要克服室外迅速傳導(dǎo)進(jìn)來的熱能。假設(shè)將空調(diào)的制冷總功耗Pt分為兩部分：克服通信設(shè)備工作發(fā)熱的制冷功耗Pe和克服室外熱量傳導(dǎo)室內(nèi)的制冷功耗Pw，則Pt=Pe+Pw。假設(shè)此種方式的Pw為Pw1，而下端掃風(fēng)時(shí)為Pwn，則Pw1>Pwn，相同控制環(huán)境下空調(diào)功耗要增大。

從以上4種位置關(guān)系我們可以看出，每種方式改善的是機(jī)房設(shè)備外的空氣環(huán)境溫度，而不是設(shè)備的“內(nèi)環(huán)境”環(huán)境溫度，并不利于設(shè)備健康運(yùn)行，空調(diào)做的無用功過多，能效低。

圖4掛式空調(diào)平吹設(shè)備上端示意

2改善散熱效果和節(jié)能的安裝方式

如圖5所示，空調(diào)平吹設(shè)備正面，與設(shè)備風(fēng)扇風(fēng)向一致。這種情況下，空調(diào)吹出的冷風(fēng)會(huì)加速了設(shè)備內(nèi)部通風(fēng)速度，使設(shè)備內(nèi)散熱效果增強(qiáng)，設(shè)備后部的熱氣流在抽風(fēng)效應(yīng)下迅速上升，到達(dá)機(jī)房頂部，與頂端熱墻面接觸，降低了熱交換速率。如果上升氣流溫度高于墻面溫度，室內(nèi)熱空氣還可以通過頂端墻面向外散熱，減輕了空調(diào)散熱負(fù)荷。假設(shè)此種方式下的Pw為Pw2，則與前面情況相比，Pw2

圖5空調(diào)平吹設(shè)備正面示意

對(duì)于室外機(jī)，要充分考慮方位和當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)，將空調(diào)外機(jī)安裝在避免陽光直曬和利于通風(fēng)的位置，當(dāng)兩個(gè)因素存在沖突時(shí)，應(yīng)根據(jù)氣候特點(diǎn)來權(quán)衡綜合陽光照射吸收的熱量和自然通風(fēng)帶走的熱量，從而作出更有利的方案。

3機(jī)房溫度控制對(duì)節(jié)能影響的新思路

目前人們習(xí)慣認(rèn)為通信設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境溫度就是機(jī)房溫度。而機(jī)房溫度，就是對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)大環(huán)境的溫度，或機(jī)房?jī)?nèi)的平均溫度。在分析之前，我們先思考三個(gè)問題：

a．機(jī)房各點(diǎn)溫度是否需要均衡?

b．各點(diǎn)溫度是否具有同等意義?

c．我們最主要通過空調(diào)控制什么地方的溫度?

在無強(qiáng)制溫度控制干預(yù)下，機(jī)房設(shè)備的發(fā)熱和風(fēng)扇散熱，必然導(dǎo)致機(jī)房上端溫度高，下端溫度低；前端溫度低，后端溫度高(前后通風(fēng)方式下)。而這些溫度點(diǎn)，僅進(jìn)風(fēng)口的溫度(前后通風(fēng)設(shè)備進(jìn)風(fēng)口為前面，上下通風(fēng)設(shè)備進(jìn)風(fēng)口為下面)，對(duì)設(shè)備的散熱和可靠工作才有決定性的意義，其它點(diǎn)溫度的高與低，對(duì)設(shè)備的可靠性和壽命影響很小。因此，我們可以狹隘的認(rèn)為，設(shè)備的環(huán)境溫度應(yīng)是設(shè)備進(jìn)風(fēng)口溫度，而不是籠統(tǒng)的機(jī)房溫度。這樣，我們?cè)诳照{(diào)的配置和設(shè)置上，應(yīng)重點(diǎn)控制設(shè)備進(jìn)風(fēng)口溫度，而不是控制所有點(diǎn)溫度。而且，保持機(jī)房頂部相對(duì)合理的熱空氣，更有利于機(jī)房向外散熱或減小對(duì)外部熱量的吸收，從而降低機(jī)房空調(diào)的制冷功耗需求。

根據(jù)以上分析，在空調(diào)的放置上，應(yīng)保證空調(diào)出口的掃風(fēng)，朝向設(shè)備進(jìn)風(fēng)口；并通過控制合理的位置和方向，使發(fā)熱量最大的設(shè)備離空調(diào)最近，同時(shí)空調(diào)的掃風(fēng)能剛好覆蓋所有發(fā)熱影響設(shè)備(主要是電子設(shè)備，直流配電屏、防雷箱等對(duì)溫度敏感度很低)。在空調(diào)溫度的設(shè)置上，只要保證離空調(diào)風(fēng)口最遠(yuǎn)的電子設(shè)備的進(jìn)風(fēng)口溫度，達(dá)到規(guī)定要求(如常溫25℃)即可。該設(shè)置點(diǎn)可反復(fù)測(cè)試取得，如通過設(shè)定，離空調(diào)最遠(yuǎn)端設(shè)備達(dá)到熱平衡后，設(shè)備內(nèi)關(guān)鍵取樣點(diǎn)溫度(大部分廠家設(shè)備有顯示)，剛剛低于常溫25℃無空調(diào)情況下設(shè)備達(dá)到熱平衡后內(nèi)部關(guān)鍵取樣點(diǎn)溫度(一般廠家可提供經(jīng)驗(yàn)值或?qū)嶒?yàn)值)。根據(jù)這種設(shè)置思路，空調(diào)溫度設(shè)置值可達(dá)到盡可能高，筆者認(rèn)為甚至可能達(dá)到26℃以上，在以機(jī)為本的原則下，機(jī)房溫度(尤其無人值守機(jī)房)無須考慮對(duì)人的舒適性。在空調(diào)的配置上，功率配置只要保證在以上的放置和設(shè)置，設(shè)備最大發(fā)熱工作時(shí)，進(jìn)風(fēng)口溫度能達(dá)到25℃即可。出風(fēng)方式建議能選用下出風(fēng)方式。智能控制上保證能遠(yuǎn)程溫度設(shè)定。

通過以上的溫度控制方式，筆者認(rèn)為對(duì)機(jī)房空調(diào)的發(fā)熱需求會(huì)大幅降低，從而盡可能降低機(jī)房空調(diào)用電損耗，達(dá)到節(jié)能目的。

4結(jié)束語

本文根據(jù)理論原理結(jié)合當(dāng)前實(shí)際對(duì)機(jī)房空調(diào)節(jié)能方法作了分析，還需要?jiǎng)?chuàng)造條件進(jìn)行實(shí)踐或?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證。本文論述的環(huán)境并不適用于所有情況，一些觀點(diǎn)可能存在偏頗的地方，歡迎專業(yè)人士指正，共同推動(dòng)機(jī)房空調(diào)節(jié)能事業(yè)的發(fā)展。

來源：精密空調(diào) http://mygoldentreasures.com/

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