劉雙雙，田 甜

（1.中網(wǎng)優(yōu)能 （北京）技術(shù)有限公司，北京100027；2.中國(guó)制冷學(xué)會(huì)，北京100142）

0 引言

人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)需求不斷提高，網(wǎng)絡(luò)傳輸業(yè)務(wù)不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)需求區(qū)域密集度增大，大規(guī)模、高密度的通信設(shè)備部署增多［1－2］。傳輸匯聚機(jī)房作為通信網(wǎng)絡(luò)的重要載體及組成部分，機(jī)房?jī)?nèi)通信設(shè)備及配套設(shè)備不斷增加，頻繁出現(xiàn)高溫現(xiàn)象。因此在機(jī)房高速發(fā)展的巨大需求下，對(duì)機(jī)房的空間利用、設(shè)備布置、冷量、氣流等方面的要求更為嚴(yán)格，如何合理規(guī)劃和利用機(jī)房資源成為研究重點(diǎn)［3］。

為了提高機(jī)房節(jié)能性和緩解機(jī)房高溫現(xiàn)象，本文對(duì)空調(diào)出風(fēng)溫度和機(jī)房熱環(huán)境［4－8］溫度進(jìn)行實(shí)測(cè)［9－10］，分析傳輸匯聚機(jī)房熱環(huán)境溫度的變化，間接指導(dǎo)傳輸設(shè)備的布放位置、朝向、距離［11－15］，提出緩解機(jī)房高溫現(xiàn)象的建議和優(yōu)化方向。

1 實(shí)測(cè)方案

1.1 機(jī)房概況

本文以某傳輸匯聚機(jī)房作為實(shí)測(cè)機(jī)房，一般傳輸匯聚機(jī)房布置的設(shè)備有電池組、整流器、光纖配線(xiàn)架、空調(diào)、傳輸設(shè)備及其他設(shè)備，機(jī)房設(shè)備布置如圖1所示。

1.2 設(shè)備概況

機(jī)房空調(diào)為柜式空調(diào)，送風(fēng)方式為上送風(fēng)下回風(fēng)，屬于漫灌式送風(fēng)，柜式空調(diào)的設(shè)定溫度為25℃，額定功率為2.98kW，制冷量為7.2kW；配置的機(jī)架結(jié)構(gòu)參數(shù)為600mm×300mm×2000mm；傳輸設(shè)備為OSN6800，進(jìn)出風(fēng)方式為下進(jìn)風(fēng)上出風(fēng)，設(shè)備外形尺寸 （寬 ×深 ×高）為497mm×295mm×400mm，典型功耗為850W，滿(mǎn)配置最大功耗為1200W，額定電流25A（－48V），設(shè)備重量較大不宜挪動(dòng)。

1.3 機(jī)房參數(shù)

該實(shí)測(cè)機(jī)房滿(mǎn)足通信機(jī)房的環(huán)境條件要求：

（1）選定老舊傳輸匯聚機(jī)房，先降環(huán)境溫度后降設(shè)備溫度。

（2）柜式空調(diào)對(duì)應(yīng)的單列機(jī)柜長(zhǎng)度為5.6m，滿(mǎn)足單列機(jī)柜最長(zhǎng)距離≤6m的要求。

（3）柜式空調(diào)的送風(fēng)射程受匹配的風(fēng)量影響，本文選定為3HP空調(diào)，其性能參數(shù)決定送冷范圍不會(huì)超過(guò)單列機(jī)柜長(zhǎng)度。

（4）機(jī)房設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)的環(huán)境溫度要求為10～26℃，指在地面上2m處的測(cè)量值。

圖1 機(jī)房設(shè)備布置效果圖

2 測(cè)點(diǎn)布置

機(jī)房?jī)?nèi)測(cè)點(diǎn)布置如圖2所示。圖2所示包含了機(jī)房?jī)?nèi)柜式空調(diào)、機(jī)架、傳輸設(shè)備及測(cè)點(diǎn)位置。選取6個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)，1個(gè)室外機(jī)的電流測(cè)點(diǎn)為分析測(cè)點(diǎn)，設(shè)備溫度測(cè)點(diǎn)位置為距離地面0.3m處。

各測(cè)點(diǎn)的測(cè)量精度及位置如表1所示。

圖2 機(jī)房?jī)?nèi)測(cè)點(diǎn)布置

表1 測(cè)量精度

測(cè)點(diǎn)布置方案主要考慮以下因素：

（1）測(cè)點(diǎn)布置在機(jī)架下部設(shè)備處，測(cè)出設(shè)備環(huán)境進(jìn)風(fēng)的真實(shí)數(shù)據(jù)；

（2）測(cè)點(diǎn)可以反映空調(diào)對(duì)應(yīng)通道單列機(jī)架內(nèi)設(shè)備的環(huán)境溫度變化，便于找出設(shè)備環(huán)境進(jìn)風(fēng)溫度與空調(diào)距離的變化規(guī)律；

（3）測(cè)點(diǎn)不影響空調(diào)系統(tǒng)的性能及可靠性，減少不必要的成本；

（4）設(shè)備環(huán)境溫度測(cè)點(diǎn)布置在設(shè)備寬度的中部，以測(cè)得設(shè)備區(qū)域進(jìn)風(fēng)溫度。

3 測(cè)試結(jié)果與分析

3.1 整體熱環(huán)境測(cè)試結(jié)果與分析

圖3 空調(diào)電流隨時(shí)間的變化

圖4 傳輸設(shè)備環(huán)境進(jìn)風(fēng)溫度隨時(shí)間的變化

本文采用在線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的方式，選取空調(diào)對(duì)應(yīng)的單列機(jī)架設(shè)備的進(jìn)風(fēng)口溫度和出風(fēng)口溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，僅對(duì)設(shè)備運(yùn)行業(yè)務(wù)相對(duì)穩(wěn)定時(shí)段的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到空調(diào)電流隨時(shí)間的變化和傳輸設(shè)備環(huán)境進(jìn)風(fēng)溫度隨時(shí)間的變化分別如圖3、圖4所示。

由圖3和圖4可知，空調(diào)的啟停呈現(xiàn)周期性規(guī)律變化，說(shuō)明對(duì)應(yīng)時(shí)段的熱量需求呈現(xiàn)一定規(guī)律；在空調(diào)關(guān)機(jī)時(shí)段內(nèi)，熱環(huán)境內(nèi)溫度呈逐漸上升趨勢(shì)。在空調(diào)剛啟機(jī)后，熱環(huán)境內(nèi)溫度呈陡降趨勢(shì)。

3.2 空調(diào)啟停完整周期內(nèi)熱環(huán)境測(cè)試結(jié)果與分析

從上述設(shè)備運(yùn)行業(yè)務(wù)穩(wěn)定時(shí)段的數(shù)據(jù)中抽取空調(diào)完整周期的電流數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)，分析可得空調(diào)一個(gè)啟停周期內(nèi)電流和出風(fēng)溫度的變化分別如圖5和圖6所示，同列的傳輸設(shè)備環(huán)境進(jìn)風(fēng)溫度的變化如圖7所示。

結(jié)合圖5和圖7可知，在柜式空調(diào)的一個(gè)啟停周期內(nèi)，分析實(shí)驗(yàn)機(jī)房?jī)?nèi)距離地面0.3m處設(shè)備的環(huán)境進(jìn)風(fēng)溫度和空調(diào)電流的變化，得出如下規(guī)律：

（1）空調(diào)一個(gè)啟停周期時(shí)間約為21min?？照{(diào)的工作時(shí)長(zhǎng)約為15min，電流波動(dòng)范圍為3～4A，其中2min內(nèi)傳輸設(shè)備進(jìn)風(fēng)溫度出現(xiàn)陡降，其余時(shí)段工作相對(duì)穩(wěn)定?？照{(diào)的關(guān)機(jī)時(shí)長(zhǎng)約為6min，傳輸設(shè)備進(jìn)風(fēng)溫度呈逐漸攀升趨勢(shì)；

（2）空調(diào)開(kāi)啟時(shí)段內(nèi)，距離空調(diào)由近及遠(yuǎn)的對(duì)應(yīng)機(jī)架D4、D3、D2下部設(shè)備的環(huán)境進(jìn)風(fēng)擬合溫度約為22.7℃、23.2℃、24.7℃，呈逐漸遞增趨勢(shì)；

（3）空調(diào)開(kāi)啟時(shí)段內(nèi)，對(duì)應(yīng)機(jī)架D4、D3、D2下部設(shè)備的環(huán)境進(jìn)風(fēng)溫度擬合差值分別約為△T3－4＝0.5℃，△T2－3＝1.5℃，△T1－2＝1.5℃；

圖5 空調(diào)一個(gè)啟停周期內(nèi)電流的變化

圖6 空調(diào)一個(gè)啟停周期內(nèi)出風(fēng)溫度的變化

圖7 空調(diào)一個(gè)啟停周期內(nèi)傳輸設(shè)備環(huán)境進(jìn)風(fēng)溫度的變化

（4）對(duì)應(yīng)機(jī)架D8和D2下部設(shè)備的環(huán)境進(jìn)風(fēng)溫度變化規(guī)律和數(shù)值基本一致。

由此可知，結(jié)合空調(diào)開(kāi)始時(shí)段的溫度數(shù)值和溫差數(shù)值可推測(cè)，若機(jī)房D7＼D6＼D5位置上放置機(jī)架和下部設(shè)備，環(huán)境進(jìn)風(fēng)溫度約為 23.4℃、23.4℃、22.8℃，說(shuō)明空調(diào)送風(fēng)送達(dá)處位于D5機(jī)架范圍內(nèi)，落地點(diǎn)的溫度約為22℃，距離空調(diào)為3～3.5m。

對(duì)比圖5和圖6空調(diào)開(kāi)啟時(shí)段內(nèi)空調(diào)出風(fēng)溫度數(shù)值可知，出風(fēng)溫度與落地點(diǎn)溫度溫差為11℃，說(shuō)明空調(diào)冷量先降低環(huán)境溫度再降設(shè)備溫度，且冷量損失嚴(yán)重。

因此，對(duì)于此類(lèi)老舊傳輸匯聚機(jī)房布置設(shè)備時(shí)，建議將運(yùn)行業(yè)務(wù)負(fù)載較大的設(shè)備放置于送風(fēng)落地點(diǎn)3～3.5m處，相對(duì)運(yùn)行業(yè)務(wù)負(fù)載較小的設(shè)備放置于距離空調(diào)最近和最遠(yuǎn)的位置處，達(dá)到合理利用能源的目的。

4 結(jié)論

綜上所述，本文對(duì)夏季傳輸匯聚機(jī)房室內(nèi)熱環(huán)境進(jìn)行了實(shí)際有限測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的分析，得出同列機(jī)架內(nèi)下部傳輸設(shè)備環(huán)境進(jìn)風(fēng)溫度的變化規(guī)律，研究和探討了空調(diào)送風(fēng)落地點(diǎn)對(duì)傳輸機(jī)房熱環(huán)境及設(shè)備布置的影響，間接指導(dǎo)空調(diào)與傳輸設(shè)備之間的布置方式，得到如下結(jié)論：

（1）對(duì)于老舊傳輸匯聚機(jī)房，一般配置3HP柜式空調(diào)放置于通道間，送風(fēng)路徑中無(wú)遮擋，空調(diào)送風(fēng)的落地點(diǎn)范圍一般為3～3.5m處。

（2）對(duì)于柜式空調(diào)上送下回方式，機(jī)房?jī)?nèi)氣流組織混亂，設(shè)備環(huán)境進(jìn)風(fēng)溫度從送風(fēng)落地點(diǎn)處向兩側(cè)呈逐漸遞增趨勢(shì)。

（3）空調(diào)送風(fēng)溫度與空調(diào)落地點(diǎn)處溫度的溫差約10℃。

（4）布置傳輸設(shè)備時(shí)，建議在送風(fēng)落地點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的機(jī)架下部位置，放置相對(duì)運(yùn)行功率較大的傳輸設(shè)備；在距離空調(diào)最近和最遠(yuǎn)的位置處對(duì)應(yīng)的機(jī)架下部設(shè)備，放置相對(duì)運(yùn)行業(yè)務(wù)負(fù)載較小的設(shè)備放置。