通信機(jī)柜常用控溫方案及特點

1、通信機(jī)柜常用控溫方案及特點前言：隨著全球范圍內(nèi)的能源使用日趨緊張，各行各業(yè)都越來越重視節(jié)能降耗工作，通信行業(yè)亦不例外。近年來，由于銅資源的日益缺乏，基于豐富氧化硅資源的光纖技術(shù)成為各國通信行業(yè)大力發(fā)展的方向。而由通信業(yè)界主導(dǎo)運營商倡導(dǎo)的“光進(jìn)銅退、DSLAM下移”，無可置疑正成為“光纖到戶”的演進(jìn)步驟大趨勢。隨著“光纖到戶”技術(shù)的逐漸商用化，越來越多的用戶光纖匯聚到電信接入機(jī)房中，合理規(guī)劃和部署中心機(jī)房的光纖配線和管理系統(tǒng)，為未來提供電信級的FTTH做準(zhǔn)備成為迫在眉睫需要面臨和解決的問題，而同時為了確保電信機(jī)房及通訊基站始終處于穩(wěn)定的運行狀態(tài)，解決因熱量管理不善帶來的種種故障和隱患，各大電信運

2、營商對于電信機(jī)房、通訊基站及作為直接承載IT設(shè)備的機(jī)柜的建設(shè)和維護(hù)日益重視。服務(wù)器機(jī)柜內(nèi)溫度過高是目前數(shù)據(jù)中心普遍存在的問題，由于服務(wù)器內(nèi)溫度過高導(dǎo)致服務(wù)器宕機(jī)的例子也不鮮見。有機(jī)構(gòu)對數(shù)據(jù)中心服務(wù)器宕機(jī)的原因做過統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)除了服務(wù)器本身出現(xiàn)故障導(dǎo)致宕機(jī)外，另外兩個最主要的原因分別是環(huán)境溫度過高（占32%）和斷電（占22%）。導(dǎo)致機(jī)柜內(nèi)溫度過高有兩個原因: 一是由于服務(wù)器的數(shù)量不斷增加，使得數(shù)據(jù)中心內(nèi)空間越來越緊張，不得已在機(jī)柜中擺放越來越多的服務(wù)器。而且，目前計算機(jī)的發(fā)展方向是越來越小、越來越緊湊，特別是刀片式服務(wù)器的出現(xiàn)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心機(jī)柜內(nèi)的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過計算機(jī)等設(shè)備可以承受的范圍。另一個原因

3、是目前的服務(wù)器通風(fēng)大多采用前進(jìn)后出（而傳統(tǒng)的服務(wù)器是下進(jìn)風(fēng)、上出風(fēng)），但這些機(jī)柜還是像教室里的課桌一樣一排排擺放，前面的熱氣傳遞給了后排的機(jī)柜，冷熱空氣的混合很不合理。 為了解決電信機(jī)房、通信基站及設(shè)備機(jī)柜的熱量管理問題，常用的控溫方式不乏機(jī)柜空調(diào)器系列、熱交換器系列、集成有熱交換器的機(jī)柜空調(diào)器系列、空調(diào)門控制箱系列、數(shù)碼可變多聯(lián)技術(shù)空調(diào)系統(tǒng)、液冷系統(tǒng)、地下耦合熱泵系列等通信機(jī)柜常用控溫產(chǎn)品。1、 機(jī)柜空調(diào)器系列傳統(tǒng)的機(jī)房空調(diào)很少考慮機(jī)柜內(nèi)部的溫度，僅能保證機(jī)房內(nèi)溫度符合要求。但實際上，由于刀片服務(wù)器的使用，機(jī)柜內(nèi)較容易出現(xiàn)局部熱點。對此，傳統(tǒng)的空調(diào)只能靠進(jìn)一步降低機(jī)房溫度來解決，由此造成浪費

4、也在所難免。機(jī)柜空調(diào)，可通過壓縮式制冷來實現(xiàn)吸熱降溫，從而使機(jī)柜在密閉的情況下，將柜內(nèi)空氣中的熱量及水份向柜外轉(zhuǎn)移。由于冷風(fēng)直接送至熱源附近，可以保證機(jī)柜內(nèi)不出現(xiàn)熱點，并能阻止灰塵、濕氣及腐蝕性氣體進(jìn)入機(jī)柜內(nèi)部，適用于可靠性較高的通信機(jī)柜的溫、濕度控制，是電控系統(tǒng)可靠工作的有力保障。由于機(jī)柜空調(diào)器可以根據(jù)機(jī)柜中具體溫度情況決定是否送風(fēng)，因此其效率更高。據(jù)統(tǒng)計，與傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)相比，機(jī)柜空調(diào)器制冷系統(tǒng)的電力消耗會節(jié)省50%以上。(1) 方倉壁掛式機(jī)柜空調(diào)器 特點: 采用特種換熱器，換熱量增大40%，風(fēng)阻降低50%，整體結(jié)構(gòu)堅固、抗塵、抗油污、防腐； 使用不含F(xiàn)CKW(氟利昂)的冷卻介質(zhì)，環(huán)保、節(jié)

5、能、高效； 精巧的專利快裝固定結(jié)構(gòu)，安裝過程簡便快捷； 遠(yuǎn)程自動化智能監(jiān)控系統(tǒng)可隨時對機(jī)柜控溫現(xiàn)場信息進(jìn)行在線監(jiān)測和交互控制； 較高的防護(hù)等級（達(dá)到國標(biāo)內(nèi)部IP55、外部IP34要求）提高了機(jī)柜使用的安全、可靠性。(2) 戶外嵌入式機(jī)柜空調(diào)器 特點： 簡約外形、完美工藝，獨特的嵌入式結(jié)構(gòu)無需添加通信機(jī)柜方倉，節(jié)約空間、降低成本并具備良好的防風(fēng)、防雨、防盜功能； 采用特種換熱器，換熱量增大40%，風(fēng)阻降低50%，整體結(jié)構(gòu)堅固、抗塵、抗油污、防腐； 使用不含F(xiàn)CKW(氟利昂)的冷卻介質(zhì)，環(huán)保、節(jié)能、高效； 精巧的專利快裝固定結(jié)構(gòu)，安裝過程簡便快捷； 遠(yuǎn)程自動化智能監(jiān)控系統(tǒng)可隨時對機(jī)柜控溫現(xiàn)場信息進(jìn)

6、行在線監(jiān)測和交互控制； 較高的防護(hù)等級（達(dá)到國標(biāo)內(nèi)部IP55、外部IP34要求）提高了機(jī)柜使用的安全、可靠性。2、熱交換器系列 概念：熱交換器裝置是一種利用低于柜內(nèi)溫度的柜外空氣，通過熱交換芯進(jìn)行有效交換，實現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)，進(jìn)而滿足控制柜在密閉狀態(tài)下散熱要求，避免了采用新風(fēng)的高污染等問題。特點： 獨有的高效平行流熱交換芯，具有優(yōu)越的熱交換效率。 密閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)設(shè)計,內(nèi)外空氣隔絕，有效隔離外部空氣中的污染源。 機(jī)柜內(nèi)部不會因過冷而結(jié)露。 核心冷控件均選用國際知名品牌，提高了機(jī)組可靠性及保證低噪音功效。 自由靈活的安裝方式：機(jī)組尺寸大小不等、安裝方式多樣，一機(jī)多用，可以壁掛、內(nèi)嵌、頂置。 外形緊湊

7、輕巧，無過濾網(wǎng)設(shè)計降低成本并無需定期維護(hù)保養(yǎng)。 產(chǎn)品通過CE認(rèn)證并符合歐盟RoHS指令的要求。 產(chǎn)品出廠前均通過嚴(yán)格測試，性能指標(biāo)具有可靠保證。 安裝簡單，在接通電源后即可使用，面板拆卸方便，所有元件都便于維護(hù)。 為晝夜持續(xù)運行而設(shè)計，適應(yīng)性強(qiáng)、工作穩(wěn)定可靠。C3、集成有熱交換器的機(jī)柜空調(diào)系列集成有熱交換器的機(jī)柜空調(diào)的降溫基本思路就是充分利用室外空氣中的冷量，通過熱交換的手段對機(jī)房進(jìn)行降溫。只利用室外新風(fēng)的冷量，室內(nèi)空氣通過換熱冷卻后再被送回室內(nèi)。通過控制系統(tǒng)使熱交換器與機(jī)柜空調(diào)設(shè)備聯(lián)動，當(dāng)室外溫度過高，新風(fēng)無法滿足排出全部冷負(fù)荷目的時，機(jī)柜空調(diào)設(shè)備將自動啟動，保證機(jī)柜內(nèi)部溫度在正常范圍內(nèi)。特

8、點： 采用獨有的熱交換器、機(jī)柜空調(diào)器雙機(jī)系統(tǒng)，具有極高的可靠性，尤其適用于通信行業(yè)； 在不同的溫度環(huán)境中，兩套獨立控制的制冷系統(tǒng)可選擇單獨或同時工作； 使用不含F(xiàn)CKW(氟利昂)的冷卻介質(zhì)，環(huán)保、節(jié)能、高效； 高效節(jié)能，熱交換器較大一部分時間內(nèi)可代替機(jī)柜空調(diào)對機(jī)柜進(jìn)行制冷，效果比較明顯，一般節(jié)電效果在30%以上，降低了通信機(jī)房的電能消耗； 相對減少機(jī)柜空調(diào)器的工作時間，從而延長其使用壽命，降低機(jī)房的投資成本及維護(hù)費用。4、空調(diào)門控制箱系列空調(diào)門控制箱是由控制箱及空調(diào)裝置結(jié)合起來組成的完美的控溫設(shè)備，該控溫方案一般有兩種形式，一種是將控制箱的整個門體做成一個空調(diào)裝置，另一種方案是將門體的一部分做

9、成空調(diào)裝置，兩種形式均使控制箱支架、空調(diào)裝置及空調(diào)門組裝、構(gòu)成一個完整的解決方案，其中空調(diào)裝置隱蔽地嵌裝在門里，成為最理想的“冷卻站”，配有空調(diào)裝置的深度型材空調(diào)門，又是控制箱不可分割的一部分。空調(diào)門控制箱冷卻形式完全不需要切割或出口空氣管路，省去了重新在控制箱上安裝制冷設(shè)備的麻煩，從而節(jié)省了客戶的時間和安裝費用。5、數(shù)碼可變多聯(lián)技術(shù)空調(diào)系統(tǒng) 數(shù)碼可變多聯(lián)技術(shù)空調(diào)系統(tǒng)，是由采用了數(shù)碼寬度脈沖調(diào)節(jié)控制技術(shù)的變?nèi)萘繙u旋壓縮機(jī)的室外機(jī)與多臺可單獨控制的室內(nèi)機(jī)組成,簡稱DVM，是新一代模塊化多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，屬空調(diào)先進(jìn)技術(shù)，其安裝維護(hù)的簡便性、靈活性使其更能滿足空調(diào)市場的需求，該機(jī)組最大可配管長度為100米

10、，高低差可達(dá)60米。由于該機(jī)組集約化程度高，又無需設(shè)置機(jī)房，為使用者節(jié)約了有效的空間。寬度脈沖調(diào)節(jié)式數(shù)碼渦旋壓縮機(jī)技術(shù)(PWM)，可根據(jù)負(fù)載自動調(diào)節(jié)制冷和制熱容量，從而有效降低運行成本。該技術(shù)的精華在于壓縮機(jī)本身具有“軸向柔性”的特點，當(dāng)定渦旋盤向上移動時，壓縮機(jī)無質(zhì)流量通過，壓縮機(jī)此時容量為零，不對制冷劑做功，即“卸載狀態(tài)”；當(dāng)定渦旋盤恢復(fù)原位嚙合時，就是普通渦旋壓縮機(jī)運行時的狀態(tài)，制冷劑全部通過壓縮機(jī)，壓縮機(jī)對制冷劑做功，此時，壓縮機(jī)容量為100，被稱為 “負(fù)載狀態(tài)”。數(shù)碼渦旋壓縮機(jī)就是通過精密控制的PWM閥的動作和時間來實現(xiàn)的渦旋盤的微小移動（軸向移動0.61），從而不斷的變換定渦旋盤的

11、升起和嚙合，即改變“負(fù)載”和“卸載”的周期時間來實現(xiàn)變?nèi)萘康恼{(diào)節(jié)，外部電磁閥根據(jù)系統(tǒng)容量的要求通過系統(tǒng)信號控制渦旋盤的“上升”和“復(fù)原”，使壓縮機(jī)自動調(diào)節(jié)開啟關(guān)閉時間的比例，實現(xiàn)“0-1”輸出，體現(xiàn)出數(shù)碼功能，有效地降低運行成本。數(shù)碼渦旋壓縮機(jī)從“負(fù)載狀態(tài)”到“卸載狀態(tài)”的變換損耗只有10，低于變頻壓縮機(jī)的綜合能源損耗，且數(shù)碼渦旋技術(shù)能讓壓縮機(jī)在10至100容量范圍下運行，實現(xiàn)了整個范圍內(nèi)的無級調(diào)節(jié)，使能量調(diào)節(jié)范圍更廣。特點： 可以根據(jù)實際能量需要，靈活組合； 整個組合系統(tǒng)采用集散控制，各個機(jī)組采用獨立制冷系統(tǒng)，在不同季節(jié)和氣溫下可以自動調(diào)整負(fù)荷，保證運行在節(jié)能狀態(tài)； 提供無級容量輸出，可將溫

12、度的控制精度保證在±0.5，其它類型空調(diào)2-3； 以單一速度運行，不會產(chǎn)生額外的噪音和振動并對周圍環(huán)境造成不良影響。室內(nèi)機(jī)噪音極低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家對室內(nèi)噪音要求標(biāo)準(zhǔn)； 數(shù)碼渦旋壓縮機(jī)運行時，渦盤的負(fù)載卸載，均為一個簡單的機(jī)械運動，不會產(chǎn)生高次諧波，亦不會產(chǎn)生電磁干擾； 無需油分離器或回油循環(huán)系統(tǒng)，利用氣體流速讓潤滑油充分流向壓縮機(jī)，不會因回油不良，而燒毀壓縮機(jī)。6、液冷系統(tǒng)液冷系統(tǒng)的制冷原理是，把冷水送達(dá)到液體冷卻柜。先用柜內(nèi)風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)從服務(wù)器后部抽到液體冷卻柜中，用液冷系統(tǒng)內(nèi)部水管制冷熱風(fēng)，然后將冷風(fēng)吹到服務(wù)器前部，而熱水再回流到室外的循環(huán)制冷設(shè)備，通過這一過程不停循環(huán)達(dá)到制冷效果。

13、使用液冷系統(tǒng)的節(jié)能效果十分明顯，服務(wù)器前部必須要保持25以下才能穩(wěn)定工作，在機(jī)柜外增設(shè)房間，再安裝空調(diào)設(shè)備對房間進(jìn)行降溫，想要保持這個溫度，必須在空調(diào)冷風(fēng)口達(dá)到18到20才可以，而液冷設(shè)備只要能達(dá)到20到25即可。另一方面，遠(yuǎn)程制冷的效率比較低，液冷系統(tǒng)在相對封閉的運行環(huán)境中，效率較高。形象的理解，液冷設(shè)備與機(jī)房空調(diào)的區(qū)別，就像冰箱制冷與冷庫制冷的區(qū)別。對機(jī)房來說，液冷系統(tǒng)將每個機(jī)柜包裝成為一個“冰箱”，而精密空調(diào)則把整個機(jī)房制冷為一個“冷庫”，其能耗的差別不言而喻。使用液冷系統(tǒng)節(jié)能的效果不僅僅在于制冷方面。其有一個與眾不同的系統(tǒng)，叫Free cooling（自然冷卻系統(tǒng)）。液冷系統(tǒng)的進(jìn)水口溫

14、度需要低于15，而當(dāng)環(huán)境溫度低于15，就可以不需要通過循環(huán)制冷設(shè)備來制冷液體，僅僅用自然冷量制冷即可。這一切都是自動調(diào)節(jié)的，不需要人工操作。以上海地區(qū)為例，每年至少有三個月的環(huán)境溫度低于15攝氏度，也就是說每年有約四分之一的時間可以“天然制冷”，總體而言，相對于傳統(tǒng)制冷設(shè)備節(jié)能30%。       由于使用液冷設(shè)備能夠解決高密度的散熱問題，無須將本可安裝在一個機(jī)柜內(nèi)的服務(wù)器分多個機(jī)柜安裝，從而大大減小了數(shù)據(jù)中心所需的空間，僅此一點，即可節(jié)約大量的空間投資成本，同時又解決了節(jié)能、環(huán)保等多方面的問題。特點： 節(jié)能效果十分明顯； 在相對封閉

15、的運行環(huán)境中，效率較高； 節(jié)約能源、空間成本、運行成本和維護(hù)成本。7、地下耦合熱泵系列地下耦合熱泵又稱為“土壤源熱泵”，或直接稱為“地源熱泵”。其是以大地作為熱源和熱匯，利用地下巖土中熱量的閉路循環(huán)的地源熱泵系統(tǒng)，通過循環(huán)液（水或以水為主要成分的防凍液）在封閉地下埋管中的流動，實現(xiàn)系統(tǒng)與大地之間的冷熱交換。在冬季供熱過程中，流體從地下收集熱量，再通過系統(tǒng)把熱量帶到室內(nèi)。夏季制冷時系統(tǒng)逆向運行，即從室內(nèi)帶走熱量，再通過系統(tǒng)將熱量送到地下巖土中。由于該制冷供熱方式不存在能量形式的轉(zhuǎn)換，幾乎是一種能量的“搬運”過程，因而其能量轉(zhuǎn)換效率高、運營成本低。地下耦合熱泵適用于夏熱冬冷地區(qū)、低容積率、低負(fù)荷密

16、度350KW以下的冷熱負(fù)荷積累量平衡的項目，不適用于嚴(yán)寒地區(qū)或夏熱冬暖地區(qū)。根據(jù)地下熱交換器的布置形式，主要分為垂直埋管、水平埋管和蛇形埋管三類。垂直埋管換熱器通常采用的是U型方式，按其埋管深度可分為淺層（<30m），中層（30100m）和深層（>100m）三種。埋管深，地下巖土溫度比較穩(wěn)定，鉆孔占地面積較少，總的來說，垂直埋管換熱器熱泵系統(tǒng)優(yōu)勢在于：（1）占地面積??；（2）土壤的溫度和熱特性變化小；（3）需要的管材最少，泵耗能低；（4）能效比很高。水平埋管換熱器有單管和多管兩種形式。其中單管水平換熱器占地面積最大，雖然多管水平埋管換熱器占地面積有所減少，但管長應(yīng)相應(yīng)增加來補償相鄰管間的熱干擾。