通信机房送风走线方式优化研究

 论文栏目:防静电技术论文     更新时间:2018/7/6 15:08:19   

摘要:针对天然气管道项目部负责维护的川气东送天然气管道有限责任公司的通信机房,从目前采用的上送风下走线方式指出了在用的陶瓷防静电地板、空调、强弱电混合布线等存在的问题,从安全、防水、设备?;さ榷嘟嵌忍岢鱿滤头?、上走线的优化方案。

关键词:通信机房;通风地板;上送风下走线;下送风上走线

通信管理处天然气管道项目部主要负责维护川气东送管道通信运维项目。川气东送天然气管道有限公司下属的川渝管理处、鄂西管理处、鄂东管理处、安徽管理处、浙沪管理处、江苏管理处、金坛储气库管理处、站场均设有通信机房,部分阀室也设有通信机房。这些通信机房统一采用上送风、下走线方式,下铺陶瓷防静电地板,并安装有不同数量的空调用于维持机房温度在21℃~25℃之间、相对湿度在45%~65%之间。以武汉调控中心通信机房为例,安装有4排21台机柜,2台型号RF12.3W/YV的大金空调,下铺216块尺寸600mm×600mm的陶瓷防静电地板。上送风方式是通过2台大金空调将低温空气通过送风口送到通信机柜上部,带走通信设备和机房的热量,下走线方式是强弱电布线在陶瓷防静电地板下,便于日常维护管理.

1术语及相关要求

1.1通信机房

指用于安装各种通信网络设备、需要通过大型机房专用空调设备提供所需适宜工作环境的机房,包括互联网数据中心机房、交换机房、传输机房、数据机房、动力机房,以及上述机房的综合机房等。

1.2地板下送风方式

下送风方式通常是在机房布置架空地板,经过空调机组处理的低温冷空气从空调室内机底部送至机房的架空地板内;利用架空地板形成的静压箱,输送到冷通道上布置的通风地板;通过通风地板的送风口/孔吹出,进入机房和通信机柜内,带走工艺设备散热,吸热后的高温空气再从机房上部空间回到空调机组进行冷却处理。

1.3防静电地板

防静电地板又叫做耗散静电地板,本文中的防静电地板均指不具备通风功能的地板。当其接地或连接到任何较低电位点时,电荷能够耗散。防静电地板具有防火、防水性能,同时具有高强度特性以满足抗震和设备的承重要求。

1.4通风地板

带有通风孔、通风百叶或其他形式的防静电地板,通风率指开孔及百叶的通风面积与整块地板的百分比。通风地板必须为整块铺设,不允许切割,承重载荷应符合相关要求。

2机房维护存在问题

2010年10月,武汉调控中心通信机房投用,截至目前,通信机房已连续运转7年多,从这些年不间断对其进行维护的经验来看,主要存在4大问题:陶瓷防静电地板问题、空调问题、强弱电混合布线问题。

2.1陶瓷防静电地板问题

因年久失修,普遍存在翘边、胶皮缺失、孔隙过大、密封不严等问题,以武汉调控中心通信机房为例,上述问题就有32处。图5在用陶瓷防静电地板存在问题。

2.2空调问题

一般来说,空调的使用寿命约为8年,4年后因制冷剂缺失导致空调制冷能力下降。自投用开始连续24小时运行,减去停电停运等因素,2台大金空调已运行约63528小时。以2017年为例,共维修7次,其中排水管线漏水3次,其中8月份的一次排水管线漏水导致地板大量积水并下渗,前后历时4天才彻底解决,地面积水严重,部分地板下的强弱电布线粘水,对通信运行维护造成极大隐患??盏魑蘖鞒蹋禾烊黄艿老钅坎课浜旱骺刂行奈ぷ槊咳斩晕浜旱骺刂行耐ㄐ呕拷腥粘Q布?,发现空调问题立刻向川气东送天然气管道有限公司生产运行部通信主管汇报,生产运行部通信主管通知空调厂家到场维修、万吉物业现场配合。一般情况下,厂家都是当天接到通知、翌日到场,特别是遇到节假日,处理时间普遍延长、问题解决效率低。

2.3强弱电混合布线问题

武汉调控中心通信机房地板下布有大量的强弱电线且未区分线槽、贴合混放,这样就导致了线路之间会受到干扰、致使信号不稳定,而且还易引发、漏电、火灾等多种隐患。因活动地板净高约400mm,投用初期时通信设备、线缆少,布放整齐有序,随着通信设备的不断扩容,线缆愈来愈多,地板下空间越来越拥挤,容量越来越小。

2.4活动地板下老鼠问题

2017年4月,川气东送天然气管道有限公司委托捕鼠公司在武汉调控中心通信机房、自控机房、配电室、调控中心值班室等下铺活动地板的生产、办公场所开展捕鼠全面摸排,结果在调控中心值班室活动地板下捕捉到了2只老鼠,发现了老鼠粪便等污物,因老鼠磨牙等天性,造成了活动地板下部分线缆胶皮被咬破,所幸发现及时未造成通信、自控等业务中断。根据对此事件进行原因分析,估计老鼠是从排水孔钻进了调控中心的活动地板下。虽然事后在机房、值班室等房间门口安装了挡鼠板,但未对排水管进行优化改造,因此老鼠隐患依然存在,对目前下走线的布局依然是个难以彻底解决的难题。

3送风走线方式研究

随着川气东送天然气管道有限公司生产规模日益增大,通信机房内通信设备亦随之增多、通信机柜持续扩容,致使通信机房内单位面积发热量越来越大。由于通信机房的环境条件对通信设备的稳定运行、使用寿命、故障率影响很大,因此,确保通信机房具有良好的空调效果至关重要。根据通信设备电缆走线方式的不同,机房内的空调气流组织形式也相应分成上送风和下送风两种。

3.1上送风下走线方式

空调将冷风送给通信机柜,与热空气交换后,再从机房下部回到空调内?;康乃头缙髯橹肟掌鞫匦韵嗝?,从而使得机房下部温度偏高,不利于通信设备平稳运行。根据通信机房大小、空调送风距离长短的不同,空调上送风具体形式也有所不同。需要送风距离较短时,可以用消音送风帽的风口直接送到机房内,机房内的气流组织为上侧送风下侧回风方式。需要送风距离较长时,就需要在机房上部设送风管道。下走线即铺设在架空地板下,在机房中最多的线缆分属两大系列:强电和弱电,而弱电又以综合布线为主。川气东送管道项目通信机房布线设计强电和弱电全部铺设在架空地板下,以求今后调整方便。但强电下走线具有起火的隐患(如空调漏水时可能引起短路,产生火花,造成起火)。

3.2下送风上走线方式

下送风方式是在机房空调底部做一支架,支架高度与机房的活动地板高度相同。经过空调处理过的低温空气,从空调底部送到活动地板内,利用活动地板形成的空间作为一个静压箱,然后通过通信机柜底部、通风地板,进入通信机柜和通信设备内,带走通信设备和机房的热量,通过机房上部空间回到空调内,再进行冷却降温处理,如此循环往复使用??盏鞣缌鞫较蛴肟掌匦砸恢?,易得到更好的制冷效果?;疃匕逑碌目占涿婊潭ㄇ医闲?,可形成静压箱有效利用低温空气。因此送风均匀,整个机房区域的温差小。因为送风是在活动地板内,从而使下风的距离与上送风方式在同等条件下,所需的送风风压低,空调设备和送风噪声相对会低很多。单从空调专业的角度出发,下送风方式不需送风风管和送风口,对于设计施工来说,相对简单方便??盏魃璞傅陌诜趴梢粤榛畹亟械髡?。由于下送风将通信工艺所需的各类管线,空调专业的管线均隐藏在活动地板内,从而使得通信机房内显得整齐美观。仅从空调专业投资来说,相对上送风而言投资会低一点。上走线即铺设在通信机柜上部,在通信机房中线缆分属两大系列:强电和弱电,而弱电又以综合布线为主。川气东送管道项目通信机房布线设计强电和弱电全部铺设在架空地板下,以求今后调整方便。但强电下走线具有起火的隐患(如空调漏水时可能引起短路,产生火花,造成起火,且地板下起火因隐蔽不易发现)。采用下送风上走线方式,可以有效解决当前存在的火灾隐患、地板下部空间拥挤、强弱电混放、空调排水管线漏水、老鼠等生物钻入咬噬线缆等问题,有效地对通信设备进行散热,提升制冷效果。

4通信机房内设备布局

单机柜功耗较大、功率密度较大的通信机房宜采用下部送风、上部回风的方式。应严格按照“冷热通道”的布置方式,即将机柜的吸风面(正面)布置在冷通道上,排风面(背面)布置在热通道上,形成机柜“面对面、背对背”的布置格局,而不是现在所采用的机柜吸风面(正面)与排风面(背面)相邻的“面对背”方式,否则将造成机柜顺向传递产生的局部过热现象。结合通信机房的冷热通道,空调的冷风送风口应设置在冷通道上,空调应对应热通道。

5通信机柜要求

机柜内盲板:当机柜内为空或未装满设备时,应统一在其内部安装挡风盲板,防止冷空气直接由该位置进入热通道,造成冷气流短路,降低制冷效率?;衽盼绶绞剑河ρ≡癫捎谜嫖?、背面或顶面排风结构的工艺设备?;衲诓拷峁梗夯衲诘姆缟扔哂凶远旨兜魉俚墓δ?,机柜内采用防热风回流等技术,防止机柜内部出现冷热气流混合?;衩趴茁剩翰捎谜嫖?、背面排风的机柜,其正面门和背面门开孔率应不低于60%(建议采用通孔率大于70%的机柜),以便获得良好的吸排风效果。对于高功率设备机柜,为防止机房出现局部过热现象,机柜应尽可能分散布置,同时空调送风应满足机柜所需风量。对于机柜内功耗特别大的设备,应尽量将其置于机柜的中下部,便于冷风从通风地板送出后就近冷却。

6防静电地板、通风地板布局

机房新启用及初期还未安装通信设备时,全部铺设防静电地板(不通风的)?;可璞肝醋奥?,在无机柜区域及无源设备区域全部采用防静电地板,且需将发热设备区域与无源设备区域在地板下进行冷风隔离,有效避免冷风浪费。通风地板仅为有热量散热的通信设备服务,且根据通信设备发热量的不同选择不同通风率及相应数量的通风地板,如果混乱使用通风地板,通风率与设备发热量不匹配,会造成主设备所需热量不足,导致局部过热或冷量过大,浪费空调耗能。通风地板设置在冷通道上,空调的回风口应尽量与热通道对齐,以便热空气回流。由于冷热空气通道有效隔离,符合“先冷设备、后冷环境”的原则,所以下送风+冷热通道方式冷却效率较高,可有效解决机房局部过热问题。通风地板不应布置在设备热通道,否则会造成冷气的大量流失,且热通道中冷热空气掺混导致热气流回到空调回风口温度降低,空调制冷量难以达到通信设备所需制冷量,易造成整个机房环境过热及主设备局部过热。

7选择与通信设备相匹配的通风地板

通风地板是实现将足够的冷风送入设备机柜内的重要设施,是优化气流组织的重要手段。选择合适的通风地板以便更好地利用空调的冷风,可根据需要安装机柜内设备的实际功耗对应每种通风率提供的不同冷量,选择机柜正面冷通道内相匹配的通风地板。8结束语通信管理处天然气管道项目部负责川气东送天然气管道有限公司的通信业务运行维护工作,但是通信设备、通信机房等各项资产均属于川气东送天然气管道有限公司,本文仅就通信机房下步管理实施优化改造,提出一揽子优化方案。

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作者:于伟 单位:河南中原油田信息通信技术有限公司

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