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摘要：随着铁路行业的高速发展，对各类通讯信号机房的要求也越来越高，如何保证机房的安全运行就显得尤为重要，因此机房专用空调在铁路各类工程中也应用得日益广泛，本文简单介绍了机房专用空调在铁路机房应用的必要性、机房冷负荷的简单分析以及目前存在的一些问题 。
关键词：铁路；机房专用空调
1.引言
机房专用空调与普通舒适性空调为空调系统主要有两大类，一直以来，机房专用空调都是应用在电信机房为主，而铁路机房所配备的空调则为普通型舒适性空调，近年来随着铁路通讯及信号系统的高速发展，计算机系统及通信设备数量迅猛增加，配置了网络设备、计算机服务器及其它通讯设备的机房成为数据交换与存储的重要场所，尤其在安全因素已经成为重中之重的情况下，保证各类铁路通信信号机房的正常运作就显得尤为重要，在此形势下，给铁路机房配备机房专用空调就显得尤为重要。
1.1室内环境对机房工作的影响
通常情况下机房受温度湿度影响较大，室内环境温度与湿度的高低，温度变化率都影响着机房设备的寿命与运行：（1）室内温度过高会导致电子元器件的性能劣化，使用寿命的降低与绝缘材料的加速老化、变形、脱裂。(2)而室内温度偏低时，电容器、电感器和电阻器的性能参数可能会改变，进而会影响到设备的稳定工作。并有可能会使润滑脂和润滑油凝固冻结。一些金属和塑料绝缘部分因低温而收缩系数不同而接触不良，使材料变脆，导致个别密封处理的电子部件开裂等。(3) 在单位时间内空气的温度变化率过大，会使电子管件产生内应力，加速电子元器件及某些材料的机械损伤和电气参数的变化，会促使某些结合部位开裂、层离、密封件漏气、灌封材料从电子元器件或包装表面剥落等，从而产生空隙并使某些支撑件变形。(4)当室内湿度偏高时，某些部位可能出现微薄的凝水，水汽如果被管件吸入，即会改变它内部的电性能参数，引起漏泄、通路漏电，以致击穿损坏电子元器件。湿度偏高会使金属材料氧化腐蚀，促使非金属材料的元件或绝缘材料的绝缘强度减弱，材料的老化、变形，引起结构的损坏。（5）机房内的空气干燥，相对湿度偏低容易产生静电。静电容易吸附灰尘，机房内当静电电压超过2kV时会引起磁盘机出现故障，也会引起磁带变形翘曲和断裂。并且放电过程也会给工作人员造成安全隐患。
1.2机房工作的特点
铁路机房工作时，与其它机房类似，均存在着以下特点：（1）设备热量大，散湿量小。机房内显热量占全部发热量的90％以上，它包括设备运行中自身的发热量、照明发热量，通过墙、顶、窗、地板的导热量，以及辐射热、新风热负荷等。设备运行时，只产生显热而不产生湿量，机房内湿度变化一般是由工作人员散湿量和新风带入的一定的湿量所造成的。2）设备送风量大、焓差小，换气次数多。由于机房环境里散热量中占90％左右是交换机散发的显热，因此，向计算机及程控交换机这些电子设备直接送风是最有效的，但送风的相对湿度不宜过高，一般控制在50％～60％左右，送风温度也不宜过低，一般控制在17℃以上，所以，在焓差小的工况下，要消除余热就必须要大风量。（4）全天候运行。不论何种季节，机房所需温度、湿度需保证在一定范围以内，专用空调就要全天候对其进行调节，达到规定要求以保证机房的安全稳定运行。
综上所述，为了保证铁路机房的安全稳定运行，利用机房专用空调对其进行温湿度调控，是非常必要的。尽管目前仍有铁路机房在使用着普通舒适性空调，但是从实际事故例子可以看出，民用型普通舒适性空调在机房设备密集时且长时间运行时，其可靠性不能使人满意。而机房专用空调的可靠性高，一般都在10万小时以上，设计寿命为15年。舒适性空调也会标称设计寿命8年，但一般是按每年运行6个月，每天运行8小时设计。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果把舒适性空调在机房中365天，每天24小时运行，其设计寿命不超过3年。因此铁道部和各地方铁路局也已明文强制规定[1]，各铁路机房需使用机房专用空调，不得已民用空调取代，机房专用空调一般分风冷型与水冷型，目前铁路系统使用较广泛的为风冷型空调系统。
2.空调冷负荷分析
铁路机房的空调冷负荷主要包括机房内设备的发热量、建筑维护结构的传热量与人员的散热散湿等，其中各类铁路通信、信号设备的发热量占了相当大的一部分。目前铁路机房的空调冷负荷的计算方法主要有估算法与计算法。在初始设计阶段或当各类参数不齐，只能使用估算法进行对冷负荷的估算。目前铁路机房冷负荷估算指标一般为200-400w/m2，通常可根据机房设备的多少、具体的建筑类型、层数做适当调整。很据笔者实际应用的例子的来看，在一些小型站房内的铁路通信、信号机房，单位面积取250 w/m2已经能满足要求，一些机房设备比较密集的中型铁路站房，取值400 w/m2时也已足够。
为了更精确的确定机房专用空调的参数，则需要对机房进行冷负荷的计算。机房的空调冷负荷主要包括机房设备发热量、照明设备热负荷、人体发热量、维护结构的热量、新风的冷负荷，除设备发热量外其余在此不再做介绍，利用冷负荷逐时法进行计算即可。
关于机房设备的发热量，国外产品一般都会给出发热量，而对于国内产品，目前实测数据较少。此时可用以下公式进行计算：
公式中Q为发热量，单位为w,其余取值=0.7，=0.7主机=1.0，外部设备则取0.5，而对于测试仪表，与仪表有关的工作情况时，一般取值为=0.3-0.7。N为机子功率，需要信号、通信专业或相关专业提供[2]。
3.使用时需注意的问题
多年来，铁路各类机房使用的空调形式都为普通舒适性空调为主，如今为了保证铁路系统的安全与稳定以及出于铁路发展的需要，机房专用空调的应用日益广泛，但目前机房专用空调在铁路工程中的应用也存在着一定的问题。
1. 机房专用空调其造价在同样制冷量下造价比普通舒适性空调高大致6-10倍，但与普通舒适性空调机不同，普通空调机的各个厂家的制冷量与尺寸大致相同，制冷量选择范围可以到非常精确，而机房专用空调目前市场上的个厂家在机组参数（制冷量、加湿量、加热量、尺寸等）均存在较大出入，因此有时候会造成很难选择刚好的计算冷量的机组，给设计与招标工作带来了一定困难，选型过大的时候也会造成一定的浪费。
2.机房专用空调在铁路系统中应用得尚不广泛，业主与施工单位往往对其了解不够深入，关于其安装位置（安装在外墙或者屋顶）。当安装在墙壁外侧时，需保证墙壁荷载能满足要求；而安装在屋顶时，则需考虑防雷。因机房专用空调相对体积更大，安装时候也需预留一定位置。
3.铁路中使用机房专用空调的机房，往往会配备有气体灭火系统，此时空调系统应考虑与火灾自动控制系统联动，当自动灭火系统启动前能自动关闭空调系统，以免空调系统影响自动气体灭火系统的效果。
4.目前文献[4]对铁路机房空调系统要求为：空调机组能连续24小时运行，房间温度：15-28℃，相对湿度：30%-75%，这与电子计算机机房B 级的参数大致相同。关于其具体设计规范可参考文献[4]。
4.总结
本文结合自身工作对机房专用空调在铁路中的应用进行了简单的介绍与分析。但鉴于机房专用空调在铁路工程中的大规模应用尚处于初始阶段，其对机房的深入影响与实际应该效果尚待进一步研究。
参考文献：
[1]运基信号电[2010]2983号《关于加强机房空调管理工作的通知》
[2]路延魁，空气调节设计手册[M].第二版.北京：中国建筑工业出版社2005
[3]铁建设［2010-63］号《铁路生产设备房屋设计暂行规定》.中国人民共和国铁道部.2010
[4]GB50147-2008《电子信息系统机房设计规范》，北京：中国计划出版社2009
论文作者:王伟
论文发表刊物:《防护工程》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/26
标签：机房论文; 空调论文; 铁路论文; 发热量论文; 负荷论文; 舒适性论文; 设备论文; 《防护工程》2017年第7期论文;