精密空调在高科技铁路建设中的应用
摘 要介绍了精密空调在高科技铁路机房的应用前景，强调应使用高效节能的精密空调保证高铁各类计算机机房和通信机房的温湿度环境，并将精密空调与舒适性空调进行比较。
关键词精密空调；高科技铁路；机房
中图分类号U270.38文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)011-0168-01
目前我国是世界上高速铁路发展速度最快、系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运营速度最高和在建规模最大的国家。高铁建设的科技化、现代化、可靠性被广泛关注，计算机网络系统将成为高铁运营调度和通信的核心，在这种情况下，数据设备和通信设备运行需要的供电、环境等成为保证网络正常运行的关键，如何解决数据设备和通信设备发热问题，确保数据设备和通信设备在适合的温湿度环境下运行，是各类机房必须考虑的问题，本文将详细阐述精密空调在高铁建设中的应用范围及其重要性。
1精密空调在建设中的应用范围
在铁路系统的车站、站内接入点、电牵所（亭）、信号中继站、GSM-R基站、维修工区、调度中心等场地，具备大量机房，这些机房中存在大量计算机与通信设备，需要恒温恒湿的环境，必须通过空调系统保证，本文将就此问题进行分析。
2在机房中应用舒适性空调的弊端
舒适空调的设计标准不适合机房对温湿度的要求。机房和基站对温湿度要求和电源环境较高，对于空调的适应性要求也很高，具体内容如下：
1）基站需要全年不间断保持温度恒定（温度波动控制在23±1~2℃之内）。
2）要求空调设备显热比较高，能效比较高，确保节能。
3）空气洁净度0.5微米/升<18，000。即在每升的空气中，大于等于0.5微米的颗粒应小于18，000个。
4）换气次数/小时>30。即在给定的机房内，空调的风量和机房容积的比值大于30。
5）要求空调适应基站所处的恶劣电源环境（380V±25%），并具备缺相、错相保护功能。
6）空调设备具备远程监控及来电自启动功能。
7）满足全年连续制冷的需求。例如彩钢板基站，保温效果明显好于土建基站，在北方地区冬季外界温度较低的情况下，仍可能需要制冷，需要机组在低环境温度下连续制冷运行。
8）室外温度过低时，能提供加热。在北方的冬季，对于保温较差的基站，应能够提供加热功能。
由于舒适性空调根据国标GB7725设计，是针对人所需求的环境条件设计的，无法彻底实现以上8个功能。精密空调机组根据机房要求设计，可通过环境调节上彻底解决以上问题，不留任何隐患。
3精密空调的技术指标要求
作为一台设计合理的精密空调，应能满足以下要求：
1）高显热比。要求显热比（显冷量/总冷量）>0.8。
2）高能效比。要求压缩机能效比>3.3。
3）高风量。要求风量配比（风量/冷量）>200m3/kW。
4）高电源适应性。要求空调机组全部元器件在380V±15%范围内正常工作，超出此电压范围自动保护，电压恢复到此范围自动启动。
5）具备来电自启动功能，并具备延时启动（启动时间可设定）功能。
6）提供的冷量数据应为达到室内24℃DB，17℃WB，室外环境温度35℃测得。
7）机组在-40℃~45℃范围内应保证制冷、加热功能。
8）过滤网的过滤效率符合国标G3等级。
9）标准工况下（24℃DB，17℃WB），出风温度应>12℃，避免送风带雾。
10）温度调节精度应可达到±1℃，设置中±1~5℃可调。
11）标准配置应具备监控接口（RS485或RS232）。
4精密空调的运营成本分析
1）从一次性购买成本上看，如果使用舒适性空调，达到相同制冷量精密空调的价格是舒适性空调的1.5～2倍左右，但考虑使用寿命——精密空调的使用寿命空调是舒适性空调的2~4倍，也就是说，在10年时间里，我们可以只应用1批精密空调，而不是应用2批甚至3批舒适性空调。
2）舒适性空调耗电量是精密空调的1.5倍以上。比较和计算过程如下：①根据中部地区全年温度状况逐点测试，考虑全年综合指标。②考虑整机能效比，此指标主要取决于压缩机，以英维克公司的CyberMate为例，应用工业等级的谷轮公司（Copeland，世界上最大的涡旋式压缩机生产厂）高效涡旋式（SCROLL）压缩机，能效比高达3.4。舒适性（商用）空调压缩机能效比一般在2.5~3.0之间，能效比低。③考虑在机房应用空调的节能关键指标——显热比。又称热湿比。简单解释，就是空调在制冷状态下的能耗分为降温和除湿2个部分，其中有效制冷占总能耗的比例。密封良好的机房没有湿度来源，所以CyberMate专门为机房设计，大风量，小焓差，保证显热比高达90%，也就是90%以上的功率用于制冷。而舒适（商用）空调为人设计，由于必须设计为小风量、大焓差，所以显热比低至60%~70%，也就是说有30%~40%的能耗用于除湿，在机房应用，带来很大能耗损失，并导致过度除湿。
3）从维护成本上看。在发挥同样制冷效果的前提下，舒适性空调的维护量是精密空调维护量的2倍，而且舒适性空调的维护费用因其应用环境不符合设计要求，维护成本逐年上升。
结论：从采购成本考虑，舒适性空调成本低于精密空调；从运营角度考虑，精密空调成本远低于舒适性空调，并逐年显示优势。
对于机房来讲，要保证机房的环境稳定可靠，需要精密空调来实现，使用舒适性空调机组仅仅是减少了初投资，但无法保证机房要求的温湿度环境，总的费用也高于精密空调。所以从一个产品的生命周期总体来看，从成本角度考虑，选择精密空调可以节省大量的投资、运行成本、维护成本。舒适性空调初投资远低于精密空调，但一般经过2年左右，舒适性空调和精密空调机组的费用基本持平，此后，舒适性空调的费用就越来越高于精密空调。
对于基站来讲，要保证机房的环境稳定可靠，需要精密空调来实现，使用舒适性空调机组仅仅是减少了初投资，但无法保证机房要求的温湿度环境，总的费用也高于精密空调。
5行业发展趋势
笔者也从英维克公司了解到，他们有一款针对高铁户外方舱的一体化机房专用空调（SC系列），已经在成灌高铁等项目中有较好的应用。户外方舱具有建站速度快、成本较低、可模块化设计、安装简单等优势，广泛应用于铁路通信机房的建设。一般这类方舱的体积较通信行业用的基站小很多，密闭性更好，选择一款适合的温控产品变得更加困难。英维克公司的这款一体化机房专用空调还具备新风或者热交换的节能模块供选择，在室外温度低的条件下，无需开启空调的压缩机也能很好的控制机房温度。且他的新风功能采用直流供电，在供电断掉的情况下可以通过蓄电池供电继续工作。
总之，随着我国高速铁路建设的不断发展，计算机机房的环境建设将被高度关注，应用精密空调将保障计算机运行在一个稳定的温湿度环境中，有利于计算机稳定运行，确保高铁计算机网络安全运转，保障高铁稳定运行，精密空调将在高铁行业得到不断的广泛应用。