通信机房绿色UPS解决方案 重庆UPS

随着国家对节能、环保的大力提倡，以及能源供应成本越来越高，越来越多的用户开始重视信息机房用UPS的绿色电力供应问题。

        据统计：通信业每年消耗200亿度以上的电能；各种能耗费用超过100亿元人民币；耗电总量在各行业中第14，随着业务的不断增长，以上数据还在逐年增加。面对激烈的竞争，能耗成本对通信企业的压力也越来越大。因此，中国电信2008年提出万元业务收入能耗同比下降3%以上的节能减排宏观控制目标，中国移动也提出能耗三年降低40%。

        要实现以上节能目标，在各个环节的能耗控制就显得非常有必要。众所周知，通信行业的中小信息机房数量众多，UPS作为一个特殊且重要的不间断电力转换设备，在这些机房中是一个必不可少的设备。针对这些UPS设备的节能、环保措施就显得意义重大。

        以下就通信企业中小信息机房用UPS应具备哪些特点才能真正做到绿色、节能进行一些讨论？ 
一、信息机房用绿色节能UPS应具备哪些特点： 
        UPS的整机效率要高，特别是在低负载量时 
UPS是电力转换设备，转换效率高低，直接觉得了客户要为UPS设备支付多少电费。但是，因为UPS转换效率是和负载量相关的，一般来讲，满载时UPS效率。而实际应用中，大多数用户的负载量都小于50%，负载量低于30%的也非常多，因此低负载量时的效率高低，更能体现节能意义。UPS设备是24小时不间断工作的，若转换效率提升一个百分点，对UPS设备众多的通信客户来讲，其节省下的电费是相当可观的。

UPS输入功率因子高，输入电流谐波小 
        输入功率因子越高，表明UPS对市电的利用率越高，即无功功率消耗越低；输入电流谐波越小，则UPS对对市电的污染越小，谐波损耗的能量越小。 艾默生UPS
         这是因为，对市电来讲，UPS是一个整流性负载，会产生谐波污染，会产生无功功率消耗。这些都是供电单位不希望看到的。 
        1）无功功率消耗太大，会增大UPS上端输配投资，即线径、空开容量需增大；还会增大线路损耗等等。因此电力部门一般会要求用电设备的功率因子不能低于0.92（广东地区），否则，客户会被罚款。 
2）电电力谐波的主要危害有： 
A.引起串联谐振及并联谐振，放大谐波，造成危险的过电压或过电流； 
B.产生谐波损耗，使发、变电和用电设备效率降低； 
C.加速电气设备绝缘老化，使其容易击穿，从而缩短它们的使用寿命； 
D.使设备（如电机、继电保护、自动装置、测量仪表、电力电子器件、计算机系统、精密仪器等）运转不正常或不能正确操作； 
E.干扰通讯系统，降低信号的传输质量，破坏信号的正确传递，甚至损坏通信设备。 
因此，UPS产生的谐波应该越低越符合环保要求。一般，当UPS的PF≥0.99，THDI≤5%时，对市电的污染基本可以忽略了。

可扩容性，即能方便的扩大UPS的容量。 
        对通信机房来讲，信息设备是随着服务量的增加而逐步投入的。因此，对UPS来讲，其负载量会逐渐增加，这就要求，UPS在一定范围内可以根据负载量的增加而增容。对用户来讲: 
        A. 客户可按需配置UPS容量，使UPS处于较高效率的功率段，节省电能消耗，避免了不必要的UPS容量浪费。使用者选用UPS时，往往会考虑到容量增大的需要，先期投入时，选用的UPS容量较大，但电信业务是缓慢增长的，这就造成相当时期内,UPS负载量相对较低，导致的低负载量时UPS效率低下,损耗增大。同时，一部分宝贵的UPS容量资源也被白白浪费。 
        B.若UPS容量不够，按传统解决方案，则必须采购新的UPS，不但造成重复投资，而且浪费宝贵的机房空间。因此，UPS的可扩容性也绿色UPS解决方案的一个重要因子。

        高可用性反应了UPS的可靠性和可维护性方面的指标。绿色、节能不能以牺牲供电可靠性为代价，因此，我们把设备的可用性也列为通信用绿色、节能UPS特点之一。 
        可用性越高，负载不间断地运行越能够得到保障。提高可用性可从三个方面考虑，一是提高系统自身的可靠性，即平均无故障时间越长越好，可平均无故障时间再长，也不能保证UPS设备不出故障。因此，第二方面是采取冗余的方法，即一个UPS设备坏了，可由其另一UPS设备来顶替。第三，即故障的UPS设备要在短的时间内维修好。即平均维修时间要短。具体应该具备： 
UPS系统本身可靠性要高； 
采用模块化设计，程度缩小维修时间。 
        UPS系统自身要具有冗余功能，即某部分故障，可有相同功能的东西来代替，不影响系统正常工作。 
        生产、制造过程的绿色化，符合RoHS指令。通信行业的绿色、节能实现的企业自身的降耗，同时也应该以保护环境、以人类健康为己任。 
        铅是重金属，在电子设备的生产制造过程中，会产生造成重金属污染，它会污染环境，影响什么的身体健康。因此，为了避免电子设备生产制造过程中的重金属污染，生产过程应该导入无铅制程，即RoHS，像欧盟已经要求进口产品必须符合RoSH制程。 
        综上所述，绿色UPS解决方案应该是节能的、高可用的、环保的不间断动力解决方案。

二、为了满足通信信息机房用户对绿色不间断动力解决方案的需求，中达推出了DELTA C（超越）UPS解决方案。 
台达的绿色UPS解决方案的是如何满足前述要求的呢？ 
要求1.转换效率高，特别是在低负载量时的效率。 
        DELTA C UPS采用的IGBT整流技术和三级逆变器设计，极大的提高整机转换效率。如下图，DELTA C UPS20KVA模块的效率曲线：

        从图中可以看到，当负载量不到2kw时，即10%（2/18）左右时，其转换效率就达到了90%，随着负载量增大到30%（6/18）时，效率达到了94%以上，以后负载量进一步增大时，效率甚至达到了95%。因此，DELTA C UPS的转换效率，无论满载还是轻度负载，其效率都非常高，长期使用，可以为用户节省大量的电费。

要求2. UPS输入功率因子高，输入电流谐波小 
        DELTA C UPS采用了IGBT整流设计，采用数字讯号处理器(Duble-DSP)及空间向量脉波宽度调变(SVPWM:Space Vector Pulse Width Modulation)技术等技术，使得输入THDI可以做到≤5%，PF≥0.99。很好的解决了UPS对市电谐波污染的问题。下图为输出电流谐波实测波形：

黄色为UPS输入电流波形 
要求3. 可扩容性 
        DELTA C UPS采用模块化设计理念，一台UPS不间断电源可由一到多个功率模块组成，每个功率模块为20KVA，用户只需根据目前的负载情况和以后的负载增加情况，选择适当容量的UPS，等到负载增加后，用户只需增加功率模块，即可方便的增大UPS的容量，而无需新增一台UPS。可大幅节省用户投资和减少机房占地面积。更重要的是，还能使UPS处于适当的负载状态，始终使UPS处于较高转换效率，达到化的节能。如下图：

要求4.高可用性 
        由于DELTA C UPS正是采用了模块化的设计，故当UPS损坏时，只需将损坏的ups模块更换掉即可修复UPS，极大的缩短了UPS的查找故障的时间和维修时间。每个功率模块只有25KG，甚至客户自行就可以更换。 
        DELTA C UPS的整流器和逆变器、监控模块都采用了独立DSP来控制，极大简化了电路设计，减少零部件,提高了系统可靠性。 
        DELTA C UPS的辅助电源电路和静态开关控制电路都采用冗余的设计，即辅助电源和静态开关都设计为2路,互为备份。可保证系统长期稳定可靠运行。 
DELTA  C UPS可以记录500笔事件数据，即使断电，也不会丢失。方便故障原因查找。 
维护旁路开关，具有电子式保护功能，当误操作是，UPS也不会因此而损坏。 
可管理性。超大屏幕，强大的监控功能，2个独立的SNMP插槽，RS232、干接点等。 
要求5.生产制造工程的绿色化。 
        DELTA UPS电源不止在国内销售，还出口欧、美等地，因此DELTA UPS产品早在2006年就开始进行RoHS制程改造，目前所有产品全部符合RoHS制程。

        三、总结：环保节能长久以来即为台达电子的经营使命，“节能、环保、爱地球”----台达企业口号，因此，台达持续致力于提升产品效率及开发替代能源

电力中心机房UPS应用

随着供电企业深入推进集约化、标准化、精益化、信息化的管理,计算机技术和网络技术在电力调度生产、电网自动化控制、电力优质服务及电力信息资源处理等领域使用日趋广泛,电力企业对计算机及网络系统的依赖程度越来越高,与此同时,也对电力中心机房等信息设备较为集中的重要场所提供稳定电能的UPS供电系统(简称UPS)的可靠性提出了更高的要求。

1   双机冗余单总线供电系统

云和县电力局中心机房建于2007年,位于电力局行政大楼十层,为满足设备可靠性方面的要求,机房设备均具有双电源输入能力。目前,机房由两台容量为20kVA的UPS并联供电(在线式UPS)。理论上,整个机房动力系统能提供2×20kVA供电容量,在日常情况下,机房平均总负载为11.8kVA,UPS并机负载率在30%左右。信息中心机房UPS并联方式和配电接线如图1所示。

图1  云和县电力局信息中心机房UPS配线图

云和县电力局中心机房的整个动力系统是由独立变压器输入的市电1、市电2、ATS(自动切换开关)、TVSS(防雷击、抗浪涌抑制器)，两台UPS和输电配电柜共同组成的“双输入，单输出”供电系统，属于典型的双机冗余单总线输出供电系统。

正常情况下,两路市电输入中有一路作为主输入电源,旁路开关闭合,UPS1和UPS2输入开关闭合,市电经过两台UPS后输出波形良好的220V电源。在输出方面,单电源设备直接连接在输出总线上,而双电源负载设备则通过并联方式连接在两路总线的分线上。如果主路市电发生故障,ATS能在比较短的时间内(80～100ms)自动执行切换操作,同时UPS的输入电源会出现短暂的停电,但由于UPS设备能在短时间内(4ms)对设备恢复供电，对于机房负载来说并无任何影响。倘若某台UPS出现故障时，在UPS并机逻辑控制板的调控下，通过执行选择性脱机操作，还能将故障的这台UPS从并机系统的输出总线中脱离出来，由剩下的一台UPS不间断地向负载供电，提高了系统的供电可靠性。

根据“1+1”UPS冗余并机系统的工作原理,不难发现其优点:

(1)由两台UPS平均分担负载电流,减轻供电系统设备负担,提高系统稳定性;

(2)过载能力强,容量是单台UPS的两倍,能提供更大的设备负载和过电流能力;

(3)虽然UPS单机的MTBF(平均无故障时间)普遍已达到了几十万小时,但并机系统仍能大幅提升系统可靠性。

应用“1+1”UPS冗余单总线供电系统的确带来了不少的好处,但通过仔细的分析,还是可以看到该系统存在的一些问题:

(1)市电输入。以来自不同变压器的双路市电输入为例,双机冗余并联时一般是利用ATS将双市电互投为一路输出,两台UPS共用一条输入总线,从而在输入端形成了“单点瓶颈”故障隐患,如图2所示。例如,原来以市电1为主电源,市电2为备用电源,此时ATS通常就接通市电1到UPS组。当市电1停电时,ATS断开市电1而将市电2转为UPS组输入。正常情况下，只要有一路市电正常，ATS通过电源切换都能保证UPS组输入正常。但如果ATS发生故障，无法实现转接功能时，其后的UPS组失去输入电压，UPS在电池组放电终了后因低电压保护自动关闭运行，终将导致机房负载全停。

图2  双机冗余并联ATS连接

(2)电源输出。由于双机冗余的单总线输出结构,无论是单电源输入的负载,还是双电源输入的负载都被连接在同一条UPS的输出总线上,并没有其它的冗余供电通道,从而在输出端形成了“单点瓶颈”故障隐患。特别是UPS设备运行当中,如果出现设备或其他故障,影响到并联输出端时,致使UPS并机系统出现闪断甚至停电情况,那么也将导致设备负载全停。

2   提高系统可靠性的措施

为了提高信息机房供电系统的运行可靠性,一般采用的方法有两种,即供电系统的冗余连接和负载设备的双电源或三电源冗余输入。这可从可用性表达式中看出
                (1)

式中的A(Availability)表示的是可用性,其含义是在整个规定运行时间中,可靠供电时间的比例;MTBF是表示设备可靠性的平均无故障时间,其含义是平均多长时间不出故障;MTTR表示的是平均修复时间,其含义是电源所有故障维修时间之平均值。

从式(1)中可以看出,提高系统可用性有两个途径:提高电源的平均无故障时间和缩短平均修复时间。经过分析总结,可以通过以下几个方面提高UPS可靠性。

(1)元器件的选用;

(2)UPS的拓扑结构;

(3)UPS的制造工艺;

(4)冗余技术。

一般情况下,当机器的质量达到一定程度后,再增大平均无故障时间的代价较大,而且效果也不太显著(因为不能将平均无故障时间做到无穷大)。然而缩短平均修复时间的效果却比较明显,如果平均修复时间缩短为零(这种可能性是存在的,而且也不难实现),那么可用性就是100%。

3   优化方案

对于云和县电力局中心机房供电系统而言,UPS设备已存在,实际使用过程中,通过升级UPS元器件和提升设备制造工艺来提高系统的可靠性已不现实,如果能从UPS的冗余技术入手,适当调整系统配线结构,设计更佳的配电拓扑方案,使设备在发生故障时尽可能地缩短平均修复时间,甚至具有一定的“自愈”能力,那么整个UPS系统的可靠性将得到进一步提高。

3.1   双机双总线供电系统

通过上述分析，不管在市电输入端还是在UPS输出端，双机冗余单总线供电方案中的“单点瓶颈”主要原因还是由于只有一条总线，如果能合理地增加一条冗余通道，提高系统关键点的复用性，那么问题就可迎刃而解。

(1)市电输入。在原有设备的基础上,增加一组ATS转换设备,即使在一组ATS发生故障不能转接的情况下,另外一组ATS也能照常工作,至少能为一台UPS提供市电输入,如图3所示。

图3  两种供电方案ATS连接原理图

(2)UPS输出。考虑到云和县电力局机房UPS供电系统总体负载不大,可以将两台并联的UPS分开,使其单独出线,形成两条总线为设备供电,即所说的双机双总线供电系统。

从图中可以看出，系统总供电容量未发生变化,依旧为2×20kVA，双机双总线供电方案具有两条系统总线，很好地解决了双机冗余单总线供电方案的“单点瓶颈”问题，但分开单独供电之后，两台UPS各以20kVA的容量向连接到各自输出端的负载供电，设备在失去并机大容量负载能力的同时，也使得连接在UPS一端的单电源负载设备显得更加脆弱，一旦其中一台UPS故障，另一台UPS将不能提供并联供电输出能力，所以故障UPS将不得不通过市电旁路来为连接其后端的设备供电，由于旁路引自于非主电源输入的市电，其输入的不稳定性将直接影响到后端负载的供电可靠性。

那么如何通过更好的拓扑设计使得在一台UPS故障情况下,能由另外一台UPS继续向其后端负载供电呢?如果能有一种类似于ATS的装置并能在短时间内对UPS两路输出电源进行切换而不影响设备运行,那么问题也将得到很好的解决。而静态转换开关STS的出现,使电源的不间断切换变成可能。

静态转换开关STS原本是为了代替自动转换开关ATS而出现的。由于ATS具有切换时间长、寿命短、切换声音大和有火花*的缺点,使用上存在一定程度的不便。现在所说的STS实际上已经是DSTS,即数字式静态开关,其整个切换时间小于4ms,其切换方式是先断后合,因此两电源在切换时的相位差甚至可以大于180°。图4为DSTS的电路原理图,右边是其电路符号。

图4  DSTS的电路原理图

DSTS的确具备ATS所无法做到的一些性能，比如DSTS的切换时间比ATS要快上一千多倍，而且没有声音、没有火花，对一般电子设备来说，这种两个电源之间的切换间隔几乎是没有感觉的。

通过将STS安装在负载设备前端,利用其不间断切换的功能来弥补市电的不稳定性,从而提高单电源设备的供电可靠性,如图5所示。

图5  带STS设备双机双总线方案图

3.2   双开关三单机双总线供电系统

通过对双机双总线供电方案进行改进,能够得到另一种同时具有双市电输入和两路独立UPS输出电源的供电方案,双开关三单机双总线结构如图6所示。

图6  双开关三单机双总线结构

这个电路结构的特点在于每台UPS有两个输入开关,一个普通断路器和一个ATS转换开关。普通断路器供UPS主电路使用,ATS供两台UPS的旁路用电,这样一来从输入开关上就增加了一层冗余保障,即使其中一路市电故障断电,仍能保证双电源设备的双路供电。这里只用了一个较大容量STS为单电源设备供电,与双机并联冗余相比,增加设备不多。如果采用分散小型STS结构方案,即采用容量和体积均较小且可安装在机柜内部的小型STS为设备切换供电,那么功耗、价格和占地面积还可以降低。

正常情况下,三台UPS中只有UPS1和UPS2工作,当一路市电故障(比如市电1)断电时,断电的这一路UPS1的输出就是通过ATS送过来的旁路市电(Bypass1),这样一来,双电源设备的两个输入就有一路是市电,有可能引入*。此时,UPS3开始显现其重要性,其作用就是排除由市电旁路带入到系统中的*,提供稳定的旁路输出,此结构同时也具有了串联热备份的功能。

从系统的拓扑结构中发现,双开关三单机双总线系统具有更佳的系统扩展性。一旦系统容量不能满足要求时,系统可以不用改变现有配线结构的情况下,通过增加UPS设备,可以平滑地扩展系统容量。

图7  多机双总线冗余方案

无论是双机双总线方案还是双开关三单机双总线方案，都为机房负载提供了两路独立的输入电源，两者都能有效地解决双机冗余单总线系统中的“单点瓶颈”弊端，较大程度地提高了系统的供电可靠性。

从成本上考虑,由于双机双总线的结构与云和县电力局中心机房现有配线结构相类似,在实际实施过程中只要做较小改动即可完成,在工程量和实施进度上都能得到很好的保证。相对而言,双开关三单机双总线系统却要复杂得多,不但需要根据系统的容量增加UPS设备,同时还需要根据系统的结构对设备接线方式和配电线路进行调整,同时系统的实施工程量和难度也进一步增加。
 在系统后期维护方面,由于双开关三单机双总线方案具有更高的供电可靠性、更多的设备冗余,更完善的网络结构,所以在后期运行维护方面能得到更大的优势。同时,更完善的网络结构也给系统容量平滑升级带来了很大的便捷。

4   结束语

由于电力企业“SG186”一体化应用平台的深化应用,其信息化步伐进一步加快。电力企业对计算机系统及网络系统的依赖越来越强,UPS作为各机房的基石,其重要程度不言而喻。在此讨论的两种优化方案都是以云和县电力局中心机房的动力系统为原型进行的改进。

山特ups 8种简易故障排除

1.为什么我的UPS无法开机？
答: 1) 请先确认UPS Input电源是否正常，或检视ups电源端子接线是否松脱。
2) 背面板之无熔丝开关(Breaker)有无跳脱，并请检查本身负载是否短路或故障。
3) 若已重复上述动作数次仍无法开机，则UPS可能故障，请即通知代理商或本公司之客服组人员。
2.为什么UPS LCD显示"Overload Shutdown"灯亮，蜂鸣器长鸣？
答: 请检查负载是否故障或者过大，是，请将其设备拔除或是减轻部份设备负载与重新开 机，若UPS仍持续显示"Overload Shutdown"，请即通知代理商或本公司之客服组人员。
3.为什么我的UPS开机后，UPS显示On Battery LED灯号？ 
答: 1) 请先用其它电器设备测试AC电源有无电源供应或电源插座是否过松导致接触不良。
2) 请检查背面板之无熔丝开关(Breaker)按钮有无弹出跳脱。 
3) 若以上此情况经确认后仍无法改善，请即通知代理商或本公司之客服组人员。
4.为什么停电时，我的UPS不间断电源放电时间不足？ 
答: 1) 可能是电池电压未完全充饱，请再充电8小时或更久。
2) UPS在正常状态下，以80~95%的负载为合理，若负载超过100%以上，则电池放电时间会因此而缩短，请减轻一些负载。
3) 电池若时常充放电或操作于高温环境下，会造成电池寿命减短。因此建议您UPS电池使用两年以上，即使更换蓄电池灯号未显示，也请更换新电池，并将UPS远离高温的环境，避免电池寿命再次减短以维持UPS正常运作。
4) 可能因电池老旧，请和代理商购买新电池，以维持UPS的正常运作。
5) 以上之任一项皆已改善后，情况仍无法改善，请即通知代理商或本公司之客服组人员。
5. 为什么我的UPS LCD显示Battery Failure？
答: 1) 请确认电瓶保险丝是否已溶断。 2) 10KVA的机型请确认UPS与电瓶连结线是否正常或松脱。 3) 若上述测试结果皆正常，其结果无法改善，请即通知代理商或本公司之客服组人员。
6. 当我的UPS显示过温保护时，我该怎么办？ 
答: 1) 请将UPS远离温度过高的环境，并移至阴凉及通风良好的地方。
2) 请检查通风孔有无阻塞，风扇有无运转，若无运转，请即通知代理商或本公司之客服组人员。
7. 为什么我的计算机无法与UPS联机？ 
答: 1) 请将软件再设定。
2) 请将UPS的RS232连接线与计算机的COM1/COM2再连接，并确认设定值。
3) 若上述测试结果皆正常，其结果无法改善，请即通知代理商或本公司之客服组人员。
8. 为什么我在ups电源开机完成后，发现UPS是藉由旁路输出电源？ 答: 发生此现象，请即刻将机器关机，并通知代理商或本公司之客服组人员。 本公司主要经营山特ups、山特ups电源、深圳山特ups等。

新增加UPS资料

UPS资料|ups故障定位

故障灯号指示及其意义 |
①．1、2灯亮，蜂鸣器长鸣：过载FAULT； 
②．1、3灯亮，蜂鸣器长鸣：过充FAULT；
③．1、4灯亮，蜂鸣器长鸣：BUS FAULT；
④．1、5灯亮，蜂鸣器长鸣：INV FAULT（输出短路FAULT）； 
⑤．1、6灯亮，蜂鸣器长鸣：过温FAULT；
⑥．1~6灯亮，蜂鸣器每1秒鸣叫2次：市电110% OVERLOAD；
⑦．2灯亮，蜂鸣器每1秒鸣叫1次：电池电压低； 
⑧．电池指示灯每0.5秒闪1次，蜂鸣器鸣叫6次：测试电池 失败；

⑨．Line、 Bypass、Inv、Bat Led轮流转，蜂鸣器不叫：检测 电池；

机房空调选型中应注意的几个参数 - 机房建设

计算机机房有其特殊性的负荷特点，对空调设备的性能、技术参数等有特定的要求。因此，计算机机房空调设备性能和普通舒适性房间空调设备的性能要求不同，不几个参数如冷风比、蒸发温度（或蒸发压力）、显热比等在进行设

备选型时，应引起重视。

关键词：计算机机房　专用空调　选型　参数 （山特UPS)

一、引言

　　因机房数量多，且机房整体条件和严格机房的要求不尽相同，各种机房所用的空调设备种类繁多，有机房专用空调也有非专用空调。在维护中，发现某些非专用空调如柜式National空调制冷效率低，不能将机房温度迅速降低到设定值，而且经常性地出现蒸发器结冰现象。测量其蒸发压力也较正常，为3.2Kg/cm2。于是只好人工化冰，重复“人工化冰――工作――结冰――人工化冰――工作”的过程，给维护工作带来了极大的工作量和不必要的麻烦。而专用空调设备则很少出现此类故障。

　　因此，在对空调进行空调设备选型时需要注意，并不是所有类型空调都适合计算机机房。与我们居家用的舒适性空调相比，计算机机房空调有其固不特点，不能相互代替。在选型进，几个技术参数应引起我们的重视。

二、计算机机房负荷特点

计算机机房有其自有的负荷特点，程控交换设备、传输设备等机器设备散热产生的热负荷极大；机房内几乎没有湿负荷源，湿负荷极小（主要是机房工作人员活动、机房和外界空气介质交换产生的湿负荷）；还有就是在冬季时，机房也产生大量热负荷，空调设备仍需要制冷运行。因此，计算机机房空调设备为常年制冷运行，为了提高换热效果和保证机房气流组织，计算机机房空调设备的送风量一般较大。

为了选择适合计算机机房的空调设备，一般用以下指标：冷风比、蒸发压力、显热比SHR等来衡量所选设备，下面一一介绍。

三、应注意的几个参数

1、冷风比

冷风比即空调设备的冷量和风量之比。为了提高运行效率、保证机房气流组织、提高机房空气的洁净度，计算机机房要求的设备风量较大，因此计算机机房空调设备比普通舒适性空调的冷风比小。

舒适性空调的冷风比为5:1Kal/m3；计算机机房空调的冷风比为2:1~3:1 Kal/m3。

ü      前面提到的5匹Nationl柜式空调，其室内风量为1980 m3/h，冷量为12KW，其冷风比为（12X860）Kal/h÷1980 m3/h=5:1

ü      对于机房专用空调，以LieBert空调LD67A为例，其室内机风量为20390 m3/h，冷量为67KW，其冷风比为（67X860）Kal/h÷20390 m3/h=2.8:1

可见，两者的冷风比相差极大，近似2倍的关系。

2、蒸发压力

如前所述，计算机机房显热较大而潜热负荷小，同时，要求的冷风比又较小，这就要求计算机机房专用空调设计采用较高的蒸发温度。由逆卡诺循环制冷系数ε的定义可知，提高蒸发温度Te和降低冷凝温度Tc有利于提高制冷循环的制冷系数ε。

在正常情况下，机房专用空调蒸发压力一般为：4~6 Kg/cm2，蒸发温度为5~7℃；舒适性空调蒸发压力一般为：5~7 Kg/cm2，蒸发温度为－5~0℃。

3、显热比SHR

空调总冷量由显冷量和潜冷量组成，显冷量用来降低温度，而潜冷量用来云除湿。显冷量点总冷量百比分，即为显冷比。显冷比是描述空调性能特性的重要指标，严格意义上的空调选型设备的显冷比应与机房负荷的显热比严格匹配。

由于机房空调冷风比较小，蒸发面积较大，蒸发温度较高，同样的工作条件下，显冷量一定也较大，显冷比也较高；反之，在同样的室内条件下，与专用空调相比，舒适性空调很多的时候是在除湿的状态下工作，显热比较低。

显然，对计算机机房来说，负荷特点为显热比较高，选用空调设备的显冷比越大降温效果越明显，工作效率越高。一般情况下，专用机房空调的显冷比能达到95%以上；而普通舒适性空调仅为70%左右。

由此可见，舒适性空调的冷风比高于专用空调，蒸发温度低于专用空调，这就是它运行中蒸发器易出现结冰的原因。舒适性空调显热比较小，对计算机机房来说，很多时间是在做无用功的除湿状态下工作，不仅浪费了能源，而且不能有效地降温，达到保证机房温度恒定的这一基本的要求。可见舒适性空调是不能满足计算机机房的要求的，这是由计算机机房的负荷特点所决定的。

4、室外环境温度参数

机房专用空调的冷凝器部分是依据空调散热负荷的大小（与室内机相匹配），根据室外工作环境温度进行配置的。有的机房专用空调设备是按环境温度35℃进行配置的，使用不久即发生夏天高压告警问题，致使设备无法正常工作，后来，按环境温度40℃的配置对冷凝器进行更换后，设备即全部运行正常。

因此对机房专用空调设备进行选型时，应针对当地气候的特征，合理地进行冷凝器配置。

四、结论

针对在空调设备运行维护实践中发现的问题，本文提出计算机机房空调设备选型时应注意冷风比、蒸发压力、显热比、室外环境温度等参数。选用符合上述指标要求的专用空调，不仅能够减少空调设备维护工作量，提高设备运行效率节约能源，而且有利于提高计算机机房设备运行的可靠性。

直流UPS电源的设计（UPS蓄电池恒流恒压充电DC/DC变换）

摘要：概述了UPS电源和铅酸蓄电池的原理及性能，并结合实例论述了直流UPS电源的设计过程和设计依据，给出了设计结果，还附录了性能实验数据，具有工程实用价值。 
关键词：UPS蓄电池恒流恒压充电DC/DC变换

1引言

由于计算机、程控交换机、数据通讯处理系统、航空管理和医用诊断系统等精密仪器对供电系统的不间断和可靠性的要求，使得UPS得到了广泛的应用和迅速的发展。

使用UPS有利于改善用电质量，保护用电设备。对于通讯系统等直流用电负载而言，从供电的可靠性、安全性及运行效率考虑，直流UPS较之交流UPS具有更为突出的优点。

本文从UPS和铅酸蓄电池的原理及性能入手，详细论述了直流UPS的设计过程，着重阐明了恒流恒压充电器的设计依据，并给出了一台实用的直流UPS的设计结果。附录的实验数据证明该电源性能优良，性价比高，已具有工程实用价值。

2UPS概述

UPS是不间断电源的简称。按其输出电压的波形可分为交流式(AC　UPS)和直流式(DC　UPS)。

2.1交流UPS

交流UPS按其逆变器的工作方式又分为在线式（Online）和后备式（Standby）两种。其结构框图如图1所示。

在线式UPS的工作原理是：当电网Uin正常供电时，Uin　降压整流　稳压　逆变器　K2（K2闭合，K1断开）　Uout,同时经充电器为电池组B充电；当电网输入异常（失压或超出正常范围）时,K0断开，由电池组B　导引二极管　逆变器　K2　Uout。控制开关K1只有在逆变器故障且电网供电正常时才闭合（K2断开），仅仅起旁路作用。

后备式UPS的能流是：在电网供电正常时，Uin　K1（K2断开）　Uout，同时Uin　降压整流　充电器　电池组B（逆变器不工作）；当电网电压异常时，其能流变为：电池组B　逆变器　K2（K1断开）　Uout。

由能流可以看出：在线式UPS的逆变器始终处于在线工作状态，而后备式UPS的逆变器仅仅是当电网电压异常时才起动（后备工作状态）。

无论是在线式还是后备式UPS，其输出Uout都是交流电压。

图1交流UPS组成方框

表1充电上限电压和充电电流 

表3持续工作时间与允许的放电电流及有效容量

表3持续工作时间与允许的放电电流及有效容量

表2放电电流和放电下限电压

注：各生产厂家数据有所不同，设计时以产品手册的技术指标为准。

2.2直流UPS

和交流UPS一样，直流UPS的关键是输入电压中断后的续能问题，但DC　UPS是将变换后的直流电压直接送给用电负载。实现DC　UPS简单的方法是电网电压经过整流滤波稳压后与蓄电池并联。其结构如图2所示。

在输入正常时，电池处于浮充状态（R为充电限流电阻）；当外电网断电后，由电池经导流二极管向负载供电。

该方案对于直流负载的显著优点是，不需要再二次逆变，效率高，可靠性强，成本低，并且蓄电池对负载的动态特性有改善作用。但不足之处是，当电池向负载供电时，电池电平不稳定——逐渐下降，往往需要二次稳压。

3蓄电池的性能与使用

蓄电池是UPS的心脏，故了解蓄电池的性能及使用方法是设计UPS的基础。

目前在UPS中广泛采用的是密封免维护铅酸蓄电池，性能较好的有美国的德克、GNB，德国的阳光，英国的霍克，日本的汤浅等品牌。

3.1蓄电池的充电

恒流充电防止了初始充电电流过大使电极发热而可能引起的电池爆裂，并使充电时间大大缩短。当电池充满后，仍继续恒流充电将造成电池过充，导致电池过热。所以当恒流充电充到限定电压时自动切换为恒压充电，就控制了这个过程，避免了电池的损坏。所以恒流恒压充电对蓄电池是比较合适的。

若采用大电流快速充电，虽可以缩短充电时间，提高充电效率，但必须严格控制过充并解决去极化的问题，从而使充电电路变得复杂。

另外，温度对充电也有影响，电池的充电上限电压随温度的升高而降低，因此充电器的限制电压应有负温度补偿。

表1给出了常规的密封铅酸蓄电池的充电上限电压和充电电流数据。

表中C为蓄电池的标称容量，充电上限电压为一个单体电池（2V）的数据。如标称12V/7Ah的电池由6个单体组成，其充电上限电压为2.275V×6=13.65V，恒流充电电流为0.1C=0.7A。