基于電子信息工程機房用通風裝置研究

摘要：本文研究了電子信息工程機房中所用的通風裝置，對其重點能耗部分進行分析，以降耗節(jié)能為目標，探討了針對能耗過高問題可采取的干預方案，對比方案優(yōu)劣差異，尋求優(yōu)質方案，以期降低機房通風裝置的應用科學性，節(jié)約非必要能耗。

關鍵詞：機房;通風裝置;通風系統(tǒng)

前言：通風裝置是電子信息工程機房中的必要設備，其核心作用為保證室內空氣流通良好，及時對設備運行中產生的熱量進行處理，防止設備溫度過高而出現(xiàn)運轉異常，保證機房內系統(tǒng)安全運行。此外，通風裝置可實現(xiàn)通風換氣，改善機房內的空氣質量。優(yōu)化其節(jié)能效果，可實現(xiàn)降耗目的。

1核心能耗分析

針對機房實施能耗研究，統(tǒng)計多設備耗能數(shù)據(jù)，對比耗能情況，對其耗能嚴重性進行排序。分析可知，機房能耗中空調等通風裝置能耗較好，且其功耗穩(wěn)定性較低。通風裝置運行狀態(tài)，與機房能耗密切相關。在保證機房通風條件的前提下，對通風裝置進行降耗處理，可實現(xiàn)機房節(jié)能。

通風裝置對機房進行通風調節(jié)過程中，對其能耗產生直接影響的因素主要包括三個維度，其一為機房是否密封良好，其二是為機房內的溫度，其三為通風設備的保養(yǎng)情況。機房密封方面，其密封影響具有雙面性，常規(guī)狀態(tài)下，高溫季節(jié)機房對通風裝置的開機需求較強，而低溫季節(jié)則與之相反。若機房材質為磚房，則非嚴重透氣情況下，密封性對通風裝置的能耗影響較弱。若機房材質為泡沫板，則通風裝置運行時間相對更久。使用空調時，在制冷狀態(tài)下，所設置的溫度與運行時間、耗能情況相關，溫度越低，運行越久，耗能越大，反之亦然。制冷狀態(tài)下，26～27℃為低耗溫度，或低于室外約7℃，耗能相對較低。通風裝置保養(yǎng)狀態(tài)直接影響其性能，以空調為例，若外機臟污，或室內裝置未實現(xiàn)及時清潔，則會造成通風效果下降，耗能提升[1]。

2優(yōu)化方案

優(yōu)化通風裝置使用效果，促進機房節(jié)能，可選擇多種方案，方案的實施效果和限制性存在差異。

其一，若為新建機房，可進行選址控制，從天然環(huán)境角度提升節(jié)能優(yōu)勢，利于通風節(jié)能的環(huán)境應具有相對良好的溫度條件，且通風性強，但針對已建成或長期使用的機房，此方案則基本無參考意義。

其二，機房設計優(yōu)化。在進行機房設計時，應結合節(jié)能降耗需求，在進行建材選擇時，墻體材料應選擇絕緣隔熱性能良好，同時具有保溫效果的材料。機房空間應保證寬闊，避免設備之間間距過小，阻礙對流通風。該防范對于舊有機房或空間狹窄的機房不具有可行性。

其三，通風裝置優(yōu)化。通風裝置是決定通風效果的基礎因素，也是核心因素，對于過于陳舊的設備，應進行更換升級，或者對壓縮機部分進行更換，使用專業(yè)通風設備也可提升通風效果。該方案適用性較廣，然而需要耗費更多成本，與其成本相比，成效不佳。

其四，以優(yōu)質通風系統(tǒng)取代原有設備，即使用同時具有降溫效果的通風裝置。水冷與風冷均為常見通風系統(tǒng)，二者皆為專利，價格高昂，對機房進行全部通風設備更新成本過高，與其實施成效不對等。

對比以上方案，前三個方案可行性較低，而針對方案四進行通風裝置自主研發(fā)，可控制成本，優(yōu)化成效比。

以自然通風為核心通風方式的裝置較多，然而成本過高。分析其原理，是以熱對流為核心理論。氣體進行熱傳遞時，通常依靠對流進行，以機房環(huán)境為背景，則為室內熱空氣和室外冷空氣借助循環(huán)流動，維持溫度平衡。自然對流時，其發(fā)生通常無需額外干預，溫度不均衡即可發(fā)生。強迫對流則需要外界干預，使對流體發(fā)生攪拌作用，方可形成。自然通風系統(tǒng)即以風機配合防塵進出風口，完成強迫對流，實現(xiàn)機房降溫。室溫<18℃，則可利用冷空氣為機房內設備實現(xiàn)降溫通風。依據(jù)相關數(shù)據(jù)，板房等低功率機房，其功率≈50A，空調設備需要常年運行。高功率機房，其功率>80A，要求兩臺設備全年運行。對通風裝置進行研究優(yōu)化，采用自然通風換氣，可縮短空調運行時間，當自然環(huán)境溫度<18℃時，可節(jié)約60%的非設備耗能。

3自然通風裝置

基于上文原理，針對機房進行通風自然通風裝置設計，然后檢驗效果。經檢驗，室外溫度≈20℃，空調停止運行3h，室溫約為35℃。室外溫度≈20℃，空調停止運行，開啟風機，室溫<30℃，符合機房要求。室外溫度<18℃，空調停止運行，開啟通風系統(tǒng)，室溫<28℃，符合機房要求。經以上驗證，可知該通風系統(tǒng)應用性能良好，可滿足設計預期，應用該裝置后，日能耗下降比≈60%。

投入使用1m，經觀察可見進出風量減少，經研究發(fā)現(xiàn)，配套除塵設備需要進行優(yōu)化設計，固有設計在使用時，因風口進風速度過快，攜入過多灰塵，堵塞了過濾網。實施針對性改進：（1）加設除塵氣囊。挑選合適的過濾網，要求除塵效果與通風效果優(yōu)質，以其制成除塵囊，可在機器維持原體積狀態(tài)下，對進風進行減速增容。（2）設置集氣帽?；谠O備原有的排風動力，制作集氣帽，在排出室內高溫氣體的同時，避免未經除塵處理的空氣進入機房。（3）調節(jié)風機參數(shù)。不同氣候條件下，基于機房實際，對裝置運行參數(shù)進行調節(jié)，若塵土較多，則應進行進風降速處理，也可勤換除塵囊。

在本通風裝置中，除塵囊必不可少，作用十分重要。選取多種過濾網，對其過濾效果進行對比，評價參數(shù)差異。選材原則是力求體積較小而通風面積較大，并對進風速度進行控制。選取不同過濾網制成除塵囊，檢驗使用效果，可知其中精密空調配套的過濾網整體效果最佳，成本尚可。此種過濾網規(guī)格為1200×1100×600，通風面積極限約為10m2，安裝較為便捷。該過濾網透風相對良好，可過濾很小的灰塵，使用后對其進行清洗，清洗后的過濾網性能雖有減弱，但仍可繼續(xù)使用，成本雖較高，但相對于其綜合效果而言，可以接受[2]。

風機是通風裝置的核心部分。在進行裝置設計時，需要對風機功率進行確定。一方面，風機運行時所產生的風噪不可過大，另一方面，其功率應適中。通過不同風機對比，最終本次研究所選用風機為離心風機，規(guī)格為交流（21～80）W。

在通風裝置運行時間方面，因機房通風需求受環(huán)境溫度影響，故而應以機房所在環(huán)境氣溫為綜合考慮因素，根據(jù)機房溫度要求，對其進行運行時間設置。本次研究所用設備，運行時間要求為：溫度>20℃，通風裝置停止運行;溫度<20℃，通風裝置維持運行狀態(tài)。該裝置年均運行時間為（8～10）m。因機房所在地在7 月至8 月間氣溫基本>22℃，濕度>70%，故進行此設置。

針對目標機房對通風裝置進行優(yōu)化，并投入使用，其應用效果良好。使用該裝置后，空調運行時間縮短，節(jié)省了空調維修費用，該費用部分可支持通風裝置過濾網更換。

結論：綜上所述，在電子信息工程機房中，其主要耗能來源于核心設備和通風裝置，其中核心設備運行耗能較為穩(wěn)定，目前不具有節(jié)能干預可行性，而通風裝置（如空調設備等）在進行通風換氣、室溫調節(jié)時有較大節(jié)能空間，對裝置進行節(jié)能優(yōu)化，可實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

參考文獻：

[1]?? 王琴.一種新型自動調節(jié)內外循環(huán)的通風裝置[J].建材與裝飾，2020（15）：186+189.

[2]?? 鄭潔，謝柱維，田亞軍，等.一種新型隔音通風裝置的性能分析[J].哈爾濱工業(yè)大學學報，2020，52（04）：195-200.

作者簡介：

原大為（1984.06-）;性別：男，籍貫：黑龍江綏化人，學歷：本科，畢業(yè)于哈爾濱理工大學;現(xiàn)有職稱：中級工程師;研究方向：信息工程.