医院信息中心机房送风方案改造

耿雪峰

GENG Xue-feng

（安徽省铜陵市人民医院）

（ Tongling People's Hospital of Anhui Province）

医院信息中心机房送风方案改造

耿雪峰

GENG Xue-feng

（安徽省铜陵市人民医院）

（ Tongling People's Hospital of Anhui Province）

根据信息中心机房的设备部署情况，对空调送风结构体系进行了管道下送风改造，对改造方案进行了描述。通过两种方式下空调的耗电量比较，对改造的经济性进行了分析，为降低机房能耗开辟了一个途径。

信息中心机房；空调系统；下送风；管道下送风

1　引言

信息中心机房是医院信息系统的核心所在，也是医院的一个耗能大户，为了节约能源，就要从耗能大户下手。机房的能耗一般有50%由空调系统产生，因此，降低空调能耗也是实现绿色机房的一个重要途径。机柜下送风制冷一般是用于大型IDC（Internet Data Center）机房的一种高大上的送风制冷方案，它投资高，建设难度大，但送风效率高，节能效果好。目前，在国内文献上没有看到中小型机房使用该方案，在我院信息机房的建设中，创新性地利用简单工艺实现了机柜下送风制冷，并经过1年多的应用实践，效果良好，节能显著。

2　原设计送风方案

我院信息中心机房是市民生工程——市人民医院改扩建一期工程的1个子项目，设计面积150m2，有机柜24台（一期使用了12台）；分两排前门朝同一方向，每一排分两组，组间距1200mm，排间距1200mm，使用两台精密空调制冷，原空调送风方案是地板下送风。每个机柜前面都有一块通风地板，空调系统送出的冷风通过地板下的空间，经通风地板吹向地板上，使机柜前面的环境温度变低，机柜采用前后网孔门，负载散热是利用负载自身的风扇将环境的冷气吸入，再排出热气，完成热交换。即通常所说的“先冷环境，后冷设备”。

3　送风方案的调整

考虑到一期工程只使用12台机柜，如果按原设计方案制冷，维持机房环境温度将消耗掉空调的相当制冷量。为了节约能源，将空调的下出风口和机柜的下进风口在地板下用管道连接起来，使空调出来的冷风直接经过管道到达机柜内的设备，免去了先冷却环境再冷却设备的过程；同时所有的冷气都是通过设备才进入循环的，实现了冷热通道的完全隔离，有效地避免了冷热空气混流，明显提高了空调的利用率。也就是“先冷设备，后冷环境”。

4　改造过程

为了能实现这一送风方案，我们对机房进行以下改造。

1）在机房的地板下制作了风管，为了充分利用地板下空间，我们设计的风管截面为长方形，净截面积550×350mm2，风管外面都使用了25mm厚保温板进行保温，每台空调的出风口处制作变径导风管和止回阀，主风道上安装节流阀；每个机柜进风口的截面积为400×300mm2，机柜门关上后前部导风截面积为450×150mm2，保证进入机柜上部设备能有充分的风量来制冷。

2）在主干风管的关键管段安置了节流阀，用于控制两排机柜的总进风量，实现均衡送风，避免了前排机柜风量过大而后排风量又太小的情况。

3）为了节约投资，出风口和机柜之间使用帆布软连接，软连接同时可以控制出风口的大小，达到平衡调节风量的作用，实现精确送风；另一个好处就是风管出风口和机柜进风口即使有一些小一点的位置偏差也能简单连接上，没有启用的机柜将出风口关掉就可以了。

4）将机柜的前网孔门调整为透明玻璃门，既实现了密封作用又容易观察内部设备运行情况，避免了在机柜前部做导风管。

5）将机柜内没有设备的单元用冷热空气隔离挡板（俗称盲板）进行隔离，进入机柜的冷风只能通过机柜内设备自己的风道吹向机柜后部，避免冷空气直接进入机柜后部浪费能源；同时整个机柜阵列显得整齐划一。

6）将两排机柜的同向排列改为相对排列，即前排机柜面板在前，后排机柜面板在后，这样形成背对背排列方式，使得机房内的气流相对稳定。

5　使用管道下送风的优点

1）先给设备降温，且效果明显。从空调出来的冷气，直接通过管道进入机柜的设备，对设备降温效果明显好于环境中的冷气。

2）可延长送风距离，适用于各种机房条件。因为冷气被束缚在管道中，相对于开放冷道，送风距离不敏感，可以轻松延长送风距离。

3）可根据需要自由取风，更适用于散热量不同的机柜统一排列。对散热量大的机柜，可以在主管道上开大一些的开口，以取得更多的冷气，因为开口在地板下，连接到机柜内，所以从外表看不出来，不影响机柜的排列，能保持机柜排列的整齐划一。

4）施工简单，可靠性高。整个工程不需要对机房结构进行调整，仅仅是在地板的下方增加一套保温风管，风管在机柜下面用帆布软管连到机柜内并固定。

6　实际效果

由于机房使用负载较少，为了更好地降低能耗，将机柜出风口温度调节为不高于25℃。原来方案中，由于要先降环境温度，为了使机柜出风口温度保持在25℃，空调出口温度至少要保持在21℃，才能满足大部分机柜出口温度要求；新方案中，空调冷风直供机柜，为了机柜出口温度在25℃只要使空调出口温度为23℃即可。通过将机柜前门打开，模拟普通机柜下送风方案来和改造方案比较，在控制机柜负载出风口温度保持一致的情况下，空调在两种方案中的电流曲线如图1所示：

图1　模拟地板下送风时的空调电流曲线图

图2　管道送风时的空调电流曲线图

从图中比较可以直观看出，使用管道送风时空调的耗电量要比地板下送风方式节省1/5左右；通过对图表中的数字进行定量分析，三相电流分别有7.86h（近1/3天时间）的电流减少到9A以下。利用电功的计算公式W=UIt，得出图1中1天的总耗电量为206.384kW·h，图2中1天的总耗电量为267.992 kW·h，相差61 kW·h，节电22.76%。

从比较可以看出，改造后的方案比改造前每天节电61 kW·h，不考虑季节因素，每年节电22265 kW·h，按本地非居民生活用电每度电0.8512元计，每年可节省电费18951.97元。按照本工程实际造价18000元计1年即可收回投资，经济效益明显。该技术没有添置复杂的运行设备，不影响机房的装修风格，安全可靠，使用简单，无需维护，同时也符合我国可持续发展的长期战略要求，值得大力推广。

7　结束语

国内外高端的大型机房普遍采用管道下送风设计，国内也有一些企业的大型机房逐渐采用管道下送风设计，管道下送风对发热量大的机房制冷效率高，因为它是“先冷设备，再冷环境”，能够提高空调系统的利用效率，而且风口调节更灵活多样。一般机房从安全管理角度出发，不赞成采用开放式机柜，这种情况下管道下送风方式是更好的选择。在业务发展迅速的地区，未来机柜用电量越来越大，高密度的服务器将渐成主流，空调系统的设计不能简单地按照一般电信机房的规范，而要在可能的条件下考虑以管道下送风方式为主，以取得最佳的制冷效果。

【1】颜雨春，周典，朱启星.数字化医院建设与管理［M］.安徽科学技术出版社，2010：461-462.

【2】陈峰，马艳萍.网络核心机房涉及与管理［M］.化学工业出版社，2008：94-130.

【3】傅烈虎，曹播.某机房空调系统节能改进实践分析［J］.智能建筑与城市信息.2011，（4）：48-52.

【4】程玉宝，陆继康，邱建斌.小型计算机房精密空调回风路径改造实例［J］.智能建筑与城市信息.2010，（7）：23-26.

【5】李雄文.机房空调合理安装与控制对散热及节能的影响分析［J］.通信电源技术，2007，（6）：104-106.

Hospital Information Center Computer Room Air Distribution Modifi cation

information center computer room； air conditioning system； under floor air supply； under floor air supply by pipeline

【 Abstract】 According to the information center computer room equipment deployment situation， modification of structure of air conditioning air supply system. The retrofit scheme is described. Through the comparison of two mode power consumption of the air conditioning， the economical efficiency of the transformation are analyzed. Provides a way to reduce the energy consumption of room.