基于电子信息工程机房用通风装置研究

摘要：本文研究了电子信息工程机房中所用的通风装置，对其重点能耗部分进行分析，以降耗节能为目标，探讨了针对能耗过高问题可采取的干预方案，对比方案优劣差异，寻求优质方案，以期降低机房通风装置的应用科学性，节约非必要能耗。

关键词：机房;通风装置;通风系统

前言：通风装置是电子信息工程机房中的必要设备，其核心作用为保证室内空气流通良好，及时对设备运行中产生的热量进行处理，防止设备温度过高而出现运转异常，保证机房内系统安全运行。此外，通风装置可实现通风换气，改善机房内的空气质量。优化其节能效果，可实现降耗目的。

1核心能耗分析

针对机房实施能耗研究，统计多设备耗能数据，对比耗能情况，对其耗能严重性进行排序。分析可知，机房能耗中空调等通风装置能耗较好，且其功耗稳定性较低。通风装置运行状态，与机房能耗密切相关。在保证机房通风条件的前提下，对通风装置进行降耗处理，可实现机房节能。

通风装置对机房进行通风调节过程中，对其能耗产生直接影响的因素主要包括三个维度，其一为机房是否密封良好，其二是为机房内的温度，其三为通风设备的保养情况。机房密封方面，其密封影响具有双面性，常规状态下，高温季节机房对通风装置的开机需求较强，而低温季节则与之相反。若机房材质为砖房，则非严重透气情况下，密封性对通风装置的能耗影响较弱。若机房材质为泡沫板，则通风装置运行时间相对更久。使用空调时，在制冷状态下，所设置的温度与运行时间、耗能情况相关，温度越低，运行越久，耗能越大，反之亦然。制冷状态下，26～27℃为低耗温度，或低于室外约7℃，耗能相对较低。通风装置保养状态直接影响其性能，以空调为例，若外机脏污，或室内装置未实现及时清洁，则会造成通风效果下降，耗能提升[1]。

2优化方案

优化通风装置使用效果，促进机房节能，可选择多种方案，方案的实施效果和限制性存在差异。

其一，若为新建机房，可进行选址控制，从天然环境角度提升节能优势，利于通风节能的环境应具有相对良好的温度条件，且通风性强，但针对已建成或长期使用的机房，此方案则基本无参考意义。

其二，机房设计优化。在进行机房设计时，应结合节能降耗需求，在进行建材选择时，墙体材料应选择绝缘隔热性能良好，同时具有保温效果的材料。机房空间应保证宽阔，避免设备之间间距过小，阻碍对流通风。该防范对于旧有机房或空间狭窄的机房不具有可行性。

其三，通风装置优化。通风装置是决定通风效果的基础因素，也是核心因素，对于过于陈旧的设备，应进行更换升级，或者对压缩机部分进行更换，使用专业通风设备也可提升通风效果。该方案适用性较广，然而需要耗费更多成本，与其成本相比，成效不佳。

其四，以优质通风系统取代原有设备，即使用同时具有降温效果的通风装置。水冷与风冷均为常见通风系统，二者皆为专利，价格高昂，对机房进行全部通风设备更新成本过高，与其实施成效不对等。

对比以上方案，前三个方案可行性较低，而针对方案四进行通风装置自主研发，可控制成本，优化成效比。

以自然通风为核心通风方式的装置较多，然而成本过高。分析其原理，是以热对流为核心理论。气体进行热传递时，通常依靠对流进行，以机房环境为背景，则为室内热空气和室外冷空气借助循环流动，维持温度平衡。自然对流时，其发生通常无需额外干预，温度不均衡即可发生。强迫对流则需要外界干预，使对流体发生搅拌作用，方可形成。自然通风系统即以风机配合防尘进出风口，完成强迫对流，实现机房降温。室温<18℃，则可利用冷空气为机房内设备实现降温通风。依据相关数据，板房等低功率机房，其功率≈50A，空调设备需要常年运行。高功率机房，其功率>80A，要求两台设备全年运行。对通风装置进行研究优化，采用自然通风换气，可缩短空调运行时间，当自然环境温度<18℃时，可节约60%的非设备耗能。

3自然通风装置

基于上文原理，针对机房进行通风自然通风装置设计，然后检验效果。经检验，室外温度≈20℃，空调停止运行3h，室温约为35℃。室外温度≈20℃，空调停止运行，开启风机，室温<30℃，符合机房要求。室外温度<18℃，空调停止运行，开启通风系统，室温<28℃，符合机房要求。经以上验证，可知该通风系统应用性能良好，可满足设计预期，应用该装置后，日能耗下降比≈60%。

投入使用1m，经观察可见进出风量减少，经研究发现，配套除尘设备需要进行优化设计，固有设计在使用时，因风口进风速度过快，携入过多灰尘，堵塞了过滤网。实施针对性改进：（1）加设除尘气囊。挑选合适的过滤网，要求除尘效果与通风效果优质，以其制成除尘囊，可在机器维持原体积状态下，对进风进行减速增容。（2）设置集气帽。基于设备原有的排风动力，制作集气帽，在排出室内高温气体的同时，避免未经除尘处理的空气进入机房。（3）调节风机参数。不同气候条件下，基于机房实际，对装置运行参数进行调节，若尘土较多，则应进行进风降速处理，也可勤换除尘囊。

在本通风装置中，除尘囊必不可少，作用十分重要。选取多种过滤网，对其过滤效果进行对比，评价参数差异。选材原则是力求体积较小而通风面积较大，并对进风速度进行控制。选取不同过滤网制成除尘囊，检验使用效果，可知其中精密空调配套的过滤网整体效果最佳，成本尚可。此种过滤网规格为1200×1100×600，通风面积极限约为10m2，安装较为便捷。该过滤网透风相对良好，可过滤很小的灰尘，使用后对其进行清洗，清洗后的过滤网性能虽有减弱，但仍可继续使用，成本虽较高，但相对于其综合效果而言，可以接受[2]。

风机是通风装置的核心部分。在进行装置设计时，需要对风机功率进行确定。一方面，风机运行时所产生的风噪不可过大，另一方面，其功率应适中。通过不同风机对比，最终本次研究所选用风机为离心风机，规格为交流（21～80）W。

在通风装置运行时间方面，因机房通风需求受环境温度影响，故而应以机房所在环境气温为综合考虑因素，根据机房温度要求，对其进行运行时间设置。本次研究所用设备，运行时间要求为：温度>20℃，通风装置停止运行;温度<20℃，通风装置维持运行状态。该装置年均运行时间为（8～10）m。因机房所在地在7 月至8 月间气温基本>22℃，湿度>70%，故进行此设置。

针对目标机房对通风装置进行优化，并投入使用，其应用效果良好。使用该装置后，空调运行时间缩短，节省了空调维修费用，该费用部分可支持通风装置过滤网更换。

结论：综上所述，在电子信息工程机房中，其主要耗能来源于核心设备和通风装置，其中核心设备运行耗能较为稳定，目前不具有节能干预可行性，而通风装置（如空调设备等）在进行通风换气、室温调节时有较大节能空间，对装置进行节能優化，可实现节能降耗的目的。

参考文献：

[1]   王琴.一种新型自动调节内外循环的通风装置[J].建材与装饰，2020（15）：186+189.

[2]   郑洁，谢柱维，田亚军，等.一种新型隔音通风装置的性能分析[J].哈尔滨工业大学学报，2020，52（04）：195-200.

作者简介：

原大为（1984.06-）;性别：男，籍贯：黑龙江绥化人，学历：本科，毕业于哈尔滨理工大学;现有职称：中级工程师;研究方向：信息工程.