盘点智能温控

1、 盘点智能温控 文李金方 李楠 吴滔随着internet和intranet的普及和宽带技术的发展，各大中型企业和院校的网络节点少则几千多则上万个。由于宽带网络的特性（以铜芯为传输介质的网线信息传输距离最长loom）以及校园网络覆盖的教学办公区和学生宿舍区信息接入点较密集，因此在每个楼宇内都设有若干个无人值守的网络汇聚设备机房（即网络设备间）。这类机房通常相对封闭，机房建筑结构的保温性也较好，由此导致机房的网络设备累积发热量非常大，加之该类机房平时无人值守，因此，如何保障网络设备的运行，保持机房的工作温度相对稳定是一个非常关键的因素。空调配合外界低温思路网络设备机房温度控制节能方式多种多样，各有

2、特点。有的以地下水为冷源，也有的以自然空气为冷源，经过交换器处理后对网络设备机房进行温度控制，还有的直接使用空调机进行温度控制。通常对无人值守的网络设备机房的温度控制大都采用单一空调机制冷的方法，这样不但消耗了大量的电能，也缩短了空调机的使用寿命，还增加了空调机的维护工作量，使得网络运维工作量大增。我们提出一个对机房温度的控制既简便又节能的方法。该方法借助室外的自然环境作为冷源，以“换风机直接将室外冷空气输入机房降低室温为主、空调机制冷为辅”的方式，充分利用户外天然气温与室内的温差，自动地交替启用新风系统或空调机制冷降温，达到了既保障网络设备工作的温度，又显著节约电能的效果。校园网络设备机房的

3、温度控制通常只是采用空调机制冷的方法，这种方法的工作原理是，当设备机房里的温度达到一定值时，启动空调机使高温通过蒸发器一压缩机一冷凝器以及制冷剂等组成的冷热交换系统带出室内。这种方法需要人工管理，当遇到网络设备机房临时停电后又恢复供电，网络设备已正常工作，而空调机却处于待机状态，导致设备机房温度升高，网络设备工作异常时，才能得到人工解决。尤其是当机房外的温度低于设备机房所需要的温度时，温度控制仍然由高耗能的空调机承担，这样需要消耗大量的电能，根据通信部门多年来的统计数据分析，通信行业的运营成本主要是电耗成本，而在电耗成本中，机房空调的电耗约占总电耗50%以上。节能降耗的有效方法之一就是尽可能减

4、少高耗能的空调机的使用时间，而网络设备机房智能温控节能方法可以弥补传统空调机制冷方法高耗能的问题，其思想是：合理利用室外天然冷源，尽可能多地使用低功耗的换气机将室内网络设备产生的热量直接排至室外。在我国的大部分地区，一年中冬、春、秋三季及夏季早晚时段的室外环境温度较低，甚至远低于机房内设备需要的工作温度。因此在不影响机房环境的前提下，根据机房内外温度的实际情况因时制宜，充分利用机房室外的自然环境为冷源，当室外空气温度比室内低到一定程度时，依靠换气机将机房内的热量带走，实现室内散热以降低机房室内温度；只有当室外空气温度比室内需要的温度高时，才强制启用空调机制冷降温，以保持设备机房的温度达到设备稳

5、定工作所需要的温度。这样可以充分利用天然冷源，极大地减少空调的使用时间，从而大幅度降低电能消耗，延长了空调机的使用寿命，达到节能降耗的目的。其工作流程如图1所示。智能温控优于单一温控空调器是一种利用制冷剂状态变化的潜热进行冷却和加热的机械，它在汽化过程中降低周围环境的温度。空调器通电制冷时，制冷系统内的压缩机吸入自蒸发器来的低压制冷剂r22（氟里昂22）高温蒸气，经压缩机压缩成为高温、高压的过热蒸气后，随之排至冷凝器冷却；室外侧的风扇吸人来自室外的冷空气流吹向冷凝器，使之冷却，带走制冷剂放出的热量，从而使高压高温的制冷剂冷凝成为高压过冷的液体。高压过冷的制冷剂液体再经节流毛细管降压后喷人蒸发器

6、，并在相应的低压下蒸发，吸取周围热量。同时风扇使室内空气不断进入蒸发器的肋片间进行热交换，并将放热后变冷的空气送向室内。如此室内空气不断循环流动，达到降低室内温度的目的。而蒸发器内的制冷剂在吸收了室内循环空气的热量以后加热成为低压、高温的蒸气，再从蒸发器处被压缩机吸入并经压缩机压缩成高温、高压的气体，如此连续不停地循环下去。因此从空调器制冷过程可知空调器的总功率wk分别由压缩机、室外风机、室内风机的功率wy、wa、wb组成。另外为了分析方便，设空调器的室外风机、室内风机以及换气机的功率相等，令网络设备机房空调设备的工作时间t由室外气温低于设备机房需要的温度时空调设备工作的时间ti与室外气温高于

7、设备机房需要的温度时空调设备工作的时间tj两部分组成，则单一空调器温控方法的能耗表示如(1):从(3)式中可以看出网络设备机房采用单一空调器温控方法的能耗比采用智能温控节能方法的能耗要高很多，尤其是随着各地区的温度变化导致的ti时间占比的扩大，智能温控节能方法的降耗效果越显著。技术实现智能温控节能方法构成的系统（简称为智能温控系统）主要由新风系统（进风或排风）、空调机、智能控制器等组成。智能温控系统电气图如图2所示。智能温控系统在自动情况下，根据不同情况进行处理。当室外温度传感器测得的室外温度小于室外温控器jk所设的限值(本实例为260c)时，则jk1保持常闭、jk2保持常开状态，表明室内降温

8、应由换气系统担当。此时如换气系统的室内温度传感器所测的温度大于jh所设的温度值（本实例为270c），则jh2闭合、jh1断开，达到开风机换气降温的作用。当室内温度传感器所测的温度小于所设的下限值，则jh2断开、jh1闭合，达到关风机停止降温的作用。这样以新风系统保障室内的气温符合网络设备的工作温度。当室外温度传感器测得的室外温度大于jk所设的限值，表明室外温度较高新风系统不能降低室内温度时，室内降温只能使用空调机，则jk2吸合、jk1保持断开状态，给ktwkb(空调机温控板)工作信号。这时当空调机自带的温控器测得的室内温度大于所设的温度值（本实例为270c），则启动空调机制冷。反之，当温控器测

9、得的室内温度小于所设的下限值，则空调机停止制冷。采用jk1与jh1完成排风扇与空调机的互锁，使得当室外温度较高不能降低室内温度，而启动空调机制冷时，关闭新风系统及进风管道阀门，隔绝与室外的空气交换，提高制冷效果。当室外温控装置探测到室内外温度满足换新风要求时，用排风扇将机房内的热量排出，关闭空调机制冷，避免冗余工作的电能消耗。这样充分利用自然资源，达到节能降耗的目的。分析实施效果实验环境由两幢学生宿舍楼构成；每幢楼有720个信息点和1个3.3m3.3m3m的网络汇聚设备机房，每个机房安置4个2m高的标准机柜，共有24端口的交换机32台（每台功耗约35w），空调机为海尔kf-35cw，制冷功率1255w，排风扇额定功率35w。对网络设备机房电力消耗实验记录测量结果如图3所示。由图3可以看出网络设备的电力消耗每月约在800kw/h（千瓦时），对于采用单一空调机方式的网络设备机房降温的电力消耗除了在12月、1月、2月较少外，随着室外气温的逐渐升高降温电耗急剧增加，最高时电耗可达1000多kw/h/m（千瓦时月）。而采用智能温控节能方法降温方式的系统在一年内除夏季外，设备机房降温的电力消耗都很小，即使在夏季的7、8、9月，降温电耗也小于450kw/h/m。智能组合温控系统降温方式的电耗仅