一种机房通风散热系统的设计与实现

（广西广播电视技术中心桂林分中心）

1 引言

为了保持工作环境的稳定，广播电视发射机房在正常工作时要求处于密闭状态。一般来说，由于机房的不流通性，机房中各设备运行时散发的热量，会导致机房温度不断升高，若排风散热不及时，会降低设备使用寿命甚至直接导致设备故障，这在夏季高温季节尤为明显。

目前广播电视发射机房的通风散热主要有以下两种方式：一种是直接采用空调对设备进行冷却降温，但由于机房的设备数据多，而且相当一部分的设备工作功率大，由此产生的热量也很大，这样一来空调的耗电量也将随之增加，同时空调自身正常工作时的功率和广播电视发射设备相当，甚至超过当前在用的大部分设备，特别是在外电停电油机组供电的情况下，这也有可能会影响到广播电视发射设备的正常工作；另一种方式是采用送风机和排风机直接把机房中设备产生的热量送排到机房外面，但采用这种方式进行通风散热不可避免地会把机房外面的粉尘带入到机房内，而粉尘的长期积累会影响设备的正常运行以及使用寿命。因此，本文设计了一种能耗低，同时又能最大限度地减少外部粉尘进入到机房的通风散热系统。

2 硬件方案设计和实施

本系统由4个通风散热子系统组成，在机房的各面墙都安装1个通风散热子系统，一面墙上的通风散热子系统与对立面墙的通风散热子系统的安装位置相对应，便于空气对流，同时也方便利用风的来向，根据需求开启和关闭通风散热子系统，在达到排风散热目的的同时，还能减少电能损耗。如图1通风散热子系统原理图所示，通风散热子系统包括按键模块、风向风速检测模块、温湿度检测模块、控制器模块、驱动模块、电压电流检测模块、过滤网组件、振动转速检测模块、声光报警模块以及风机等。

图1 通风散热子系统原理图

风向风速检测模块主要包括风向感应器和风速感应器，用于根据风向和风速启动相应的通风散热子系统。在风向感应器的上端部连接有转杆，在转杆的一端设有风向标，另一端设有平衡锤；在风速感应器上端设有风杯。温湿度检测模块为温湿度传感器，主要由测温元件、测湿元件、微控制器以及串行接口组成。温湿度检测模块检测机房内的温湿度，检测到的信号输入至控制器模块中，控制器模块根据设置的温湿度、实测的温湿度进行判断，开启或关闭通风散热子系统。当需要启动或关闭风机时，控制器模块向驱动模块发出控制指令，由驱动模块向风机发出控制信号，启动或关闭风机。在每个通风散热子系统风机的进风口和出风口均安装过滤网组件，该过滤网组件一方面是为了减少粉尘、树叶等其它杂物附着在进风口和出风口影响风机运行，另一方面是为了最大限度地减少外部粉尘进入到机房内，改善设备工作环境。电压检测模块以及电流检测模块用于检测通风散热子系统内电压和电流的传输，在出现过压、欠压或缺相的时候，控制器模块能及时断电，避免通风散热子系统性能受损。振动检测模块和转速检测模块对风机进行振动检测和转速检测，当风机在振动和转速上存在异常时，可由控制器模块及时调整风机运行，全过程自动完成、操作简单、安全方便。

3 软件方案设计和实施

本系统的具体工作过程为：在任一通风散热子系统上的按键模块设置机房内所需温湿度，在该通风散热子系统上，各检测模块开始检测各自数据，控制器模块获取风向风速以及实测温湿度，根据风速风向和实测温湿度向驱动模块发出信号，启动或关闭风机，如需开启对立面或者其它相邻通风散热子系统，则通过控制器模块向相应的通风散热子系统发出信号，接收到信号的通风散热子系统根据指令启动或关闭相应的风机；正在运行的通风散热子系统检测自身的电压和电流，保障使用安全；正在运行的通风散热子系统检测风机的振动和转速，在风机出现异常时及时发现，并断电，关闭通风散热子系统。

图2 系统工作流程图

本系统工作流程图如图2所示，具体方案主要工作过程如下：

1）由通风散热子系统上的按键模块设置机房内所需温湿度；

2）温湿度检测模块对机房环境的温度参数进行实时采样；

3）当机房温度上升至一定值时（如27℃），根据风向风速检测模块监测到的风向风速，启动风向相对应的两面墙上的风机；

4）根据温度检测模块测得的温度数据，当机房温度低于一定值时（如15℃），控制器模块对数据进行预处理，关闭所有已经启动的风机；

5）在调度自动化系统进行配置，设定报警值，实现温度异常时控制器模块启动声光报警模块的告警功能，提醒值班员注意监测设备运行状况。

4 小结

该系统已应用于桂林兴安县级台站，经过一年多的试运行，目前，该系统稳定可靠，而且安装了该系统之后，机房的温度得到了有效控制，同时灰尘也逐渐减少，设备工作环境得到了显著改善。另外该系统结构具有良好的功能扩展性和一定的先进性，如在以后系统的升级可采用多点温度测量、湿度测量、短信息告警系统和红外遥控控制等，进一步提升系统的性能，满足机房对温湿度监控的需求，同时该系统可延伸到其他台站机房，提高台站的运营效率，进一步提升台站的竞争力，具有较好的应用推广价值。

[1]郭天祥.51单片机C语言教程[M]. 第一版.北京：电子工业出版社； 2010; 484-485.

[2]康光华.电子技术基础[M].第五版.北京:高等教育出版社；2006;486-513.