机房环境智能化的恒温恒湿新风系统

2023-01-31马平原卢学奇

通信电源技术 2022年20期

白鹏，马平原，卢学奇

（1.中国移动通信集团河南有限公司商丘分公司，河南商丘 476000；2.中国移动通信集团河南有限公司网络管理中心，河南郑州 450000）

0 引言

机房环境智能化的恒温恒湿新风系统通过云智能平台实时远程抄表、监测机房环境与设备运行情况并及时反馈设备故障信息，从而保证机房的安全。利用水的自然蒸发吸收热空气中的热量，从而降低进风温度，即物理学中的蒸发降温（制冷）现象[1]。例如，在湿热的环境中，人们冲凉后的瞬间体感温度会觉得非常舒适。恒温恒湿新风系统将冷风自然冷却现象与直接蒸发制冷技术相结合，研发出集降温、加湿、换气、环保于一体的湿膜新风系统。中国移动通信集团河南有限公司商丘分公司（以下简称河南移动商丘分公司）结合公司实际情况，通过精细化维修费管控、加强智能节电等措施，提高系统使用效益[2]。

根据恒温恒湿新风系统的原理，机房外的新风经过恒温恒湿系统吸收水的冷量，变为冷风（通常降低3～12 ℃）后进入机房。当机房外温度在27 ℃以上时，系统仍然能够正常使用，对比普通新风系统在环境温度上使用区间较大。在系统进风口、出风口侧按照温湿度检测仪实时监测湿度指标，避免气流雾化至临界点形成水雾状并对设备产生影响。通过噪声仪测试，系统的噪声指标为55 dB，满足机房要求。系统日常维护需要对过滤网、蒸发帘、进排风口进行检查，同时每6个月检查一次水箱[3]。

1 实施内容及原理构架

2021年根据既定方案，选择河南省商丘市睢阳区分公司一层机房作为试点进行实施。机房面积为76 m2，采用砖混结构。机房北侧为外墙，外部有一个平台，主要用于安装空调外机；机房南侧为外墙，外部有一走廊，走廊外侧为院内；机房西侧为外墙，相邻进入院内的通道；机房东侧为内墙，相邻其他房间。机房内配置3台机房空调，包括1台30 kW空调、1台20 kW空调、1台12 kW空调。

1.1 硬件组成

系统硬件组成如图1所示，主要包括主控制器、冷风单元、排风单元以及温湿度监测装置。

图1 硬件组成图

主控制器可以控制每台湿膜新风的运行，同时实现故障信息查询等功能。冷风单元包含进风机、多层波纹湿帘、过滤网、水泵以及水阀装置等，主要实现系统雾化水和冷凤的接触面积，增加雾化时间以及湿度的控制功能。排风单元含百叶风阀、出风机等，主要实现气流的分配以及气流组织的梳理功能。温湿度检测装置主要负责检测机房环境温湿度，并将结果反馈给相应平台。

1.2 软件组成

系统软件控制程序组成如图2所示，主要包括空调控制程序、进出风控制程序、远程采集与监控程序以及运行状态监测程序。

图2 系统软件控制程序组成图

1.3 技术原理

恒温恒湿新风系统应用水的自然蒸发现象和机房空调系统的蒸发制冷相互作用，利用系统内的滤网装置将空气中的灰尘吸附在过滤网的进风侧，通过除尘器去除灰尘，借助湿帘蒸发吸收空气中的热量，将降温后的洁净冷空气送到机房内，根据冷热空气循环的原理逐步将热空气带到机房外，达到降低机房内温度的目的[4]。

2 实际应用情况与问题解决

由于通信机房环境较为密闭，基本处于恒温恒湿状态，外界温度变化短时间内对机房温度影响不大，因此采用双模式用电量对比法。

根据水的自然蒸发现象，通过恒温恒湿新风系统的应用将自然冷却的风量带入机房，对比普通新风系统效能提高显著。在进行节能改造的空调和冷气机总进线端单独加挂电表，通过云平台设定精密空调单独运行模式的时间，其余时间都为节能模式。在2种模式下运行，根据电表实际读数进行2种模式下的总用电量对比，核算出节电率及所节省的总用电量。

恒温恒湿新风系统靠外墙安装，不过多占用机房面积，而普通新风系统需要占用较大的机房面积。因此，该系统适用于空间紧凑的机房。系统对灰尘等杂质进行了多层过滤，第一层呢绒网过滤粗颗粒及蚊虫、树叶，第二层F5过滤棉过滤大部分0.5 μm以上的粉尘，第三层湿膜可以过滤空气中剩余的部分粉尘。此外，本系统具备低噪声、低能耗的特性，风机最大风量可以达到 18 000 m3/h。