实训电源机房智能通风系统建设方案与应用探讨

实训电源机房智能通风系统建设方案与应用探讨

朱永平龙林德周三

朱永平淤于ZHUYong-ping曰龙林德淤于LONGLin-de曰周三淤于ZHOUSan（淤湖南邮电职业技术学院，长沙410015；于华中科技大学，武汉430074）（淤HunanPostandTelecommunicationCollege，Changsha410015，China；于HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China）

摘要院在国家开展节能降耗的大背景下，作为通信行业的高职院校，也结合自身情况积极开展相应节能降耗工作，并将其应用到教学中。文章介绍了教学中的智能通风系统的设计，到平台的具体搭建，以及搭建后对相关的节能数据进行对比分析评估。

Abstract院Inthebackgroundofnationalenergysaving,thehighervocationalcolleges,asthecommunicationindustry,alsoactivelycarryouttheenergysavingworkaccordingtotheirownsituations,andapplyitintoteaching.Thispaperintroducesthedesignofintelligentventilationsysteminteachingandthespecificplatformconstruction,andcompares,analyzesandevaluatestherelatedenergysavingdata.关键词院智能新风；节能；教学平台建设；节能评估分析Keywords院intelligentfreshair；energysaving；teachingplatformconstruction；energysavingevaluationandanalysis中图分类号院TP391.6文献标识码院A文章编号院1006-4311（2014）27-0213-03

1概述能源是国民经济发展的物质基础，也是经济社会可持续发展的重要制约因素，在全国乃至全球都是一个非常实际的研究课题。我国经济快速增长，能源不足尤为显现。因此开展节能工作具有非常重要的意义。

《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》明确提出“‘建设资源节约型、环境友好型社会’，‘十一五’期间单位国内生产总值能耗降低20%左右，主要污染物排放总量减少10%”的发展目标。

作为通信行业办学的高职院校，也积极响应号召，结合自身情况开展相应节能降耗工作，并将其应用到教学中。为推动通信电源专业建设，创造良好的实验实训条件，提升专业基本素质和专业核心能力，更好地为培养高等应用型技术人才服务。

2智能通风系统的原理智能新风系统原理是根据室内空气温度高低梯度分布规律，通过进出风口位置的高度差，利用空气对流的原理，在机房较低的位置由风扇组引入机房外部经过过滤处理的较低温的空气，同时，在机房较高的位置再用风机排出室内的温度相对高的空气，使机房或基站降温。

智能新风节能的核心设备是智能新风控制系统（以下称主机），主机可设定室内、室外温度的阀值，并根据室内、室外温度自动判断并选择运行空调或风机。运行空调时，主机监控室内、室外温度的变化，当室内外温度状态满足开风机条件时，将自动关闭空调并启动风机运行，以最大限度提高节能效果。

主机通过采集现场的环境状态（包括温度、湿度），并根据用户设定的参数值来控制基站空调的开启，从而达到在尽量不使用空调的情况下，把机房内的环境量（温度、湿度等）控制在最适合通信设备工作的范围内。智能新风节能系统控制原理示意图，如图1所示。

智能新风节能系统还应具备RS232/RS485通信接口，由接口可将现场的数据和运行状态上传到监控中心。

另外，系统还具备多组干接点，能将现场运行时产生的告警信号上传，为动环监控系统的远程监控提供强有力的支持。

3教学中模拟的智能通风平台的建设方案据初步统计资料表明，通信机房的主设备耗电占45%耀55%，空调设备占35%耀45%，电源设备及其他占10%耀15%。在考虑通信机房及数据中心节能时，对于新建机房主要从空调、主设备、电源等方面考虑；而对于现有机房，则从空调改造、能耗较大主设备替换及电源改造等方面考虑。

由于电气设备的长期运行发热是导致机房内温度升高的主要原因，而外界环境导致机房温度升高是次要的。

我们地处湖南，春夏秋冬四季明显，早晚温度变化也相当大。假如一年四季全部采用空调来维持室内温度，那么冬、春、秋三季及夏季的早晚时段的室外低温便可散热降温的大好条件就被忽视,从而导致电能的白白浪费，使得营运成本也增加。

鉴于蓄电池对环境要求较高，其工作环境温度的要求在15耀25益，可以考虑采用专用设备降低蓄电池的温度，例如采用蓄电池恒温箱/地埋保温箱技术，为蓄电池提供一个最适宜的局部温度环境，其他区域的温度控制范围可以根据主设备对环境温度的要求适当放宽，从而大大降低基站制冷设备的总能耗。

湖南邮电职业技术学院开关电源实训室主要的设备是1台交流配电屏、1台交流逆变器、4台不同厂家的高频开关电源。这几台设备虽然是实训设备，但同时充当着为实训大楼传输实训机房、3G实训机房、数据实训机房以及其它几个实训机房的供电。由于与其相连的蓄电池组安放在一墙之隔的专门的蓄电池实训机房内，可以单独将蓄电池实训室的工作环境温度控制在15耀25益，因此可以适当提高开关电源实训室的室内温度到35益左右，大幅度降低机房空调的耗电。

3.1智能通风系统的基本结构智能通风系统的基本结构，如图2所示。机房节能通风系统充分利用机房室内外的温差而形成热交换，依靠大量的空气流通，有效地将机房内的热量迅速向外迁移，实现室内散热。从而大幅度降低电能消耗和营运成本，延长空调使用寿命。

该技术根据空气动力学的原理，在机房相对的两面墙壁上按不同的高度开两个孔，分别作为出风口和进风口（其中进风口低，出风口高），当室内外环境满足开启条件时，启动风机，不断地引入低温的室外空气，排出高温的室内空气，从而达到降温节能的目的。

智能通风设备通常由进风口/出风口和控制器等三部分组成，控制器的功能智能化，可与空调联动控制，按预定的程序，根据室内外环境变化情况，执行进/排风或空调机的开/关机控制。

3.2智能通风平台的搭建该院虽在长沙市中心，但地处山顶，地理位置较高，地势开阔且环境优美，植被较多，温度和空气清洁度都非常不错，非常适宜智能通风系统的安装条件。实训大楼呈东西向分布，分为南北向房间，中间为走廊。开关电源和蓄电池实训室均位于北面，系统平台的具体建设思路是：在实训室北面墙体（房间的窗户下）开进风口，在南边的墙体（房间的进门上方）开出风口。

进风口位置不存在夏季日照，施工不影响机房设备正常运行及缆线的布放。主控设备安装在实体墙上，离空调位置也非常近，便于施工也便于实际教学需要。对房间窗户另外采取双层玻璃外加防火隔热窗帘（另行安排，不在此处讨论）。机房智能通风系统总平面的布置和设计，如图3所示。

3.3平台的技术要求及安装要求3.3.1设备技术要求设备应具有以下主要特点：淤除尘功能。该设备系统进出风口可根据实际环境需要安装自动除尘装置，系统可根据需要设定自动除尘的条件，除尘装置自动清洁过滤网上积累的灰尘和杂物，每天1耀2次，通过通风管道排到机房外；系统也可自动检测防尘网堵塞，启动自动除尘装置，清洁过滤网上积累的灰尘和杂物；监控中心可以根据防尘网堵塞告警，远程控制自动除尘装置清洁过滤网上积累的灰尘和杂物，提高机房内环境洁净度和设备的节能效果，大大减少滤网清洁/更换次数，降低维护成本。设备除排尘风道弯管设置在机房外，其它都设置在机房内部，不会降低机房的防盗性能；可按用户要求选择，需要时可在进风装置处安装此装置，不需要时可拆下；清除的灰尘由灰尘槽盛装，由维护人员清理。

于保温装置。配备防火隔热的保温棉，在寒冷季节能够起到良好的保温效果，并保证机房与外部环境隔离。

盂导风功能。结合机房安装的实际情况，通过导风单元调节风向，最大限度地利用送风量。

榆防虫防尘防潮设计。采用3层滤网结构，第一层粗钢网防大动物、树叶等进入；第二层细钢网防止小动物爬入；第三层双层过滤棉防尘防潮。整机防尘效果可达到G4标准。

虞采用离心风机。节能型智能新风系统室内风机采用离心风机，室外风机采用轴流风机。离心风机具有气流方向性好、风不逆流、气流密度高、风向集中、没有涡流的特点。

愚防雨防盗功能。进出风装置采用L型管道设计，开口向下45毅，防止雨水渗入；墙体开孔的孔径均小于200mm，防破墙偷盗行为发生；室外无金属部件，有效规避盗窃的企图。

舆防火功能。系统包括滤网、PVC管等，采用防火阻燃材料、烟雾传感器、温度传感器探知机房火情，系统立即关闭进出风风阀及风机。

余安装节能系统的试验通信机房，应安装相应的温度、湿度数据记录仪，记录通信机房室内外的温度、湿度；用于评估节能系统运行控制逻辑的准确性。

俞智能通风系统平台能够通过远程接口接入动环监控平台，实现远程管理。

3.3.2现场安装要求淤空调运行正常、无故障；于近期机房主设备没有工程计划，通信设备配置稳定；盂供电稳定且具有动力环境监控系统；榆工程安装尽量便于人工上站调试、抄表（人工抄表是为教学需要，原则上通过监控远程抄表）；虞机房除总电表（测总电量）以外还需单独为空调和通风系统安装电度表，以便对节能设备和机房空调进行耗电量计数（原则上，每24小时记录一次数据）。电度表采用智能电表，可远程抄表；愚智能通风系统安装后，根据机房的温度要求，对新风系统和空调进行温度设置，实验平台可根据测试表格进行具体数据测试。温度设置可参考为：室外温度低于23益，室内温度低于26益时同时关闭节能系统和空调系统；当室内温度大于26益时，开启节能系统；当室内温度高于30益时，关闭节能系统，开启空调系统；舆根据设备功耗的大小选取相适应风量大小的节能系统。例如，建议设备功耗在10kW以内配2套1200m3/h节能系统；10耀20kW配2套1700m3/h节能系统；20耀30kW以上配2套3000m3/h节能系统。

4平台的节能效果评估与应用4.1平台的节能效果评估节能效果的评估，主要是对通信机房开启和停止智能通风系统前后的能耗进行统计对比；节能效果可采取电脑对智能电表直接读取方式,并手工统计机房的用电量。

通过在一定时间（为缩短实验时间，实验平台可采取隔日或两天。）开启节能设备的方法对比节能效果，测试分以下步骤进行：淤在测试开始的当天，记录两块电表的初始读数；于智能通风系统安装后，设定通风系统的启动温度，同时设置空调的启动温度为30益；盂记录当前电表读数并开始记录两种运行方式运行时的数据；榆通过在空调单独工作时的总耗电量，计算出此阶段空调平均日耗电量P1；通过在通风系统工作时的总耗电量，计算出该阶段通风系统工作时的平均日耗电量P2；节能系统节能效率E=（P1-P2）/P1*100%。

根据设置条件，从试点的中心统计表中可看出空调与节能设备每天的运行时间。在设置节能隔日开启的条件下，观察只开启空调时间段，每天平均空调运行时间为16小时以上；而观察节能设备与空调联动的时间段内，节能设备开启时长为12小时以上，而空调只运行4耀5小时。从数据可得出一方面用电大大节省了，另一方面由于空调运行时间缩短，延长了空调的使用寿命，并且空调的故障率降低，维护成本随之减少。所以节能与空调联动对于降低机房的用电成本和维护成本都起到了很大作用。

4.2实测的平台节能数据案例平台建设后，通过实际的测量，分析其节能情况，见表1。

测试方法：分别定时设定智能新风系统自动运行和空调系统独立运行两种方法，测试记录各自方式下的用电量，计算节能效率。

4.3平台开通后的应用智能通风系统经过安装、调试开通后，一方面是为通信动力设备服务实现节能的需要，另一方面是要能实现完成以下的实训操作项目：对智能通风系统结构的认知；相关参数的远程设置；智能通风系统的基本操作使用；启用与未启用节能的相关数据的采集及采集要求；被采集数据的统计分析得出节能效果评价；系统的基本故障处理等。

5结语建设应用于教学中的通信电源机房智能通风系统，是全民响应号召实行节能降耗的需要。同时使学生认识智能通风系统带来节能降耗的重要意义，逐步形成节能降耗的意识和习惯。通过具体的平台操作及数据分析，理论实践相结合，收益至深，为企业全面培养技能型应用人才。

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