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【摘要】为了确保机房设备安全和稳定的工作，采用绿色、环保、节能和降耗的理念，从物理层面上下功夫来降低机房温度与湿度，通过温度和湿度自动控制系统解决了温度过高和湿度过大的历史难题。
【关键词】温度;湿度;设备;自动控制;风扇;节能
中图分类号：TN929 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.01.028
1. 任务背景
贵州省广播电视信息网络股份有限公司是整合全省广电网络、实行资产重组，于2008年3月成立的国有股份制文化企业，是贵州省唯一的有线广播电视网络运营商，全国智慧广电领军企业。公司依托云计算、大数据、物联网、人工智能、超高清等新兴技术，推进传统媒体和新兴媒体融合发展，加快全媒体产业布局，积极构建多彩贵州“广电云”，广电光纤网络实现省、市、县、乡、村五级全程全网贯通，积极推动有线无线宽带窄带融合协同覆盖，在巩固加强广播电视党媒政网主渠道、主阵地的同时，大规模实施雪亮工程、新时代学习大讲堂、农村应急广播、全省电子政务外网、燃气智能抄表、阳光校园·智慧教育、智慧警务、智慧旅游、智慧医养、智慧城市、数字乡村等政用、民用、商用融合创新业态，持续推进“一云双网、一主三用”的智慧广电新体系建设。
随着公司业务的不断扩大，机房设备在成倍的不断增加，这些设备产生的热量排放于机房内，其结果导致了机房内的温度不断升高，过高的机房温度不利于设备的散热，严重影响了机房设备的正常工作，而机房内的湿度过大，同样也不利于设备的工作，温度过高和湿度过大，非常容易造成设备的损坏。
2. 技术改造方案
为了确保机房设备安全和稳定的工作，如何通过绿色、环保、节能和降耗的理念来降低机房温度，是我们的设计理念和初衷，是摆在我们面前首要的工作任务。
在众多设备的工作下，机房设备工作的总电流约为30A，总功率约为20KW，设备工作效率不高于30%，因此，总功率70%的功率约14KW的功率将转换为熱量排放于机房内，从而造成机房内的温度过高，不利于设备的正常运行，给设备工作带来了极大的安全隐患，严重时将会导致设备损坏引起事故的发生。
在以前降低机房内温度的设计中，基本都是采用空调来完成这项工作，但这个过程会导致消耗大量的电能。如果按照这个设计理念，设备排放于机房内的热量，单纯采用空调来降低机房的温度，至少需3台5匹空调才能中和机房的热量，3台5匹空调功耗约为11000瓦，每小时耗电约11度，每天按24小时和每度电按0.6元计算，每个月将产生约4700元的电费，每年将产生约5.7万元的电费。因此，为了更好的完成我们的设计理念和初衷，根据工作需要，我们对机房内的温度过高和湿度过大的问题通过多方面的调研和考查，结合所掌握的理论知识，更多的是从物理层面上下功夫，从而解决了温度过高和湿度过大的历史难题，综合这些因素，我们对该项目建立了以下整个系统的设计方案。
图一是机房的剖面图，描述了机房温度和湿度控制系统原理以及整个节能和降耗的路由，实现了绿色、环保、节能和降耗的理念，下面对整个系统的原理和工作过程进行简要的阐述。
机房众多的设备都安装在不同的机柜中，机柜的顶部加工有热量的排风口，这个排风口是设备产生热量最大的部位，因此，运用热气流的原理，首先，在每台机柜的顶部，通过管道将设备产生的热量自动排放于机房内屋顶的夹层中，然后在机房的顶部，开挖三个60cm×60cm的方孔，用3m高的排风管道连接排风孔，将机房夹层中的热量自动排放于机房外。排风道安装完毕后，再在排风道的的四周用砖建造一个4m高的房屋，在四周安装百叶窗，解决防水和防雨的问题，然后进行外观的整体装修，实现了机房内物理降温的节能和环保举措。
在机房后墙的低部，开挖5个风扇孔并安装相应的风扇，采用风扇进行强迫送入新风至机房内，完成了送入新风过程;在机房后墙的顶部，同样开挖5个风扇孔并安装相应的风扇，采用风扇进行强迫抽取机房内的热量，完成了抽取机房内的热量过程。整个过程不断给机房内送入新风，抽取机房内的热量，这个过程不断循环，最终使机房内的温度和湿度接近于室外的值。
以上环节为手动控制的过程，手动控制的缺点较多，特别是在温度低、湿度大以及温差和湿差大的恶劣环境条件下，采用人工很难精准控制机房内的温度和湿度。因而，采用温湿度自动控制系统，对强迫送入新风的风扇和强迫抽取热量的风扇进行控制，从而达到了对机房内部的温湿度进行自动控制的目的，使机房内的温度和湿度基本保持在控制的范围内。下图为温湿度自动控制器的外观图和连线图：
图四为系统控制原理图，当机房内部的温度高于温湿度自动控制器设置的门限值时，温湿度自动控制系统温度控制继电器接点接通，使交流接触器（KM1）工作，从而使进风风扇和排风风扇工作，反之进风风扇和排风风扇则关闭;当机房内部的湿度高于门限值时，温湿度自动控制系统湿度控制继电器接点断开，使进风风扇和排风风扇不工作。当温湿度自动控制系统发生异常不能工作时，可通过人工对旁路开关接通进行应急工作。
采用空调来调节机房内的温湿度，这是一个耗能较大的过程。一般情况下，空调温度门限值的设置高于温湿度自动控制系统，这种情况依靠温湿度自动控制系统通过进风风扇和排风风扇来调节机房内的温度;当室外温度较高，依靠温湿度自动控制系统已不能调节机房内的温度时，再启用空调来调节机房内的温度。
3. 小结
机房温度与湿度自动控制系统项目完成后，基本达到了机房恒温的目的。首先是运用热气流的原理，将机房设备产生的主要热量自动排放于机房外，达到了降低机房温度的目的;其二是采用进风风扇进行强迫送入新风至机房内，再采用排风风扇进行强迫抽取机房内的热量，不断给机房内送入新风，抽取机房内的热量，这个过程不断循环，最终使机房内的温度和湿度接近于室外的值，当机房温度到达温湿度自动控制系统设定温度时，风扇停止工作;其三是在室外温度较高的极端条件下，强迫送入的新风已不能有效降低机房内的温度时，再采用空调来送入冷风，达到调节机房内温度的目的。
通过绿色、环保和节能理念的技术改造，有效解决了机房温度过高和湿度过大的问题给安全生产工作带来的安全隐患，具有较高的经济价值和使用价值。
【关键词】温度;湿度;设备;自动控制;风扇;节能
中图分类号：TN929 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.01.028
1. 任务背景
贵州省广播电视信息网络股份有限公司是整合全省广电网络、实行资产重组，于2008年3月成立的国有股份制文化企业，是贵州省唯一的有线广播电视网络运营商，全国智慧广电领军企业。公司依托云计算、大数据、物联网、人工智能、超高清等新兴技术，推进传统媒体和新兴媒体融合发展，加快全媒体产业布局，积极构建多彩贵州“广电云”，广电光纤网络实现省、市、县、乡、村五级全程全网贯通，积极推动有线无线宽带窄带融合协同覆盖，在巩固加强广播电视党媒政网主渠道、主阵地的同时，大规模实施雪亮工程、新时代学习大讲堂、农村应急广播、全省电子政务外网、燃气智能抄表、阳光校园·智慧教育、智慧警务、智慧旅游、智慧医养、智慧城市、数字乡村等政用、民用、商用融合创新业态，持续推进“一云双网、一主三用”的智慧广电新体系建设。
随着公司业务的不断扩大，机房设备在成倍的不断增加，这些设备产生的热量排放于机房内，其结果导致了机房内的温度不断升高，过高的机房温度不利于设备的散热，严重影响了机房设备的正常工作，而机房内的湿度过大，同样也不利于设备的工作，温度过高和湿度过大，非常容易造成设备的损坏。
2. 技术改造方案
为了确保机房设备安全和稳定的工作，如何通过绿色、环保、节能和降耗的理念来降低机房温度，是我们的设计理念和初衷，是摆在我们面前首要的工作任务。
在众多设备的工作下，机房设备工作的总电流约为30A，总功率约为20KW，设备工作效率不高于30%，因此，总功率70%的功率约14KW的功率将转换为熱量排放于机房内，从而造成机房内的温度过高，不利于设备的正常运行，给设备工作带来了极大的安全隐患，严重时将会导致设备损坏引起事故的发生。
在以前降低机房内温度的设计中，基本都是采用空调来完成这项工作，但这个过程会导致消耗大量的电能。如果按照这个设计理念，设备排放于机房内的热量，单纯采用空调来降低机房的温度，至少需3台5匹空调才能中和机房的热量，3台5匹空调功耗约为11000瓦，每小时耗电约11度，每天按24小时和每度电按0.6元计算，每个月将产生约4700元的电费，每年将产生约5.7万元的电费。因此，为了更好的完成我们的设计理念和初衷，根据工作需要，我们对机房内的温度过高和湿度过大的问题通过多方面的调研和考查，结合所掌握的理论知识，更多的是从物理层面上下功夫，从而解决了温度过高和湿度过大的历史难题，综合这些因素，我们对该项目建立了以下整个系统的设计方案。
图一是机房的剖面图，描述了机房温度和湿度控制系统原理以及整个节能和降耗的路由，实现了绿色、环保、节能和降耗的理念，下面对整个系统的原理和工作过程进行简要的阐述。
机房众多的设备都安装在不同的机柜中，机柜的顶部加工有热量的排风口，这个排风口是设备产生热量最大的部位，因此，运用热气流的原理，首先，在每台机柜的顶部，通过管道将设备产生的热量自动排放于机房内屋顶的夹层中，然后在机房的顶部，开挖三个60cm×60cm的方孔，用3m高的排风管道连接排风孔，将机房夹层中的热量自动排放于机房外。排风道安装完毕后，再在排风道的的四周用砖建造一个4m高的房屋，在四周安装百叶窗，解决防水和防雨的问题，然后进行外观的整体装修，实现了机房内物理降温的节能和环保举措。
在机房后墙的低部，开挖5个风扇孔并安装相应的风扇，采用风扇进行强迫送入新风至机房内，完成了送入新风过程;在机房后墙的顶部，同样开挖5个风扇孔并安装相应的风扇，采用风扇进行强迫抽取机房内的热量，完成了抽取机房内的热量过程。整个过程不断给机房内送入新风，抽取机房内的热量，这个过程不断循环，最终使机房内的温度和湿度接近于室外的值。
以上环节为手动控制的过程，手动控制的缺点较多，特别是在温度低、湿度大以及温差和湿差大的恶劣环境条件下，采用人工很难精准控制机房内的温度和湿度。因而，采用温湿度自动控制系统，对强迫送入新风的风扇和强迫抽取热量的风扇进行控制，从而达到了对机房内部的温湿度进行自动控制的目的，使机房内的温度和湿度基本保持在控制的范围内。下图为温湿度自动控制器的外观图和连线图：
图四为系统控制原理图，当机房内部的温度高于温湿度自动控制器设置的门限值时，温湿度自动控制系统温度控制继电器接点接通，使交流接触器（KM1）工作，从而使进风风扇和排风风扇工作，反之进风风扇和排风风扇则关闭;当机房内部的湿度高于门限值时，温湿度自动控制系统湿度控制继电器接点断开，使进风风扇和排风风扇不工作。当温湿度自动控制系统发生异常不能工作时，可通过人工对旁路开关接通进行应急工作。
采用空调来调节机房内的温湿度，这是一个耗能较大的过程。一般情况下，空调温度门限值的设置高于温湿度自动控制系统，这种情况依靠温湿度自动控制系统通过进风风扇和排风风扇来调节机房内的温度;当室外温度较高，依靠温湿度自动控制系统已不能调节机房内的温度时，再启用空调来调节机房内的温度。
3. 小结
机房温度与湿度自动控制系统项目完成后，基本达到了机房恒温的目的。首先是运用热气流的原理，将机房设备产生的主要热量自动排放于机房外，达到了降低机房温度的目的;其二是采用进风风扇进行强迫送入新风至机房内，再采用排风风扇进行强迫抽取机房内的热量，不断给机房内送入新风，抽取机房内的热量，这个过程不断循环，最终使机房内的温度和湿度接近于室外的值，当机房温度到达温湿度自动控制系统设定温度时，风扇停止工作;其三是在室外温度较高的极端条件下，强迫送入的新风已不能有效降低机房内的温度时，再采用空调来送入冷风，达到调节机房内温度的目的。
通过绿色、环保和节能理念的技术改造，有效解决了机房温度过高和湿度过大的问题给安全生产工作带来的安全隐患，具有较高的经济价值和使用价值。