耿雪峰

GENG Xue-feng

（安徽省銅陵市人民醫(yī)院）

（ Tongling People's Hospital of Anhui Province）

醫(yī)院信息中心機(jī)房送風(fēng)方案改造

耿雪峰

GENG Xue-feng

（安徽省銅陵市人民醫(yī)院）

（ Tongling People's Hospital of Anhui Province）

根據(jù)信息中心機(jī)房的設(shè)備部署情況，對(duì)空調(diào)送風(fēng)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行了管道下送風(fēng)改造，對(duì)改造方案進(jìn)行了描述。通過(guò)兩種方式下空調(diào)的耗電量比較，對(duì)改造的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了分析，為降低機(jī)房能耗開辟了一個(gè)途徑。

信息中心機(jī)房；空調(diào)系統(tǒng)；下送風(fēng)；管道下送風(fēng)

1　引言

信息中心機(jī)房是醫(yī)院信息系統(tǒng)的核心所在，也是醫(yī)院的一個(gè)耗能大戶，為了節(jié)約能源，就要從耗能大戶下手。機(jī)房的能耗一般有50%由空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生，因此，降低空調(diào)能耗也是實(shí)現(xiàn)綠色機(jī)房的一個(gè)重要途徑。機(jī)柜下送風(fēng)制冷一般是用于大型IDC（Internet Data Center）機(jī)房的一種高大上的送風(fēng)制冷方案，它投資高，建設(shè)難度大，但送風(fēng)效率高，節(jié)能效果好。目前，在國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)上沒(méi)有看到中小型機(jī)房使用該方案，在我院信息機(jī)房的建設(shè)中，創(chuàng)新性地利用簡(jiǎn)單工藝實(shí)現(xiàn)了機(jī)柜下送風(fēng)制冷，并經(jīng)過(guò)1年多的應(yīng)用實(shí)踐，效果良好，節(jié)能顯著。

2　原設(shè)計(jì)送風(fēng)方案

我院信息中心機(jī)房是市民生工程——市人民醫(yī)院改擴(kuò)建一期工程的1個(gè)子項(xiàng)目，設(shè)計(jì)面積150m2，有機(jī)柜24臺(tái)（一期使用了12臺(tái)）；分兩排前門朝同一方向，每一排分兩組，組間距1200mm，排間距1200mm，使用兩臺(tái)精密空調(diào)制冷，原空調(diào)送風(fēng)方案是地板下送風(fēng)。每個(gè)機(jī)柜前面都有一塊通風(fēng)地板，空調(diào)系統(tǒng)送出的冷風(fēng)通過(guò)地板下的空間，經(jīng)通風(fēng)地板吹向地板上，使機(jī)柜前面的環(huán)境溫度變低，機(jī)柜采用前后網(wǎng)孔門，負(fù)載散熱是利用負(fù)載自身的風(fēng)扇將環(huán)境的冷氣吸入，再排出熱氣，完成熱交換。即通常所說(shuō)的“先冷環(huán)境，后冷設(shè)備”。

3　送風(fēng)方案的調(diào)整

考慮到一期工程只使用12臺(tái)機(jī)柜，如果按原設(shè)計(jì)方案制冷，維持機(jī)房環(huán)境溫度將消耗掉空調(diào)的相當(dāng)制冷量。為了節(jié)約能源，將空調(diào)的下出風(fēng)口和機(jī)柜的下進(jìn)風(fēng)口在地板下用管道連接起來(lái)，使空調(diào)出來(lái)的冷風(fēng)直接經(jīng)過(guò)管道到達(dá)機(jī)柜內(nèi)的設(shè)備，免去了先冷卻環(huán)境再冷卻設(shè)備的過(guò)程；同時(shí)所有的冷氣都是通過(guò)設(shè)備才進(jìn)入循環(huán)的，實(shí)現(xiàn)了冷熱通道的完全隔離，有效地避免了冷熱空氣混流，明顯提高了空調(diào)的利用率。也就是“先冷設(shè)備，后冷環(huán)境”。

4　改造過(guò)程

為了能實(shí)現(xiàn)這一送風(fēng)方案，我們對(duì)機(jī)房進(jìn)行以下改造。

1）在機(jī)房的地板下制作了風(fēng)管，為了充分利用地板下空間，我們?cè)O(shè)計(jì)的風(fēng)管截面為長(zhǎng)方形，凈截面積550×350mm2，風(fēng)管外面都使用了25mm厚保溫板進(jìn)行保溫，每臺(tái)空調(diào)的出風(fēng)口處制作變徑導(dǎo)風(fēng)管和止回閥，主風(fēng)道上安裝節(jié)流閥；每個(gè)機(jī)柜進(jìn)風(fēng)口的截面積為400×300mm2，機(jī)柜門關(guān)上后前部導(dǎo)風(fēng)截面積為450×150mm2，保證進(jìn)入機(jī)柜上部設(shè)備能有充分的風(fēng)量來(lái)制冷。

2）在主干風(fēng)管的關(guān)鍵管段安置了節(jié)流閥，用于控制兩排機(jī)柜的總進(jìn)風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)均衡送風(fēng)，避免了前排機(jī)柜風(fēng)量過(guò)大而后排風(fēng)量又太小的情況。

3）為了節(jié)約投資，出風(fēng)口和機(jī)柜之間使用帆布軟連接，軟連接同時(shí)可以控制出風(fēng)口的大小，達(dá)到平衡調(diào)節(jié)風(fēng)量的作用，實(shí)現(xiàn)精確送風(fēng)；另一個(gè)好處就是風(fēng)管出風(fēng)口和機(jī)柜進(jìn)風(fēng)口即使有一些小一點(diǎn)的位置偏差也能簡(jiǎn)單連接上，沒(méi)有啟用的機(jī)柜將出風(fēng)口關(guān)掉就可以了。

4）將機(jī)柜的前網(wǎng)孔門調(diào)整為透明玻璃門，既實(shí)現(xiàn)了密封作用又容易觀察內(nèi)部設(shè)備運(yùn)行情況，避免了在機(jī)柜前部做導(dǎo)風(fēng)管。

5）將機(jī)柜內(nèi)沒(méi)有設(shè)備的單元用冷熱空氣隔離擋板（俗稱盲板）進(jìn)行隔離，進(jìn)入機(jī)柜的冷風(fēng)只能通過(guò)機(jī)柜內(nèi)設(shè)備自己的風(fēng)道吹向機(jī)柜后部，避免冷空氣直接進(jìn)入機(jī)柜后部浪費(fèi)能源；同時(shí)整個(gè)機(jī)柜陣列顯得整齊劃一。

6）將兩排機(jī)柜的同向排列改為相對(duì)排列，即前排機(jī)柜面板在前，后排機(jī)柜面板在后，這樣形成背對(duì)背排列方式，使得機(jī)房?jī)?nèi)的氣流相對(duì)穩(wěn)定。

5　使用管道下送風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)

1）先給設(shè)備降溫，且效果明顯。從空調(diào)出來(lái)的冷氣，直接通過(guò)管道進(jìn)入機(jī)柜的設(shè)備，對(duì)設(shè)備降溫效果明顯好于環(huán)境中的冷氣。

2）可延長(zhǎng)送風(fēng)距離，適用于各種機(jī)房條件。因?yàn)槔錃獗皇`在管道中，相對(duì)于開放冷道，送風(fēng)距離不敏感，可以輕松延長(zhǎng)送風(fēng)距離。

3）可根據(jù)需要自由取風(fēng)，更適用于散熱量不同的機(jī)柜統(tǒng)一排列。對(duì)散熱量大的機(jī)柜，可以在主管道上開大一些的開口，以取得更多的冷氣，因?yàn)殚_口在地板下，連接到機(jī)柜內(nèi)，所以從外表看不出來(lái)，不影響機(jī)柜的排列，能保持機(jī)柜排列的整齊劃一。

4）施工簡(jiǎn)單，可靠性高。整個(gè)工程不需要對(duì)機(jī)房結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，僅僅是在地板的下方增加一套保溫風(fēng)管，風(fēng)管在機(jī)柜下面用帆布軟管連到機(jī)柜內(nèi)并固定。

6　實(shí)際效果

由于機(jī)房使用負(fù)載較少，為了更好地降低能耗，將機(jī)柜出風(fēng)口溫度調(diào)節(jié)為不高于25℃。原來(lái)方案中，由于要先降環(huán)境溫度，為了使機(jī)柜出風(fēng)口溫度保持在25℃，空調(diào)出口溫度至少要保持在21℃，才能滿足大部分機(jī)柜出口溫度要求；新方案中，空調(diào)冷風(fēng)直供機(jī)柜，為了機(jī)柜出口溫度在25℃只要使空調(diào)出口溫度為23℃即可。通過(guò)將機(jī)柜前門打開，模擬普通機(jī)柜下送風(fēng)方案來(lái)和改造方案比較，在控制機(jī)柜負(fù)載出風(fēng)口溫度保持一致的情況下，空調(diào)在兩種方案中的電流曲線如圖1所示：

圖1　模擬地板下送風(fēng)時(shí)的空調(diào)電流曲線圖

圖2　管道送風(fēng)時(shí)的空調(diào)電流曲線圖

從圖中比較可以直觀看出，使用管道送風(fēng)時(shí)空調(diào)的耗電量要比地板下送風(fēng)方式節(jié)省1/5左右；通過(guò)對(duì)圖表中的數(shù)字進(jìn)行定量分析，三相電流分別有7.86h（近1/3天時(shí)間）的電流減少到9A以下。利用電功的計(jì)算公式W=UIt，得出圖1中1天的總耗電量為206.384kW·h，圖2中1天的總耗電量為267.992 kW·h，相差61 kW·h，節(jié)電22.76%。

從比較可以看出，改造后的方案比改造前每天節(jié)電61 kW·h，不考慮季節(jié)因素，每年節(jié)電22265 kW·h，按本地非居民生活用電每度電0.8512元計(jì)，每年可節(jié)省電費(fèi)18951.97元。按照本工程實(shí)際造價(jià)18000元計(jì)1年即可收回投資，經(jīng)濟(jì)效益明顯。該技術(shù)沒(méi)有添置復(fù)雜的運(yùn)行設(shè)備，不影響機(jī)房的裝修風(fēng)格，安全可靠，使用簡(jiǎn)單，無(wú)需維護(hù)，同時(shí)也符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的長(zhǎng)期戰(zhàn)略要求，值得大力推廣。

7　結(jié)束語(yǔ)

國(guó)內(nèi)外高端的大型機(jī)房普遍采用管道下送風(fēng)設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)也有一些企業(yè)的大型機(jī)房逐漸采用管道下送風(fēng)設(shè)計(jì)，管道下送風(fēng)對(duì)發(fā)熱量大的機(jī)房制冷效率高，因?yàn)樗恰跋壤湓O(shè)備，再冷環(huán)境”，能夠提高空調(diào)系統(tǒng)的利用效率，而且風(fēng)口調(diào)節(jié)更靈活多樣。一般機(jī)房從安全管理角度出發(fā)，不贊成采用開放式機(jī)柜，這種情況下管道下送風(fēng)方式是更好的選擇。在業(yè)務(wù)發(fā)展迅速的地區(qū)，未來(lái)機(jī)柜用電量越來(lái)越大，高密度的服務(wù)器將漸成主流，空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不能簡(jiǎn)單地按照一般電信機(jī)房的規(guī)范，而要在可能的條件下考慮以管道下送風(fēng)方式為主，以取得最佳的制冷效果。

【1】顏雨春，周典，朱啟星.數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)與管理［M］.安徽科學(xué)技術(shù)出版社，2010：461-462.

【2】陳峰，馬艷萍.網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房涉及與管理［M］.化學(xué)工業(yè)出版社，2008：94-130.

【3】傅烈虎，曹播.某機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改進(jìn)實(shí)踐分析［J］.智能建筑與城市信息.2011，（4）：48-52.

【4】程玉寶，陸繼康，邱建斌.小型計(jì)算機(jī)房精密空調(diào)回風(fēng)路徑改造實(shí)例［J］.智能建筑與城市信息.2010，（7）：23-26.

【5】李雄文.機(jī)房空調(diào)合理安裝與控制對(duì)散熱及節(jié)能的影響分析［J］.通信電源技術(shù)，2007，（6）：104-106.

Hospital Information Center Computer Room Air Distribution Modifi cation

information center computer room； air conditioning system； under floor air supply； under floor air supply by pipeline

【 Abstract】 According to the information center computer room equipment deployment situation， modification of structure of air conditioning air supply system. The retrofit scheme is described. Through the comparison of two mode power consumption of the air conditioning， the economical efficiency of the transformation are analyzed. Provides a way to reduce the energy consumption of room.