一种机房水冷空调节能系统的设计方案

2013-05-11左华红陈执

中国科技信息 2013年24期

左华红陈执

湖北省烟草公司荆州市公司，湖北荆州 434000

1 概述

计算机机房是现代企业必不可少的IT基础设施之一，也是耗电大户。近几年来，随着信息技术的普及，计算机机房的IT设备数量增长加速，同时，电力价格持续上涨并且供应越来越紧张，计算机机房面临不断扩容的压力和不断增长的电能消耗。从目前国内外的研究数据看，在计算机机房中制冷比服务器本身运行更耗电，当服务器成倍增加的时候，配套用电量将呈指数级上升。计算机房的运营成本主要是电耗成本，在保证机房中设备正常运行的同时降低电能消耗是今后要实现的目标。

2 设计思想

由于计算机机房的特殊性，空调必须24小时开机，而在湖北的冬季，大部分时间室外温度远低于机房室内温度，但在目前情况下，空调室外机还在工作，对循环水进行制冷，造成不必要的能耗。针对这种现象，通过对空调室外机进行改造，设计控制电路，对机房流出的循环水进行自然冷却，使空调在冬季减少开机时间，能有效地降低电能消耗。

同时，为避免停电后，空调停止运行，造成机房温度迅速升高，对设备的正常使用造成影响，改造还包括在室外机出水口加装储水装置，储存冷水，以保证在停电时减缓机房温度上升。

3 系统设计

系统主要包括水冷散热系统、单片机控制系统和温度监测系统三个部分，其中水冷散热系统主要由散热管道、电磁阀门、储水补水箱和水压表组成。系统结构如图1所示。

4 系统模块设计

4.1 散热管道的改造

为了保证整个散热循环水管网的安全性，保留原循环水管网系统。在储水补水箱进口前串接由截止阀和电磁阀组成的管路。同时，在该管路上并联一路由截止阀、电磁阀和风冷系统组成的节能管路。正常工作时，开启截止阀Y1、截止阀Y2，关闭截止阀Y3。电磁阀YV1、电磁阀YV2由执行控制单元控制。如遇特殊情况，关闭Y1、Y2,开启Y3，将系统恢复到改造前的状况。散热管道如图2所示。

图2 散热管道示意图

4.2 单片机控制系统的设计

本控制系统是以MCS-51系列最新AT89C52单片机为控制中心，组成了一个结构优化的控制系统，接受并处理由现场传输来的温度、压力信号，通过换算和逻辑判断，控制电磁阀和接触器的通断，从而控制循环水的流向。同时，控制执行单元与机房内计算机通过RS485或网络连接，以达到计算机监控现场温度和压力，选择循环管网的通路。如果环境温度高于室内温度一定数量，启动原系统自动控制；相反，如果环境温度低于室内温度一定数量，启动自然冷却系统工作，停止原系统的冷却。控制系统电路如图3所示。

图3 控制系统电路图

4.3 温度监测系统的设计

本系统主要由SDA-T1式温度变送器，AT89C52单片机，TLC1549串行A/D转换器，128*64DOTS液晶显示屏，完整的PC机组成。SDA-T1式温度变送器采集当前温度，再通过变送器将温度信号传送到A/D转换器将温度转换为数字量，与此同时将温度显示在128*64DOTS液晶显示屏。在单片机的控制下，A/D转换的结果被单片机读入，并且进行运算与处理，一方面送到液晶屏显示器显示，另一方面，由运算后的结果确定对散热管道中电磁阀的控制。监测电路图如图4所示。