左華紅 陳執(zhí)

湖北省煙草公司荊州市公司，湖北 荊州 434000

1 概述

計(jì)算機(jī)機(jī)房是現(xiàn)代企業(yè)必不可少的IT基礎(chǔ)設(shè)施之一，也是耗電大戶。近幾年來，隨著信息技術(shù)的普及，計(jì)算機(jī)機(jī)房的IT設(shè)備數(shù)量增長加速，同時(shí)，電力價(jià)格持續(xù)上漲并且供應(yīng)越來越緊張，計(jì)算機(jī)機(jī)房面臨不斷擴(kuò)容的壓力和不斷增長的電能消耗。從目前國內(nèi)外的研究數(shù)據(jù)看，在計(jì)算機(jī)機(jī)房中制冷比服務(wù)器本身運(yùn)行更耗電，當(dāng)服務(wù)器成倍增加的時(shí)候，配套用電量將呈指數(shù)級上升。計(jì)算機(jī)房的運(yùn)營成本主要是電耗成本，在保證機(jī)房中設(shè)備正常運(yùn)行的同時(shí)降低電能消耗是今后要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。

2 設(shè)計(jì)思想

由于計(jì)算機(jī)機(jī)房的特殊性，空調(diào)必須24小時(shí)開機(jī)，而在湖北的冬季，大部分時(shí)間室外溫度遠(yuǎn)低于機(jī)房室內(nèi)溫度，但在目前情況下，空調(diào)室外機(jī)還在工作，對循環(huán)水進(jìn)行制冷，造成不必要的能耗。針對這種現(xiàn)象，通過對空調(diào)室外機(jī)進(jìn)行改造，設(shè)計(jì)控制電路，對機(jī)房流出的循環(huán)水進(jìn)行自然冷卻，使空調(diào)在冬季減少開機(jī)時(shí)間，能有效地降低電能消耗。

同時(shí)，為避免停電后，空調(diào)停止運(yùn)行，造成機(jī)房溫度迅速升高，對設(shè)備的正常使用造成影響，改造還包括在室外機(jī)出水口加裝儲水裝置，儲存冷水，以保證在停電時(shí)減緩機(jī)房溫度上升。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要包括水冷散熱系統(tǒng)、單片機(jī)控制系統(tǒng)和溫度監(jiān)測系統(tǒng)三個部分，其中水冷散熱系統(tǒng)主要由散熱管道、電磁閥門、儲水補(bǔ)水箱和水壓表組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

4 系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

4.1 散熱管道的改造

為了保證整個散熱循環(huán)水管網(wǎng)的安全性，保留原循環(huán)水管網(wǎng)系統(tǒng)。在儲水補(bǔ)水箱進(jìn)口前串接由截止閥和電磁閥組成的管路。同時(shí)，在該管路上并聯(lián)一路由截止閥、電磁閥和風(fēng)冷系統(tǒng)組成的節(jié)能管路。正常工作時(shí)，開啟截止閥Y1、截止閥Y2，關(guān)閉截止閥Y3。電磁閥YV1、電磁閥YV2由執(zhí)行控制單元控制。如遇特殊情況，關(guān)閉Y1、Y2,開啟Y3，將系統(tǒng)恢復(fù)到改造前的狀況。散熱管道如圖2所示。

圖2 散熱管道示意圖

4.2 單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本控制系統(tǒng)是以MCS-51系列最新AT89C52單片機(jī)為控制中心，組成了一個結(jié)構(gòu)優(yōu)化的控制系統(tǒng)，接受并處理由現(xiàn)場傳輸來的溫度、壓力信號，通過換算和邏輯判斷，控制電磁閥和接觸器的通斷，從而控制循環(huán)水的流向。同時(shí)，控制執(zhí)行單元與機(jī)房內(nèi)計(jì)算機(jī)通過RS485或網(wǎng)絡(luò)連接，以達(dá)到計(jì)算機(jī)監(jiān)控現(xiàn)場溫度和壓力，選擇循環(huán)管網(wǎng)的通路。如果環(huán)境溫度高于室內(nèi)溫度一定數(shù)量，啟動原系統(tǒng)自動控制；相反，如果環(huán)境溫度低于室內(nèi)溫度一定數(shù)量，啟動自然冷卻系統(tǒng)工作，停止原系統(tǒng)的冷卻。控制系統(tǒng)電路如圖3所示。

圖3 控制系統(tǒng)電路圖

4.3 溫度監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)主要由SDA-T1式溫度變送器，AT89C52單片機(jī)，TLC1549串行A/D轉(zhuǎn)換器，128*64DOTS液晶顯示屏，完整的PC機(jī)組成。SDA-T1式溫度變送器采集當(dāng)前溫度，再通過變送器將溫度信號傳送到A/D轉(zhuǎn)換器將溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，與此同時(shí)將溫度顯示在128*64DOTS液晶顯示屏。在單片機(jī)的控制下，A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果被單片機(jī)讀入，并且進(jìn)行運(yùn)算與處理，一方面送到液晶屏顯示器顯示，另一方面，由運(yùn)算后的結(jié)果確定對散熱管道中電磁閥的控制。監(jiān)測電路圖如圖4所示。

圖4 溫度監(jiān)測系統(tǒng)電路圖

4.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)主要是由C語言來編寫程序，實(shí)現(xiàn)了溫度的采集，監(jiān)測，LCD液晶顯示屏的文字顯示以及串行A/D的轉(zhuǎn)換，和電磁閥的控制，保證了機(jī)房內(nèi)部溫度及回水溫度的平衡，一定程度達(dá)到了節(jié)能控制的目的。

5 結(jié)束語

該系統(tǒng)在我中心計(jì)算機(jī)機(jī)房安裝后運(yùn)行正常，在降低了能耗的同時(shí)，減少了維護(hù)量，有效地降低了計(jì)算機(jī)機(jī)房的運(yùn)營成本。

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