机房节能减排技术分析及应用分析

摘 要：做好节能减排工作已被各大运营商提到一个十分重要的高度，而如何做好通信机房的节能减排工作将是一个关键因素。本文主要通过介绍目前通信机房主要的节能减排技术，结合目前机房运营的实际情况，对其应用前景进行分析。

关键词：通信机房；节能减排；空调

中图分类号：TE08 文献标识码：A

据统计，我国通信业每年耗电量大约为200多亿度，且后续压力大。主要体现在以下几方面：（1）基础设施建设加速，伴随着能耗的急剧增加；（2）数据业务形态层出不穷，对网络带来更大压力；（3）节能减排目标提高，新增二氧化碳、氨氮、氮氧化物等约束性的控制指标；（4）政府承诺到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放要比2005年下降40%～45%，节能减排压力巨大。因此，通信运营商在节能减排方面势必任重而道远。

1机房节能减排关键因素

通过对机房的耗电分析，笔者认为要在机房实施节能减排措施，需要从以下三方面入手。

1.1 网络设备节能

网络设备节能是机房节能的基础，采用低能耗主设备是最重要的机房节能措施。根据统计，设备每节约1W电能，可使整个系统节约用电超过2.5W。所以采用新型节能的网络设备将在网络运营中节约大量的能耗，这也必须各专业来共同协调努力，来推进节能减排工作。本文不作重点介绍。

1.2 空调设备节能

通信机房由于需要保持相对稳定的温度和湿度，必须配置相应的空调设备，以保证网络设备的正常运行。根据统计，机房内空调用电量占机房总用电量的45%以上，而采用高能效比空调设备是空调节能的关键。

1.3 供电设备节能

通信供电系统包括交流供电系统、直流供电系统等等，如何做好供电系统节能是机房节能不可缺的要素，而采用高效率的供电系统设备，提高系统工作效率，是供电系统节能关键要素。

2 空调设备节能减排技术

2.1 空调智能通风

空调智能通风技术，即新风空调一体机、新风水帘，指当外界温度下降到能够满足室内热负荷要求时，通过微处理控制器使压缩机停止工作，并自动开启电动排气闸，引入外部冷空气进行室内环境温度的控制，以达到设计要求。此时，蒸发器风扇工作，压缩机及冷凝器风扇处于停止工作状态。因此，大大节省了能源。

2.2 空调精确送风

目前机房空调主要有两种送风方式：上送风、下送风。而传统的上送风方式主要为“先冷却环境，再冷却设备”，这种送风方式存在先天的缺陷，容易形成二次热源和气流组织短路现象。

随着设备的功率密度越来越高，原有的粗犷式气流组织已经难以满足设备冷却的需求。上送风机房机柜精确送风技术是针对上送风机房供热效率低的问题而提出的一种节能降耗解决方案，其原理是通过改造送风通道，形成全封闭的冷风管道，将空调冷风直接输送到每个机柜，利用空调调整送风的温度和风压，在每个机柜建立风道有针对性地送风，对机柜内设备进行冷却散热的技术。精确送风技术是典型的“先冷却设备，再冷却环境”的技术，该技术可为网络运营空调方面节电20%-35%。

2.3 机房升温+蓄电池恒温柜

基站内需要冷却的对象主要是通信主设备、蓄电池、开关电源等，目前基站内部温度设定在25℃左右（主要考虑到电池的工作温度），其他设备环境要求温度可以提高到30℃ 甚至更高。

采用蓄电池恒温柜为蓄电池提供一个适宜的局部温度环境后，机房温度主要是考虑主设备区域，至少可以设置到30℃，然后根据运行情况和需求逐步升高到35℃，从而减少空调运行时间，延长空调使用寿命，降低能耗（总平均节电率可达28%）和空调运营成本。

2.4 空调添加剂

空调设备经过长时间运行，会产生油泡，油泡不载冷，降低了系统热传递效率，会产生大量沉积油膜，导热性能降低，磨损越来越严重，从而降低密封效果，耗电量增大。

空调添加剂主要包含表层活化剂、抗磨剂、调节剂、防腐剂、氧化抑制剂等，其中表层活化剂抑制油泡、清除油膜；抗磨剂、调节剂可以改善空调制冷剂循环系统的抗磨损性能；防腐剂、氧化抑制剂可以防腐蚀、抗氧化。

3 供电设备节能减排技术

3.1 开关电源休眠技术

开关电源的输入功率（即耗电）经过开关电源之后分成三部分组成：空载损耗、带载损耗、输出功率。其中输出功率是无法改变的，而开关电源休眠技术目的是通过降低让整流模块工作在高效区，从而降低空载损耗和带载损耗。

3.2 240V高压直流供电

现时IT设备（计算机及其外设）机内电源普遍采用高频开关电源技术。在市电的入口处都有一个整流桥电路，交流电压通过整流桥，变成直流电压。也就是说，IT设备内部最终提供到元器件的都是直流电源，所以实际上可以直接使用直流电源输出到原来的交流入口处直接接入设备供电，而不必对原设备进行任何改动。从电子电路原理上分析，只要在设备电源的交流输入端没有串联电容或电感式电感线圈的隔离，都可以通过直流电。正基于这个原理，现时的大部分IT设备是可以采用电压等级的直流电源（DC240V）替代交流电源（AC220V）供电进行工作的。

240V高压直流供电系统较传统UPS电源体现出多方面的优势：（1）由于采用直流供电，可靠性高；（2）无需逆变，谐波含量低，线损低，工作效率高；（3）热插拔，模块化设计，可维护性好；（4）投资少，经济性好。

3.3 模块化UPS

模塊化UPS在功率器件技术和制造工艺方面继承了传统UPS技术发展的成果，但在系统架构方面，以多模块并联为基础，不仅实现了系统模块的热插拔，而且更好地处理了系统模块独立运作、相互协作和平稳转换的关系。

4通信运营企业节能减排应用建议

空调设备节能方面，无线基站可积极推进机房升温+蓄电池恒温柜技术，而对于发热量较大的计算机/IDC机房可采用空调精确送风技术，而空调添加剂、智能通风（新风空调一体机、新风水帘）技术可以部分机房进行试点。

供电设备节能方面，可以大力推广开关电源休眠技术，采购整流模块具有休眠功能的直流供电系统，在新建的计算机/IDC机房积极采用240V高压直流供电系统，对于需要改造更新的UPS系统采用模块化UPS系统。

参考文献

[1]YD/T 2378-2011，中华人民共和国通信行业标准《通信用240V直流供电系统》[S].

[2]YD/T 2165-2010，中华人民共和国通信行业标准《通信用模块化不间断电源》[S].