通信機房專用空調自適應節(jié)能監(jiān)控技術（一）

　　一、摘要：

　　作為通信網絡能源節(jié)能技術的重要內容，通信機房專用空調自適應控制恒溫恒濕節(jié)能監(jiān)控技術（以下稱自適應節(jié)能技術）是十分有效的。凡是使用專用空調的機房，而且機房內的顯熱量形成熱島效應，采用自適應節(jié)能技術，既可以使機房內的溫濕度差值減小，而且可以控制在目標值范圍內（23℃±2℃，40%-70%，詳見GF014-95通信機房環(huán)境條件）又可以使節(jié)電率達20%左右。該技術安裝簡便，使用方便，一般平均一臺專用空調投資1。4萬元，對3萬多大卡的空調，每年可節(jié)電費約1萬元人民幣，可在一年半收回投資。在近三年多的時間內，我們已經在30多個機房內對200多臺專用空調實現(xiàn)了自適應節(jié)能控制，效果良好。上海電信有1200臺專用空調機，其節(jié)能前景是十分寬廣的。

　　二、機房專用空調在使用中存在的問題：

　　1、只利用本空調機回風口傳感器作為數據采樣參考點，無法監(jiān)測整個機房內的真實環(huán)境溫濕度，數據準確性不夠。

　　2、專用空調有智能功能，但是在運行中，有時會出現(xiàn)一臺空調加濕，另一臺除濕；有一臺在制冷，另一臺在加熱的不合理現(xiàn)象。造成不必要的浪費，空調使用效率不高。

　　3、由于機房機架排列、建筑結構、線纜走向等客觀因素，空調機組的氣流組織缺乏優(yōu)化處理，造成溫差大，使用不合理，加大能耗，影響空調的使用壽命。

　　三、自適應節(jié)能技術的特點

　　1、改變——原來的空調設置數據“手動設定”，為節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)“自動設定”，提高專用空調的控制能力。

　　2、改變——原來每臺專用空調的一個回風口溫濕度監(jiān)測點，為整個機房平面實時監(jiān)測，提高溫濕度動態(tài)數據的監(jiān)測精度。

　　3、改變——原來每臺專用空調“單兵作戰(zhàn)”方式，為整個機房專用空調機組群“團隊作戰(zhàn)”形式，提高機組的工作效率。

　　四、自適應節(jié)能系統(tǒng)的核心技術：

　　1、模糊控制技術：自動跟蹤晝夜、季節(jié)、地區(qū)、機房內區(qū)域環(huán)境溫濕度值的變化。準確計算通信機房各“區(qū)域”與外部環(huán)境溫濕度值之間的關系。

　　2、PID技術：動態(tài)調整空調的設定溫度、濕度、修正值等參數，根據空調設備的實時運行狀況，配以智能化的控制算法軟件，優(yōu)化壓縮機運行周期，平衡空調設備供冷量與目標溫濕度值之間的關系。

　　3、計算機溫度場模擬技術：根據機房不同的工況條件、空調冷量分布、風量擴張循環(huán)等綜合數據，提高優(yōu)化冷量利用效率，排列出空調優(yōu)先資格順序，達到冷量效率最大化。精確控制“N+1”“N+0”、“N-1”等臺空調數量的開啟與關閉，使空調始終處于最佳工作狀態(tài)，有效實現(xiàn)了機房整體環(huán)境的恒溫恒濕，提高通信設備的環(huán)境安全、節(jié)約空調能源消耗、延長空調機組的使用壽命。

　　五、節(jié)約能源的主要途徑

　　1、利用大自然環(huán)境溫濕度的變化——是節(jié)約能源的途徑之一

　　大自然的環(huán)境溫濕度，晝夜、季節(jié)、地區(qū)都在變化，而通信機房發(fā)熱量是不變的，充分利用大自然冷熱對機房熱輻射效應的變化，自動改變空調合理運行所應有的溫度和濕度設置值，減少壓縮機工作時間，控制空調的總制冷量輸出，做到“按需制冷、供冷”,節(jié)約空調的耗電量。準確統(tǒng)計數據顯示，在上海地區(qū)夏季的空調用電量一般要比冬季高出約40%左右。采用自適應節(jié)能技術，通過精確控制把大自然溫度變化的能量轉化為空調可節(jié)約的電量部分，這是人工控制做不到的。

　　通信機房的空調數量或者說冷量（大卡）的配置值n臺數，在機房設計時就已經充分考慮到了。其主要的“冷量峰值”是夏季高溫季節(jié)的最高溫度時段，如午后太陽西曬時，也就是說空調的制冷大卡量是滿足夏季最高溫度時對通信設備的冷卻標準。加上1臺備用空調機組（即n+1臺）大部分時間也會投入使用，因此隨著晝夜、季節(jié)、地區(qū)的溫度變化，空調制冷富余量幾乎永遠存在，只是大小差異而已。見如下示意圖；

　　我們通常講的采用自適應技術平均節(jié)電率20%是指一年的平均節(jié)電率。由外部環(huán)境溫度的變化而產生的空調富余量直接影響節(jié)電率或者說節(jié)電度數的絕對值。不同機房的工況環(huán)境條件與節(jié)電率大小也是有密切關系的。