DETA蓄电池通信机房节能降耗研究

伴随着通信行业以迅猛之势发展以及云计算产业兴起，各类通信机房的数量，还有规模，持续不断地在扩大。机房所消耗的电量，在社会总用电量当中所占的比重，持续不断地增大，能耗方面的问题，变得日益突出起来。在节能减排的国际以及国内这种大背景之下，工信部还出台了针对通信机房节能降耗的各项政策，还有文件，要求通信企业逐渐淘汰高能耗设备。各个通信企业，也都把机房能耗管理当作一项重点工作，去推进绿色机房建设。

本文依据通信企业通信机房的特性，剖析与探究机房系统构成的几个关键部分，即建筑设计与布局、空调技术以及机房软件管理，同时融合国际与国内针对通信机房节能降耗的研究成果，踊跃钻研新技术及理念，为机房节能降耗寻觅多种解决办法。

关键词：通信；通信机房；节能降耗；

研究背景

对《联合国气候变化框架公约》以及《京都议定书》而言，我国算是缔约国。在2005年的时候，《中华人民共和国可再生能源法》被颁布出来了。身为一个负有责任的大国，我国向世界庄重地做出承诺：处于2020年时，清洁能源在一次能源消费总量里所占的比重需要上升到15%以上；到了2030年，该比重得上升至20%以上。在2020年，单位国内生产总值温室气体排放量要降低到2005年的60%以上；2030年时，这一氧化碳排放比重得降低到40%以上。

通信行业节能减排要求

通信行业并非传统概念里的高耗能产业，然而，通信行业因信息时代迅猛发展，规模持续扩张，在能源能耗方面已不可轻视。

在最近的10年期间，我国通信领域的发展态势异常迅猛，数据网络成功实现了从2G到5G的重大变革。紧接着，各地的数据中心机房数量呈现出成倍增长的态势。就如同图1-1所展示的那样，依据国家工信部以及统计局的相关数据，我国目前拥有的各类型基站数量已然达到500多万个，各类型的数据机房数量同样也已经突破了50万个。^[1]这么大的规模的数据中心，它的耗电量十分惊人，经过测算它的总耗电量等同于一个三峡大坝全年的发电量，电量在全社会总用电量里占比达到1.5%。随着云计算数据中心规模不断扩张，它的总能耗肯定会成倍增长。

图1 国内基站数量图

通信机房节能发展情况

在那些发达的国家里，机房节电减耗这一工作已然变成一项日常性工作，进而进入到电信运营商的管理运营范畴里头。相关的企业于挑选电信服务商之际，会将服务商设备具备的环保能力当作一项考核方面的指标。欧盟等一些国家的电信运营商也已然开启了以推动节能并降低消耗作为目的的温室气体减排计划。

在国内，电信公司有相应行为之举，联通公司有相应行为之举，移动公司同样有相应行为之举，于中心机房节能降耗方面已然有所行动，中国电信公司这点上，在企业内部作了专门设置，成立了部门，此部门职责专为节能减排及节能技术研究改造、攻关，并且，在十余个省份开展了节能技术试点，另外，由中国电信负责组织并编写的《中国电信节能技术应用蓝皮书》，早在2009年就业已发布。中国联合网络通信集团有限公司，依据自身历经多年的运行经验，从中心机房、枢纽机房以及基站机房这三个方面着手，按照各自的运行特征，编撰了企业内部施行的《节能减排管理办法》以及《绿色机房建设标准和规范》。^[2]透过在各个省份开展的试点工作，对各单位加以督促，责令其依据企业提出的要求，达成绿色机房的改造以及建设任务。

通信机房节能降耗技术对比分析

建筑节能

建筑节能着重是从机房建设的规划设计这个层面着手，自打进入建设时期就将机房节能降耗的理念同建筑节能融合起来。通信机房于设计的阶段按照气候特性应当遵循下面这几个原则：

（1）在无人值守机房的设计中，机房内应尽量不设窗户。

在机房楼出入口的地方，应当设计具备保温隔热功能的设施，鉴于冬季寒冷的状况，机房楼的大门需要安装诸如热风幕或者风斗之类的设备。^[3]。

（3）机房楼应设计合理的空调外机安装平台。

（4）机房楼的建筑墙体应采用新型建筑材料。

设计机房布局时，要多考量采用模块化布局，同时要留意规划的合理性，进行统筹安排，给日后机房扩容留出预留量，机房电源设备放置位置要顾及用电设备用电半径，故而适合把电源设备置于用电负荷中心位置，如此能有效缩短供电半径，减少线缆使用量，降低线路损耗，同样针对空调系统，内机要放在机柜气流有效流动位置，并且要距离外机较近，缩减冷气管通路长度 。外机放置也应该尽量靠近内机，同时应合理排放，避免阳光直射^[4]。

对机柜排列间距而言，需科学且合理。若机架成行排列且一行的_length超过_6米，那么机架的两端要设通道出口；要是整行机架_length超过_15米，除两端预留通道出口，在整行机架中间也要留出通道出口。而且中间所留出的通道出口_width应大于_1米，条件受限之时_width可为_0.8米。空调内机安装之际_ inner machine position应与设备机架之间_within a distance of_保持_ an interval of_1.2米以上距离。空调内机与机架列头配电柜 distance应大于_1.5米。如此这般布置有益于机柜内通信设备的拆装、维护。同时能保证设备运转安全^[5]。

机柜排列需考虑气流组织优化，对空调气流做气流组织优化能够提高空调冷风利用率，还能避免机房局部位置冷热不均，还要考虑机柜朝向问题。机柜内设备通常都自带散热风扇，且多数设备是向后排风。要是机柜排列都朝向同一方向，那么前排机柜排出的热风会被后排机柜吸入，致使散热效果降低。^[6]所以，两排机柜间的排列方式，应当采用正面相对，或者是背面相对的形式。当机柜排列依据冷热分区来进行时，机房内的气流组织便能够实现有效循环，其具体路径大概是：首先是空调机冷气出风口，接着到冷风通道地板送风口，再到冷风通道进风口，然后到达热区通道出风口，最后则是空调回风口。

^[7]。

空调节能

当下阶段，占据主导地位的空调进行专门研发技术，主要聚焦于乙二醇具备节能特性的空调机组，以及拥有专用智能功能的空调机组之上。

乙二醇节能空调机组，用乙二醇换掉了传统的制冷剂，通过水泵循环制冷剂，取代了传统的压缩机 。^[8]由于采用了水泵替代原有的压缩机，所以空调能耗大幅降低，进而减少了系统的耗电量，预计节能效果能够达到20%左右。

智能空调机组技术采用微电脑控制，借助布置在机房内的温度、湿度等环境变量传感器，精准地描绘出机房环境的改变，运用预设的程序与算法，全面统筹协调多台空调机组共同运行，达成了空调机组的制冷、加湿、除湿等一系列操作。^[9]。通过能效管理的方式，降低空调能耗，达到节能降耗的目的。

机房综合管理节能

以软件管理的办法来开展系统化采集以及管理，对每一台设备的运行予以监控，促使能耗管理能力朝着更精细化的方向发展。此类系统实际上是集中监控系统的一种。该系统借助传感器与处理器，能够达成对机房环境变量的采集，对电量的采集。接着进行汇总统计和计算，能够较为准确地计算出机房各个系统的能耗数据 。^[10,11]能够给往后机房的设备进行升级改造，以及对改造之后的节能降耗效果开展评估，提供相对比较准确的依据 。

图2 机房管理系统示意图

下面，通过一张表格将各个技术做一简要对比：

表1 节能技术横向对比

技术名称	节能占比	优点/特点	缺点
建筑节能	10%≤	需前期规划设计	不适用于改造
智能开关电源	10%≤	改造简单	需要全面升级
空调技术	30%≤	节能效果显著	不易于改造
智能通风系统	30%≤	加装方便	适用于北方地区，需加装除尘
综合管理技术	-	可以全面掌控各设备运行情况	需要长期积累，对各个设备要求可以接入

经过分析可知，建筑节能技术是一种综合类技术，其巨大作用只能在前期机房设计施工阶段得以发挥。一旦机房建成或者在后期选定机房，该技术的可行性便会大幅降低。所以针对建筑节能，要将其列入先导技术要求并贯彻至日后的机房建设内。空调机是机房之中能耗高的设备，蕴含着很大节能潜力。不过空调设备作为关键设备，有着占地较广、投资较大的特性，从设计直到施工均受诸多限制 。综合管理技术，当其作为一种管理技术用于节能时，凭借对其它设备实施智能化控制，达成旨在减少能耗的措施。它既能于机房建设之际便开始投入使用，又能够充当老旧机房节能改造升级的手段