通信機房專用空調(diào)自適應(yīng)節(jié)能監(jiān)控技術(shù)（一）

一、摘要：

作為通信網(wǎng)絡(luò)能源節(jié)能技術(shù)的重要內(nèi)容，通信機房專用空調(diào)自適應(yīng)控制恒溫恒濕節(jié)能監(jiān)控技術(shù)（以下稱自適應(yīng)節(jié)能技術(shù)）是十分有效的。凡是使用專用空調(diào)的機房，而且機房內(nèi)的顯熱量形成熱島效應(yīng)，采用自適應(yīng)節(jié)能技術(shù)，既可以使機房內(nèi)的溫濕度差值減小，而且可以控制在目標(biāo)值范圍內(nèi)（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(shù)安裝簡便，使用方便，一般平均一臺專用空調(diào)投資1。4萬元，對3萬多大卡的空調(diào)，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(nèi)，我們已經(jīng)在30多個機房內(nèi)對200多臺專用空調(diào)實現(xiàn)了自適應(yīng)節(jié)能控制，效果良好。上海電信有1200臺專用空調(diào)機，其節(jié)能前景是十分寬廣的。

二、機房專用空調(diào)在使用中存在的問題：

1、只利用本空調(diào)機回風(fēng)口傳感器作為數(shù)據(jù)采樣參考點，無法監(jiān)測整個機房內(nèi)的真實環(huán)境溫濕度，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性不夠。

2、專用空調(diào)有智能功能，但是在運行中，有時會出現(xiàn)一臺空調(diào)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(diào)使用效率不高。

3、由于機房機架排列、建筑結(jié)構(gòu)、線纜走向等客觀因素，空調(diào)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(diào)的使用壽命。

三、自適應(yīng)節(jié)能技術(shù)的特點

1、改變—— 原來的空調(diào)設(shè)置數(shù)據(jù)“手動設(shè)定”，為節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)“自動設(shè)定”，提高專用空調(diào)的控制能力。

2、改變—— 原來每臺專用空調(diào)的一個回風(fēng)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(shù)據(jù)的監(jiān)測精度。

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

四、自適應(yīng)節(jié)能系統(tǒng)的核心技術(shù)：

1、模糊控制技術(shù)：自動跟蹤晝夜、季節(jié)、地區(qū)、機房內(nèi)區(qū)域環(huán)境溫濕度值的變化。準(zhǔn)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(guān)系。

2、PID技術(shù)：動態(tài)調(diào)整空調(diào)的設(shè)定溫度、濕度、修正值等參數(shù)，根據(jù)空調(diào)設(shè)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(diào)設(shè)備供冷量與目標(biāo)溫濕度值之間的關(guān)系。

3、計算機溫度場模擬技術(shù)：根據(jù)機房不同的工況條件、空調(diào)冷量分布、風(fēng)量擴張循環(huán)等綜合數(shù)據(jù)，提高優(yōu)化冷量利用效率，排列出空調(diào)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(diào)數(shù)量的開啟與關(guān)閉，使空調(diào)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(shè)備的環(huán)境安全、節(jié)約空調(diào)能源消耗、延長空調(diào)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(yīng)的變化，自動改變空調(diào)合理運行所應(yīng)有的溫度和濕度設(shè)置值，減少壓縮機工作時間，控制空調(diào)的總制冷量輸出，做到“按需制冷、供冷”,節(jié)約空調(diào)的耗電量。準(zhǔn)確統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在上海地區(qū)夏季的空調(diào)用電量一般要比冬季高出約40%左右。采用自適應(yīng)節(jié)能技術(shù)，通過精確控制把大自然溫度變化的能量轉(zhuǎn)化為空調(diào)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(diào)數(shù)量或者說冷量（大卡）的配置值n臺數(shù)，在機房設(shè)計時就已經(jīng)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(diào)的制冷大卡量是滿足夏季最高溫度時對通信設(shè)備的冷卻標(biāo)準(zhǔn)。加上 1 臺備用空調(diào)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(diào)制冷富余量幾乎永遠(yuǎn)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(yīng)技術(shù)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(chǎn)生的空調(diào)富余量直接影響節(jié)電率或者說節(jié)電度數(shù)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(guān)系的。