通信機房空調(diào)類型選用策略研究

陳啟章，林健明

（江蘇省郵電規(guī)劃設計院有限責任公司，江蘇 南京 210019）

0 引 言

隨著網(wǎng)絡覆蓋廣度和深度的不斷擴大，各大運營商通信機房數(shù)量快速增長，相應的電力成本也快速增加，電費支出高達運營商OPEX的40%以上，嚴重影響各大運營商的經(jīng)濟效益?？v觀移動、電信、聯(lián)通三大運營商的通信機房制冷設備選擇，均為舒適性空調(diào)和精密空調(diào)并存。本文從節(jié)能減排、最大經(jīng)濟效益出發(fā)，探討在通信機房內(nèi)舒適性空調(diào)和精密空調(diào)的選擇策略[1]。

1 通信機房對空調(diào)設備的要求

1.1 規(guī)范要求

《電子計算機機房設計規(guī)范》GB50174-2008中，對機房環(huán)境的具體要求如下：

（2）保持濕度恒定（不得結露，相對濕度波動控制在：A、B級機房40%～55%，C級機房35%～75%）；

（3）空氣潔凈度0.5 μm/L≤18 000，即每升空氣中，大于等于0.5 μm的顆粒應小于等于18 000個；

（4）空調(diào)設備具備遠程監(jiān)控和來電自啟動功能。

1.2 實際使用過程的運行維護要求

1.2.1 制冷要求

通信機房的熱負荷量一般都很大，單位面積發(fā)熱量更是遠遠高于民用住宅、辦公等用房。但是，通信設備的功能并不會因為濕度的變化而改變。因此，當機房內(nèi)的濕度負荷較小時，機房需要具有一定的制冷能力，才能更好地消除通信設備在運行中產(chǎn)生的熱量。

同時，為了達到大制冷量的要求，空調(diào)送風必須采用大風量設計。大風量設計會增加機房內(nèi)的換氣次數(shù)，更好地調(diào)節(jié)機房的溫度、濕度等必要指標，并更好地達到大面積機房氣流合理分布的效果，也能將機房熱量堆積產(chǎn)生的問題降至最低。

1.2.2 潔凈要求

5、由于進埔站#1、#2、#3接地變和#1、#2站用變保護裝置都是使用深圳南瑞科技有限公司的ISA-351F型分散式微機保護測控裝置（以下簡稱351F），為了避免同類型設備產(chǎn)生同類問題，以及裝置定值整定錯誤或二次接線錯誤的情況出現(xiàn)，故對#3接地變和#1、#2站用變保護裝置及公共測控屏II上的二次回路進行檢查。結果發(fā)現(xiàn)：#3接地變、#1、#2站用變都有告警信號發(fā)出，而沒有上送后臺機和集控監(jiān)控機。

機房環(huán)境的潔凈度對設備的正常運行具有重要影響。當機房潔凈度較差時，空氣中的灰塵累積在電子元件設備上，容易造成電路板腐蝕、絕緣性能下降、散熱通風效率下降等。尤其需要注意的是，在空氣質(zhì)量較差的地區(qū)，室外新風的引入需要慎重對待。

1.2.3 運行時間要求

通信設備通常需要長時間不間斷運行，這就要求制冷空調(diào)能夠在365 d×24 h不間斷運行，以提供穩(wěn)定的室內(nèi)環(huán)境。

1.2.4 可監(jiān)控和管理要求

機房室內(nèi)溫度對通信設備的安全穩(wěn)定運行至關重要，要求空調(diào)機組具有遠程監(jiān)控和管理功能。

2 舒適性空調(diào)和精密空調(diào)性能比較

根據(jù)用途分類，空調(diào)可分為舒適性空調(diào)和工藝性空調(diào)。兩者的主要不同在于，一個為人服務，一個為設備服務[2]。前文所講精密空調(diào)，屬于工藝性空調(diào)范疇。

機房專用精密空調(diào)，是近30年逐漸發(fā)展的一個新機種，可控制溫度精度達到±0.5℃，濕度精度達到±3.0%，專門設計用于滿足高熱密度電子類負載的需求，能全年365天、每天24小時不間斷制冷，具備遠程監(jiān)控和來電自啟動功能，非常適用于對溫度、濕度及潔凈度均有較嚴格要求的計算機機房，缺點是價格較高，為舒適性空調(diào)的數(shù)倍[3]。表1列出了舒適性空調(diào)和工藝性空調(diào)性能的主要差異。

表1 舒適性空調(diào)和工藝性空調(diào)性能的主要差異

在通信機房的實際使用過程中，舒適性空調(diào)很難達到通信機房對溫度、濕度及潔凈度的嚴格要求，而精密空調(diào)則變現(xiàn)得更加專業(yè)。

（1）舒適性空調(diào)具有較小的送風量和較為明顯的降溫除濕功能。由于機房內(nèi)顯熱量占據(jù)全部熱量的95%以上，并具有設備本身發(fā)熱、太陽光輻射熱等，一定程度上減少了機房濕度。因此，這種情況下選用舒適性空調(diào)，將使機房濕度過低，不利于設備的正常運轉。此外，由于制冷量（45%～66%）都消耗在除濕上，增加了能量消耗。為了更好地解決上述問題，精密空調(diào)應運而生。精密空調(diào)在設計上采用嚴格控制的蒸發(fā)器來有效蒸發(fā)壓力，并通過增大送風量使蒸發(fā)器表面溫度高于空氣露點溫度，提升工作效率，同時降低濕量損失。

（2）由于舒適性空調(diào)具有風量小、風速低等特點，運行時只能在送風方向局部氣流循環(huán)，不能更好地在機房形成氣流循環(huán)，致使機房受熱不均，送風方向區(qū)域溫度較低，其他地區(qū)的區(qū)域溫度高，一定程度上造成設備過熱損壞。相比舒適性空調(diào)，精密空調(diào)具有較大的送風量和較高的換氣次數(shù)，可使整個機房形成一個較完整的氣流，同時降低設備溫度。

表2 舒適性空調(diào)和精密空調(diào)的經(jīng)濟效益比較

（3）傳統(tǒng)的舒適性空調(diào)具有送風量少、換氣次數(shù)少等缺陷，不能利用足夠的流速將灰塵帶回過濾器而在機房設備上進行堆積，一定程度上阻礙了整個設備的運行。但是，精密空調(diào)送風量很大，且具有較好的空氣循環(huán)，不僅可以有效去除空氣中的塵埃，還可以更好地保證機房的安靜整潔。

（4）當前，我國絕大多數(shù)機房的電子設備都處于連續(xù)運行狀態(tài)。為了更好地保證機房專用空調(diào)可以負荷常年的連續(xù)運轉，要盡可能提升其可靠性。以往的舒適性空調(diào)并不能滿足上述要求，尤其在冬天，舒適性空調(diào)的作用更顯得過于乏力。此時，精密空調(diào)可以更好地控制室外冷凝器，保證正常的制冷工作。

（5）相比于舒適空調(diào)，精密空調(diào)配備了專業(yè)的加濕系統(tǒng)。高效率的除濕系統(tǒng)可以利用傳感器反饋的數(shù)據(jù)精確地控制機房溫度和濕度。

3 舒適性空調(diào)和精密空調(diào)的經(jīng)濟效益比較

以南方某省一個總發(fā)熱量為12 kW的通信機房為例，在機房室內(nèi)環(huán)境溫度24 ℃、濕度50%RH、室外環(huán)境溫度為35 ℃的標準機房環(huán)境下，對運行兩種類型空調(diào)的經(jīng)濟效益進行比較，結果如表2所示。

通過表2的對比，可以得到如下結論：為簡化計算過程，總費用只考慮購置成本和消耗電費，忽略維護費用等差別，而實際上舒適性空調(diào)由于故障率較高，維護費用略高于精密空調(diào)；舒適性空調(diào)相比于精密空調(diào)，初期投資低，而3～4年時兩者的總費用基本持平；隨著運行年限的逐漸增加，舒適性空調(diào)的總費用將越來越大于精密空調(diào)，運行10年時，舒適性空調(diào)的總費用是精密空調(diào)的1.4倍。

4 結 語

隨著通信行業(yè)的快速發(fā)展，電力成本支出已經(jīng)逐漸成為各大運營商成本支出的重要組成部分。作為通信機房用電大戶的制冷設備，空調(diào)型號的選擇不宜只考慮初期投資，需從長遠的綜合運行成本統(tǒng)籌考慮，才能達到最大的經(jīng)濟效益，將節(jié)能減排落到實處。為通信設備提供安全、穩(wěn)定的運行環(huán)境，是通信機房空調(diào)的首要責任?，F(xiàn)階段，精密空調(diào)應是運營商通信機房的最佳選擇。

參考文獻：

[1] 魏三強.基于新風系統(tǒng)的通信機房節(jié)能降耗技術研究[J].中原工學院學報，2011，22（2）：40-42.

[2] 董小燕.淺談機房專用精密空調(diào)的應用[J].科技創(chuàng)新導報，2009，（6）：110.

[3] 羅瑤.計算機機房采用精密空調(diào)的探討[J].中華建設，2012，（9）：280-281.