淺談機(jī)房節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

李鋒 夏小萌 謝世榮 楊怡然 趙芳 陳佟

【摘要】本文從機(jī)房節(jié)能減排的發(fā)展現(xiàn)狀及其面臨的主要問題的基礎(chǔ)認(rèn)知上，對(duì)機(jī)房的節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)進(jìn)行嘗試性的探索，旨在為相關(guān)研究提供一些參考價(jià)值，并為我國(guó)的節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)作出一些貢獻(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】機(jī)房；節(jié)能減排；環(huán)保；標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.03.055

Discussion on Standardization Construction of Energy Saving and Emission Reduction in Computer Room

LI Feng1，XIA Xiaomeng2，XIE Shirong3，YANG Yiran1，ZHAO Fang1，CHEN Tong2

（1.Enshi Power Supply Company of State Grid Hubei Electric Power Co.，Ltd.，Enshi 445000，China；2.Information and Communication Branch of State Grid Corporation of China，Beijing 100761，China；3.Hubei Enshi Prefecture Metrological Verification and Testing Institute，Enshi 445000，China）

Abstract：Based on the development status of energy conservation and emission reduction in computer room and the main problems it faces，this paper tries to explore the standardization construction of energy conservation and emission reduction in computer room，aiming to provide some reference value for relevant research and make some contributions to energy conservation and emission reduction and environmental protection in China.

Key words：computer room；conserve energy；reduce emissions；environment protection standardization construction

1機(jī)房節(jié)能減排發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，全球的能源消耗問題日漸突出，每年的增長(zhǎng)速度約為4%，早在2020年能源消耗就已高達(dá)1.43 Gt。就我國(guó)目前的生產(chǎn)水平來說，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)目前每消耗一度電，排除的二氧化碳達(dá)1公斤左右，在此之中，通信行業(yè)的能耗量約占我國(guó)能源消耗的一半，并且在以每年10%的速度遞增。

從我國(guó)已經(jīng)完成的“十二五”計(jì)劃以及推出的“十四五”等規(guī)劃綱要可以看出，環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展十分重要，科學(xué)合理使用節(jié)能減排技術(shù)對(duì)于我國(guó)提升國(guó)民生活水平、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、改變?cè)鲩L(zhǎng)方式等方面有著重要的指導(dǎo)價(jià)值，并且能極大推進(jìn)我國(guó)資源節(jié)約型以及環(huán)境友好型社會(huì)的建設(shè)進(jìn)程。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局對(duì)于我國(guó)開展節(jié)能減排技術(shù)的相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)近幾年能耗量較之2014年呈現(xiàn)顯著的下降趨勢(shì)，且下降比例呈遞增的形式，下降幅度分別為3.8%、4.7%、5.9%，這些數(shù)據(jù)都體現(xiàn)出我國(guó)節(jié)能減排工作頗有成效[1]。與此同時(shí)，隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)、通信工程技術(shù)等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度不斷加快，在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)中占比逐漸加重，做好機(jī)房的節(jié)能減排工作，促進(jìn)機(jī)房節(jié)能減排的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)進(jìn)程，對(duì)于發(fā)展我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及企業(yè)經(jīng)濟(jì)有著推動(dòng)作用。

2機(jī)房節(jié)能減排遇到的問題

機(jī)房發(fā)展節(jié)能減排遇到的問題主要有以下三個(gè)方面。

1）創(chuàng)新能力的缺乏。就現(xiàn)階段的節(jié)能減排技術(shù)而言，創(chuàng)新能力與發(fā)達(dá)國(guó)家相比較為落后，許多高精尖技術(shù)仍然掌握在國(guó)外企業(yè)手中；2）節(jié)能減排意識(shí)不到位。在大多數(shù)中小型企業(yè)中，尤其是處于發(fā)展階段的企業(yè)，通常會(huì)為了追求企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益，從而在一定程度上忽略了企業(yè)應(yīng)走節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展的道路，再加上企業(yè)管理人員的重視程度不夠，投入資金也不足，導(dǎo)致不能及時(shí)更新相關(guān)設(shè)備與技術(shù)，使得企業(yè)的能耗量不斷增加，嚴(yán)重破壞我國(guó)的生態(tài)環(huán)境；3）相關(guān)法律法規(guī)制度不夠完善，缺少標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)章制度。節(jié)能減排工作是一項(xiàng)需要長(zhǎng)期堅(jiān)持的系統(tǒng)工作，因此，只有制定標(biāo)準(zhǔn)完善的法律法規(guī)制度才能夠在一定程度上緩解企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益與節(jié)能減排之間的矛盾沖突，才能有效調(diào)整企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推進(jìn)生態(tài)化建設(shè)進(jìn)程[2]。

3機(jī)房節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

3.1機(jī)房空調(diào)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)化

3.1.1智能通風(fēng)

智能通風(fēng)設(shè)備的工作原理是經(jīng)過中央控制單元自動(dòng)開啟排氣閘，將機(jī)房外部的冷空氣引入到室內(nèi)的同時(shí)，再將室內(nèi)的熱空氣排出，促使室內(nèi)外熱量交換，以達(dá)到降低機(jī)房?jī)?nèi)的室內(nèi)溫度、減少機(jī)房制冷能耗量的目的。除此之外，智能通風(fēng)設(shè)備還能夠?qū)κ覂?nèi)外的溫度與濕度進(jìn)行智能化的分析、判斷，適用于某些室內(nèi)外溫差常年超過4℃、相對(duì)濕度低于85%的地區(qū)使用，例如貴州、湖南、廣西等地[3]。

3.1.2把控機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備溫度

把控好機(jī)房?jī)?nèi)的各個(gè)設(shè)備的溫度也是提升機(jī)房節(jié)能減排效果的有效手段之一。由于在機(jī)房?jī)?nèi)有大量的通信、蓄電池、開關(guān)電源等設(shè)備，為了降低機(jī)房?jī)?nèi)空調(diào)的運(yùn)行成本與使用時(shí)間，延長(zhǎng)其使用壽命，因此根據(jù)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況以及對(duì)環(huán)境溫度的需求等，應(yīng)將機(jī)房的內(nèi)部溫度大概維持在25℃，機(jī)房?jī)?nèi)其他設(shè)備的溫度建議控制在28℃左右，才能使機(jī)房的節(jié)能減排達(dá)到最佳的效果。

3.1.3優(yōu)化氣流，精準(zhǔn)送風(fēng)

將機(jī)房?jī)?nèi)空調(diào)氣流組織優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的送風(fēng)技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)機(jī)房節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的有效措施之一。機(jī)房?jī)?nèi)的空調(diào)精準(zhǔn)送風(fēng)，是一種具有可調(diào)節(jié)閥口、利用專用的通風(fēng)管道直接送風(fēng)進(jìn)入機(jī)柜內(nèi)部的按需供冷的送風(fēng)模式，例如，采用上送風(fēng)精準(zhǔn)送風(fēng)的方式，將通風(fēng)管道改造成完全封閉式的冷風(fēng)管道，然后將空調(diào)的冷風(fēng)傳遞至機(jī)房?jī)?nèi)所有的設(shè)備、機(jī)柜，能夠有效調(diào)整優(yōu)化機(jī)房的送風(fēng)溫度、風(fēng)壓等，使用此技術(shù)能夠?qū)C(jī)房?jī)?nèi)的空調(diào)電量降低至30%左右，能夠有效解決機(jī)房?jī)?nèi)的供熱問題，以達(dá)到機(jī)房?jī)?nèi)冷卻散熱、節(jié)能降耗的目的[4]。

3.2機(jī)房空間配置標(biāo)準(zhǔn)化

3.2.1合理分配布置機(jī)柜

首先，在進(jìn)行機(jī)房空間設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)按照一定的排列順序?qū)⒚總€(gè)設(shè)備、機(jī)柜都統(tǒng)一擺放，方便相關(guān)維修人員的日常維護(hù)；其次，機(jī)房的冷氣流會(huì)從設(shè)備的正面進(jìn)入到機(jī)柜內(nèi)，而位于其后面相同擺放方式的機(jī)柜會(huì)正面吸入前面機(jī)柜所散發(fā)的熱風(fēng)，導(dǎo)致后方的機(jī)柜的回風(fēng)溫度大幅度提升，機(jī)柜散熱速度減慢，影響其散熱效果，造成機(jī)房?jī)?nèi)的溫度無法維持在一個(gè)水平。因此，為了保持機(jī)房?jī)?nèi)的溫度場(chǎng)平衡，提高較為靠后的設(shè)備、機(jī)柜等的散熱效果、提升機(jī)房節(jié)能減排效果等，應(yīng)當(dāng)將機(jī)房?jī)?nèi)的實(shí)際運(yùn)行情況與氣流組織原理、分離冷熱通風(fēng)管道原則等相結(jié)合，適當(dāng)增加機(jī)房?jī)?nèi)的制冷量，科學(xué)合理安排機(jī)柜面對(duì)面或背對(duì)背的統(tǒng)一排列方式。

3.2.2適當(dāng)增加送風(fēng)元件

采用地板下送風(fēng)是傳統(tǒng)機(jī)房使用頻率最高的送風(fēng)模式，而下送風(fēng)模式因其沒有固定的送風(fēng)方向，且有著送風(fēng)效率低、送風(fēng)距離長(zhǎng)的特點(diǎn)，這極易造成送風(fēng)管道出風(fēng)口制冷量與送風(fēng)量不足等現(xiàn)象的產(chǎn)生，以至于機(jī)房?jī)?nèi)的空調(diào)制冷效果不理想。因此，要想為送風(fēng)通道的送風(fēng)量、制冷量提供有力的保障，可以在送風(fēng)管道的出風(fēng)口適當(dāng)增加送風(fēng)元件，例如安裝可調(diào)節(jié)的抽風(fēng)裝置，能夠提高機(jī)房空調(diào)的送風(fēng)效率、有效減少空調(diào)使用時(shí)長(zhǎng)；或是根據(jù)機(jī)房?jī)?nèi)的實(shí)際運(yùn)行情況增設(shè)風(fēng)管、冷熱氣流隔離擋板等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)機(jī)房?jī)?nèi)冷熱空氣的有效隔離、精準(zhǔn)送風(fēng)效果，為機(jī)房空調(diào)的制冷效果奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；其次，可采取封閉冷通道的方式，避免空調(diào)氣流組織短路、送風(fēng)量不足等問題，極大地提升空調(diào)制冷效率，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

3.3機(jī)房供電方式標(biāo)準(zhǔn)化

3.3.1科學(xué)利用再生新能源

隨著互聯(lián)網(wǎng)的大面積覆蓋，一些通信機(jī)房遠(yuǎn)離了城市電網(wǎng)，導(dǎo)致機(jī)房無法接入市電；還有一些偏遠(yuǎn)機(jī)房接入市電的成本不僅高，而且還處于電網(wǎng)的終端，供電質(zhì)量無法得到保障，機(jī)房停電、電壓不穩(wěn)的現(xiàn)象頻發(fā)。而太陽(yáng)能、風(fēng)能等是大自然取之不盡用之不竭的無污染、可再生新能源，因此，將再生新能源技術(shù)科學(xué)合理地運(yùn)用到供電質(zhì)量較差的偏遠(yuǎn)地區(qū)，能夠?yàn)闄C(jī)房解決備用電源的問題，提升機(jī)房的工作效率；將其運(yùn)用到供電質(zhì)量較好的地區(qū)，新能源技術(shù)能夠有效降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，降低機(jī)房的能源消耗問題，促進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。

3.3.2高壓直流供電

現(xiàn)目前我國(guó)240 V的高壓直流電源主要由電信推動(dòng)，現(xiàn)目前已超過一千套，能夠適用于現(xiàn)有的大部分通信交流設(shè)備以及改造存量設(shè)備，且由于電信的推動(dòng)，我國(guó)的互聯(lián)網(wǎng)巨頭百度、阿里巴巴、騰訊也已經(jīng)開始大面積使用240 V的高壓直流；336 V的高壓直流主要由中國(guó)移動(dòng)推動(dòng)，有著高電壓、輸送距離遠(yuǎn)、且可降低線纜規(guī)格的特點(diǎn)，但其不能兼容存量設(shè)備，適用于新建成的系統(tǒng)設(shè)備，2009年與2012年336 V高壓直流在深圳與哈爾濱設(shè)點(diǎn)試行，標(biāo)準(zhǔn)已向ITU、ETSI等國(guó)際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)看齊[5]。

采用高壓直流供電系統(tǒng)，較之UPS的2N和3N系統(tǒng)有著故障點(diǎn)較少、系統(tǒng)維護(hù)難度小、可靠性強(qiáng)、設(shè)備運(yùn)行成本低等優(yōu)勢(shì)，且其冗余設(shè)計(jì)容量為N+1，系統(tǒng)的運(yùn)行效率高達(dá)97%以上，諧波含量低至3%，能夠極大地促進(jìn)機(jī)房供電方式的節(jié)能效果。

3.3.3高效直流電源

與普通效率的電源供電方式相比，采用高效直流電源的供電方式其優(yōu)勢(shì)在于能夠有效提高4%～6%的能效，在低負(fù)載率狀態(tài)時(shí)效果更為明顯；將電源的發(fā)熱量減少至50%，并且還能將內(nèi)部的電解電容、整流橋、主變壓器等關(guān)鍵器件的溫度降低5～15℃，延長(zhǎng)內(nèi)部器件的使用壽命；除此之外，高效直流電源在實(shí)際工作運(yùn)行時(shí)的最高耐熱度高達(dá)65℃，比普通電源的耐熱度更高、工作溫度范圍更廣，對(duì)于戶外站點(diǎn)的環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)。

3.3.4三聯(lián)供系統(tǒng)

采用燃?xì)饫?、熱、電一體的三聯(lián)供系統(tǒng)，比之普通的燃?xì)忮仩t供熱、空調(diào)制冷等方式，其實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性更強(qiáng)，主要適用于用電質(zhì)量與制冷效果較為穩(wěn)定的用戶，而一般通信機(jī)房的發(fā)熱量、耗電量以及供電質(zhì)量基本常年穩(wěn)定，因此，三聯(lián)供系統(tǒng)適用于機(jī)房中，它綜合的能源利用率高達(dá)80%，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)供冷、供熱，還能產(chǎn)生高電位的電能，能夠極大地促使機(jī)房達(dá)到節(jié)能減排效果。

3.4機(jī)房附屬設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化

機(jī)房的隔熱保溫性能是影響機(jī)房能耗的要因之一，對(duì)機(jī)房附屬設(shè)施進(jìn)行隔熱保溫改造，可有效降低空調(diào)制冷帶來的電量損耗。主要措施是改造封閉性欠佳的機(jī)房門窗，提高隔熱保溫性能，來達(dá)到機(jī)房節(jié)能減排的目的。

在白浙特高壓綠色低碳機(jī)房試點(diǎn)建設(shè)中，國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司恩施供電公司對(duì)沿途220 kV咸豐變電站、220 kV魚泉變電站等通信機(jī)房進(jìn)行節(jié)能減排改造，對(duì)所有老舊機(jī)房窗戶進(jìn)行封閉處理。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)測(cè)定，改造后同一機(jī)房每臺(tái)空調(diào)能耗比改造前每月節(jié)約電量500 kwh。改造前見圖1，改造后見圖2。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，節(jié)能減排工作對(duì)于推進(jìn)我國(guó)生態(tài)建設(shè)和綠色發(fā)展有著至關(guān)重要的作用，而提升通信機(jī)房設(shè)備的節(jié)能減排技術(shù)也與人們的日常生活密不可分，通過優(yōu)化調(diào)整機(jī)房室內(nèi)的環(huán)境以及改變機(jī)房的供電方式等途徑，完善機(jī)房節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，不斷創(chuàng)新技術(shù)，推進(jìn)節(jié)能減排進(jìn)程，助力通信行業(yè)的發(fā)展，為人們提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]陳文宇.通信機(jī)房節(jié)能減排的相關(guān)研究[J].信息通信，2020（4）：207-208.

[2]張席東.通信行業(yè)節(jié)能減排問題探究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2021，17（15）：204-205+214.

[3]張榮俊.節(jié)能減排新技術(shù)在通信機(jī)房中的應(yīng)用[J].通信電源技術(shù)，2020，37（11）：271-274.

[4]王毅力.智能化綠色節(jié)能機(jī)房建設(shè)探討[J].中國(guó)有線電視，2019（5）：548-550.

[5]彭學(xué)誠(chéng).關(guān)于通信基站節(jié)能減排的解決措施[J].中國(guó)新通信，2020，22（5）：14-15.

【作者簡(jiǎn)介】

李鋒，男，1983年出生，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)殡娏π畔⑼ㄐ艑I(yè)管理與新技術(shù)研發(fā)。

（編輯：謝飛燕）