摘要：本文闡述了通信機房空調系統特點，分析了一些機房空調常用節能技術，對比節能技術的優缺點，并對各節能技術的選擇標準和適用場合等進行了分析.
　　關鍵詞：通信機房論文；特點論文；節能
　　1通信機房空調系統特點
　　通信機房空調系統的服務對象是通信設備，設備單機發熱量大，溫濕度要求也較高，空調系統具有如下特點：
　　1)冷負荷大，濕負荷小，去除室內余熱的同時，需要對室內空氣進行加濕處理．
　　2)全天候運行．通訊設備24小時不問斷運行，向機房內散發熱量，即使在冬季，由于機房向室外散熱量小于通訊設備發熱量，仍需要供冷，因此空調系統要求全天候不間斷運行．
　　3)冷負荷變化范圍大．通訊設備的發熱量常年基本穩定．南方地區冬季較暖，一般需要全年供冷，
　　隨室外氣溫變化供冷范圍可在10％～100％之問變化；在北方地區，當室外氣溫降低到一定值時，通訊設備散熱量等于圍護結構向外散熱量，無須供冷．
　　4)機房設備對空氣潔凈度要求嚴格，對新風和送風要進行空氣凈化處理．
　　2通信機房節能常用技術論文
　　2.1室外大氣冷源的利用
　　在冬季及室外焓值低于室內焓值的過渡季節，引入室外新風作為冷源對機房環境溫度進行降溫處理，是降低機房空調設備運行能耗的一種有效措施．FCX和FCR系列節能空調直接利用室外豐富的自然冷源對機房環境降溫，節約大量的電能[1]，李長云[2]就利用自然冷源進行隔絕換熱提出了3種節能方案，王景剛、康利改、劉杰[3]在對廊坊的IDC機房空調進行節能改造時，通過技術經濟分析得知了室外冷源可有效地降低機房空調運行能耗，節電30％以上．尹貞勤、錢康、OmarM.A1-Rabghi、ShengweiWang等[4-7]都提出合理充分的利用室外新風作為冷源可以提高空調系統的能效，達到節能的目的．陳育偉[8]專門就寒冷地區的程控機房利用自然冷源進行空調節能的措施進行了探討．董峰[9]對冬、夏季利用新風以達到節能降耗的送風溫度作了分析，原則是保證新風一直保持在接近“露點”溫度．
　　2.1.1自然通風新風系統
　　當室外空氣溫度較低時，直接將低溫空氣引入室內，與室內空氣混合，降低室內環境溫度；當室外空氣溫度較高時，則開啟空調系統．FCX系列節能空調采用的就是自然通風新風系統，直接將室外新風引入，該機組沒有傳熱損失，運行效率高．
　　2.1.2熱交換新風系統
　　熱交換新風系統采用隔絕換熱的方式，室內外空氣并不接觸，室外空氣只作為冷源將室內熱量帶走，室內空氣換熱冷卻后重新回到室內，不改變機房內部濕度，潔凈度也能得到更好的保證．FCR系列機房節能空調采用的就是熱交換新風系統，核心部件是板式顯熱換熱器，室內外空氣在換熱芯體內進行能量交換.
　　自然通風新風系統熱交換效率高，節能效果顯著．但室內外空氣直接混合會引起機房內空氣潔凈度下降，設備可能會因灰塵、靜電等故障增多．熱交換新風系統室內外空氣不接觸，能較好地保證室內空氣的潔凈度，但熱交換器的換熱效率較低．
　　2.2空調冷凝器加水冷系統論文
　　空調冷凝器在工作過程中翅片結垢，導致散熱不暢，冷凝器效率不高，加大了耗電量．空調冷凝器加水冷系統通過使用霧化的水達到冷凝器的清洗、散熱、降溫和節電的目的．2005年南京移動開始對綜合樓內空調冷凝器安置環境惡劣的機組進行改造，用創新的方法——“溫壓雙控霧化噴淋系統”對冷凝器進行降溫。運行結果表明，在關閉該系統時，平均能耗為25.044kW；開啟該系統時，平均能耗為22.475kW，節能10.25％[10].顧覺惠[13]通過應用霧化預冷技術，實現了機房精密空調的增效節能，機房空調系統運行結果表明在高溫季節的制冷能力較以前提高了近l7％．
　　2.3變頻技術
　　機房空調具有冷負荷變化范圍大的特點，南方地區供冷范圍可在10％～100％之間變化．因此，采用變頻技術根據室外溫度的變化來調整空調機組的運行參數，可以達到節能的目的．
　　2.3.1中央空調水系統變頻節能
　　空調水泵占中央空調系統耗電量的l5％一30％，因此水泵的節能很重要，且潛力也較大．采用交流變頻技術控制水泵的運行是目前中央空調系統節能改造的有效途徑之一．
　　2.3.2機房空調壓縮機變頻節能
　　中央空調耗電量大，設計富裕度也大，很有節能潛力．傳統的機房空調主要是通過壓縮機的“開、停”來調整機房室內溫度，耗電量大．使用壓縮機變頻技術改變壓縮機的供電頻率，調節壓縮機的轉速，達到控制室溫的目的．避免了壓縮機頻繁開停對設備造成的損傷，減少了對電網的沖擊，耗電量大大下降，從而實現了高效節能[11].
　　然而由于變頻的高頻脈寬調制技術會產生諧波，干擾通信設備，影響其正常工作．因此，要解決好諧波對通信設備的干擾問題．目前諧波的治理可采用以下方法[12]：
　　1)變頻器的隔離、屏蔽、接地；2)加裝無源濾波器；3)加裝有源濾波器；4)加裝無功功率靜止型無功補償裝置；5)線路分開；6)電路的多重化、多元化；7)變頻器控制方式的完善；8)使用理想化的無諧波污染的綠色變頻器．
　　2．4空調節能添加劑
　　機房空調長時間全天候24小時運行，會產生以下問題[13]：
　　1)油泡．油泡不載冷，降低了系統的傳熱效率．2)油膜．油膜的熱導系數是銅的1％，大大降低系統的熱導率．3)腐蝕．冷凍系統長時問使用導致冷凍油發生氧化變質，增加系統衰耗．
　　以上問題會使得空調系統的傳熱效率降低，能耗增加，空調能效下降．
　　空調節能添加劑主要含表層活化劑、抗磨劑、調節劑、防腐劑、氧化抑制劑等，可以較好地防止上述3個問題，提高系統的能效，節約電能．馮元明、裴超[17]在同一機房、同一品牌空調、相同室內環境下測試了添加節能劑前后空調的用電量，結果表明添加后與添加前相比節電率達到18.62％，且出口溫度降低了1℃．
　　2.5機房空調機組自適應控制技術論文
　　自適應控制是指[14]：
　　1)空調運行參數的設定從手動設定改為由計算機監控系統自動設定，系統自動跟蹤晝夜、季節、地區的溫濕度的變化而自動控制空調合理的工作狀態，使空調做到按需工作；
　　2)原來每臺空調只有一個回風口溫濕度監測點，現在改為整個機房平面多個測點實時監測，提高溫濕度動態數據監測精度；
　　3)機房空調組群協作工作，改變原來的單臺空調單獨工作的形式，提高機族群的工作效率，實現優化組合、精確管理、節約能源．
　　2.6機房空調氣流組織科學化
　　2.6.1機房送風方式
　　目前大多數機房采用上送風方式，而機房專用空調常使用的風帽直接吹送和風管送風方式使機房內空調送風斷面過大，系統的調節性能差．對于發熱量大，熱負荷不均勻的機房，易造成局部發熱源集中區域的局部送風量不足而導致的局部過熱現象，且由于室內冷熱氣流混合交叉嚴重，制冷效率偏低．
　　下送風對發熱量大的機房冷卻效率高，因為它是先冷卻設備再冷環境，將低溫空氣直接從底部送到通信設備，吸收熱量后從機房頂部回到空調機組頂部，氣流流動方向與空氣特性相一致，容易得到好的空調效果．下送風地板下的空間比風管斷面積大很多，形成靜壓箱，送風均勻，整個機房區域的溫差小．且當下送風距離與上送風在同等條件下時，下送風的送風風壓低，空調設備和送風的噪音相對要低一些．下送風方式較上送風方式對機房環境的冷卻效果好，機組效率高，所以機房送風方式應優先考慮下送風．但下送風方式也存在一些不可忽視的問題[19]：
　　1)送風斷面堵塞．主要是由于一般活動地板下高度僅320～500mm，機房后期的通訊擴容工程的進行若不注意線纜排列及走向，就會堵塞架空地板下的送風有效面積．
　　2)結露問題．送風溫度過低或相對濕度過高時，交換設備機框會結露，架空地板下的機線和建筑樓板也會結露．
　　3)積塵問題．活動地板下易藏污納垢，且清理很難，管理不善造成一些部位有灰塵積聚，下送風使灰塵進入通信設備，增加設備故障．
　　相應的解決措施：
　　1)對于斷面堵塞．首先，地板下空間凈高尺寸一般為350～500mm；其次，合理布置線路的排列及走向，防止局部送風斷面堵塞．
　　2)對于機柜和樓板結露問題．在保證機房適宜的溫濕度前提下，送風溫度不宜太低．
　　3)對于架空地板下積塵問題．首先要做好機房門、窗的密封問題；其次，空調系統要采用粗、中效兩級以上過濾器．
　　2.6.2機柜內氣流組織合理化論文
　　機房設備產生的熱量要及時散發到環境中去，一方面要求機房環境有良好的氣流組織方式和適宜的溫濕度，另一方面要求設備機柜內有良好的氣流組織．目前機柜結構存在的主要問題有：
　　1)后柜門開孔率不足，前柜門設置防塵網，冷空氣進入阻力過大；2)設備過于密集，氣流流道過于狹窄，內部氣流循環不通暢；3)柜內氣流組織不合理；4)散熱量大的設備機柜缺少風扇強制排風．可以采取的措施主要有：增加通信機柜的柜門開孔率，內部結構形式尋求更合理的流道設計，散熱量大的機柜應考慮強制排風，進風量應可以根據柜內設備安裝情況進行調節．
　　2.7節能系統與平臺
　　張晶明、張天開[25]設計了一套機房環境節能控制系統，該系統經使用證明在無人值守的情況下，可有效保證機房環境的溫、濕度指標，同時可最大限度利用自然環境的條件，達到節能的目的．
　　胡偉、何杞鑫、俞震[16]設計了一種由新風子系統和空調節能子系統組成的通信機房節能平臺．
　　2006年9月在浙江金華電信分公司城西分局程控機房測試了新風子系統，結果表明平均日節電率為74％；2007年5月在浙江金華電信公司江南支局程控機房測試了空調節能子系統，結果表明壓縮機工作時間節省l7％，除濕機工作時間節省100％．
　　表1列出了幾種節能方法的對比．由表3可以看出，各種節能措施各有利弊，適用于不同的場合．實際應用時應根據現場條件，選擇幾種適合機房特點的節能方法，并將這幾種方法有機地結合在一起[17].
　　表1幾種節能方法對照
　　節能方案 優點 缺點 建議使用場合
　　新風節能系統 直接利用自然風，熱交換效率高，節能效果顯著 引起機房空氣潔凈度下降，設備因灰塵、靜電等故障增多 年室外氣溫低于15℃的小時數3000h以上的地區，僅使用在對潔凈度要求不高的接人層機房
　　熱交換節能系統 室內外空氣不接觸，僅熱交換，保持潔凈不下降 熱交換器換熱效率較低 年室外氣溫低于15℃在3000h以上的地區，可使用在通信樞紐樓、大型交換局等適用于各類空調
　　變頻改造 節能效果顯著，尤其適合通信機房內成期連續運行的空調系統 變頻改造所需投較大，需考慮投資效益 適用于各類空調
　　空調自適應控制改造 系統自動設定更合理的運行參數，群組話工作 投資規模較大工程較復雜 適用于通信樞紐樓、大型交換局等機房安裝多臺機組場合，不適用于小型機房
　　空調節能添加劑 使用方便，快速有效  適用于3-5的空調系統
　　
　　3小結
　　空調系統能耗在通信機房能耗中占有很大的比例，因此通過對機房空調系統進行節能改造是降低通信機房能耗的關鍵．機房節能還有一些其他的方法，如設備合理布局[18]、改變空調的安裝位置[19]、通風風道改造[20]、空調改造(主要是冷凝器)[21]等，本文只是介紹分析了幾種較常用的節能措施，得出以下結論：
　　1)新風節能系統和熱交換節能系統利用的是室外大氣冷源，冷量來源廉價易得，且取之不盡，用之不竭．但節能效果受室外條件的影響，在北方和南方溫度較低的地區節能效果更顯著．
　　2)變頻改造必須治理好諧波效應，避免其干擾機房設備的正常工作，且由于其投資較大，因此在實際節能改造中需慎重考慮．
　　3)空調自適應控制系統要滿足響應時間短、控制速度快、控制精度高等特點，因此只有高質量的控制系統才能利于空調系統的自動、安全、節能運行．
　　4)改變機房空調送風方式(上送風改為下送風)因其冷卻效率高而被較為普遍地應用，且發展前景可觀．但下送風引起的一些問題在節能改造期間也應妥善處理．
　　
　　參考文獻：
　　（1）韓有文，彭濤，陳創新．機房空調利用風道實現節能降耗[J].電信技術，2007(2)：79.80.
　　（2）張捷.程控用戶交換機的機房環境要求[J].現代通信，1998(9)：32—33．