通信機房空調類型選用策略研究

陳啟章，林健明

（江蘇省郵電規劃設計院有限責任公司，江蘇 南京 210019）

0 引 言

隨著網絡覆蓋廣度和深度的不斷擴大，各大運營商通信機房數量快速增長，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濟效益?？v觀移動、電信、聯通三大運營商的通信機房制冷設備選擇，均為舒適性空調和精密空調并存。本文從節能減排、最大經濟效益出發，探討在通信機房內舒適性空調和精密空調的選擇策略[1]。

1 通信機房對空調設備的要求

1.1 規范要求

《電子計算機機房設計規范》GB50174-2008中，對機房環境的具體要求如下：

（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）空調設備具備遠程監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生的熱量。

同時，為了達到大制冷量的要求，空調送風必須采用大風量設計。大風量設計會增加機房內的換氣次數，更好地調節機房的溫度、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，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。結果發現：#3接地變、#1、#2站用變都有告警信號發出，而沒有上送后臺機和集控監控機。

機房環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，在空氣質量較差的地區，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，這就要求制冷空調能夠在365 d×24 h不間斷運行，以提供穩定的室內環境。

1.2.4 可監控和管理要求

機房室內溫度對通信設備的安全穩定運行至關重要，要求空調機組具有遠程監控和管理功能。

2 舒適性空調和精密空調性能比較

根據用途分類，空調可分為舒適性空調和工藝性空調。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，屬于工藝性空調范疇。

機房專用精密空調，是近30年逐漸發展的一個新機種，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，為舒適性空調的數倍[3]。表1列出了舒適性空調和工藝性空調性能的主要差異。

表1 舒適性空調和工藝性空調性能的主要差異

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，而精密空調則變現得更加專業。

（1）舒適性空調具有較小的送風量和較為明顯的降溫除濕功能。由于機房內顯熱量占據全部熱量的95%以上，并具有設備本身發熱、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，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，精密空調應運而生。精密空調在設計上采用嚴格控制的蒸發器來有效蒸發壓力，并通過增大送風量使蒸發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，不能更好地在機房形成氣流循環，致使機房受熱不均，送風方向區域溫度較低，其他地區的區域溫度高，一定程度上造成設備過熱損壞。相比舒適性空調，精密空調具有較大的送風量和較高的換氣次數，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 舒適性空調和精密空調的經濟效益比較

（3）傳統的舒適性空調具有送風量少、換氣次數少等缺陷，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，精密空調送風量很大，且具有較好的空氣循環，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，我國絕大多數機房的電子設備都處于連續運行狀態。為了更好地保證機房專用空調可以負荷常年的連續運轉，要盡可能提升其可靠性。以往的舒適性空調并不能滿足上述要求，尤其在冬天，舒適性空調的作用更顯得過于乏力。此時，精密空調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，精密空調配備了專業的加濕系統。高效率的除濕系統可以利用傳感器反饋的數據精確地控制機房溫度和濕度。

3 舒適性空調和精密空調的經濟效益比較

以南方某省一個總發熱量為12 kW的通信機房為例，在機房室內環境溫度24 ℃、濕度50%RH、室外環境溫度為35 ℃的標準機房環境下，對運行兩種類型空調的經濟效益進行比較，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由于故障率較高，維護費用略高于精密空調；舒適性空調相比于精密空調，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，舒適性空調的總費用將越來越大于精密空調，運行10年時，舒適性空調的總費用是精密空調的1.4倍。

4 結 語

隨著通信行業的快速發展，電力成本支出已經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籌考慮，才能達到最大的經濟效益，將節能減排落到實處。為通信設備提供安全、穩定的運行環境，是通信機房空調的首要責任?，F階段，精密空調應是運營商通信機房的最佳選擇。

參考文獻：

[1] 魏三強.基于新風系統的通信機房節能降耗技術研究[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的應用[J].科技創新導報，2009，（6）：110.

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