【摘要】本文從機(jī)房能耗來(lái)源溫濕度潔凈度為源頭，就機(jī)房環(huán)境與通信設(shè)備兩個(gè)角度對(duì)機(jī)房節(jié)能進(jìn)行了論述，提出了合理設(shè)置機(jī)房環(huán)境，采用新技術(shù)，優(yōu)化設(shè)備布局，進(jìn)行機(jī)房科學(xué)管理，降低機(jī)房能耗的思路。對(duì)機(jī)房節(jié)能減排、機(jī)房布局規(guī)劃、機(jī)房工程管理、降低運(yùn)營(yíng)成本、提高企業(yè)服務(wù)質(zhì)量和競(jìng)爭(zhēng)力等都具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】移動(dòng)通信機(jī)房設(shè)備節(jié)能

一、引言

移動(dòng)通信技術(shù)運(yùn)用的不斷推陳出新，無(wú)線數(shù)據(jù)使用的便捷，智能終端推廣力度的加大促發(fā)了無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)爆發(fā)式的高速增長(zhǎng)。為了滿足通信業(yè)務(wù)發(fā)展需求，確保業(yè)務(wù)增長(zhǎng)后容量滿足需要，通信質(zhì)量不劣化，各大運(yùn)營(yíng)商將不得不在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上進(jìn)行充分的布局謀劃。鑒于無(wú)線通信工作方式的特殊性復(fù)雜性和高頻無(wú)線覆蓋范圍的有限性，移動(dòng)無(wú)線頻率復(fù)用度將很高，相應(yīng)的無(wú)線接入站點(diǎn)將不斷增加。在機(jī)房建設(shè)難度越來(lái)越大的外部環(huán)境下，分布式接入站點(diǎn)的不斷引入，將使得以原有接入機(jī)房為區(qū)域中心的機(jī)房和匯聚樞紐機(jī)房設(shè)備不斷增加。在機(jī)房環(huán)境不變的情況下，隨著通信設(shè)備特別是以數(shù)據(jù)和傳輸為用途的大功率高度集成化服務(wù)器設(shè)備增多，機(jī)房能耗控制及環(huán)境控制將成為運(yùn)營(yíng)商不可回避的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。根據(jù)2010年以來(lái)，各大運(yùn)營(yíng)商相關(guān)能耗統(tǒng)計(jì)（主要是電能，未包括油料消耗，新能源如風(fēng)能，太陽(yáng)能等統(tǒng)計(jì)），總體能耗趨勢(shì)是逐年遞增的詳見(jiàn)下圖，其響應(yīng)國(guó)家總體節(jié)能減排任務(wù)的壓力不小。

如何在確保設(shè)備用電不斷增加的同時(shí)，保障機(jī)房通信設(shè)備安全運(yùn)行的條件下，提高機(jī)房用電效率，合理控制PUE值，減少浪費(fèi)節(jié)約資源呢。本文將從機(jī)房環(huán)境，設(shè)備利用兩個(gè)角度多個(gè)緯度分別進(jìn)行研究，以尋求一個(gè)合理實(shí)用可行的解決辦法。

二、機(jī)房環(huán)境

2.1環(huán)境總體要求

在確保通信系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、節(jié)能環(huán)保的前提下，通信機(jī)房一般要求選擇電力供給穩(wěn)定可靠，交通、通信便捷，自然環(huán)境清潔，遠(yuǎn)離粉塵、油煙、有害氣體以及生產(chǎn)或貯存具有腐蝕性、易燃、易爆物品，水災(zāi)、火災(zāi)隱患區(qū)域，強(qiáng)振源強(qiáng)噪聲源強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾的場(chǎng)所建設(shè)機(jī)房。通信機(jī)房應(yīng)具備有效的防雷接地系統(tǒng)，防靜電，防火防水防鼠患措施及滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》等一系列相應(yīng)機(jī)房等級(jí)的消防設(shè)施和安全措施。

2.2能耗環(huán)境因素分析

在所有滿足機(jī)房安全生產(chǎn)環(huán)境的要素中對(duì)能耗要求息息相關(guān)的指標(biāo)主要涉及到三個(gè)因素：溫度，濕度，潔凈度。

備注：A級(jí)：直徑大于0.5μm的灰塵粒子濃度≤350粒/升；直徑大于5μm的灰塵粒子濃度≤3.0粒/升。

B級(jí)：直徑大于0.5μm的灰塵粒子濃度≤3500粒/升；直徑大于5μm的灰塵粒子濃度≤30粒/升。

C級(jí)：直徑大于0.5μm的灰塵粒子濃度≤18000粒/升；直徑大于5μm的灰塵粒子濃度≤300粒/升。

溫度是影響設(shè)備工作舒適度的重要因素之一，溫度過(guò)高設(shè)備易發(fā)熱宕機(jī)，溫度過(guò)低設(shè)備運(yùn)作困難反而導(dǎo)致能耗增加。作為通信機(jī)房溫度變化主要源于機(jī)房熱源，它來(lái)自于設(shè)備自身散熱、建筑負(fù)荷、人體散熱。機(jī)房設(shè)備散熱主要是有源通信設(shè)備如傳輸數(shù)據(jù)服務(wù)器、交換無(wú)線設(shè)備、開(kāi)關(guān)電源、通信監(jiān)控設(shè)備、機(jī)房照明及空調(diào)自身發(fā)熱，其發(fā)熱量相對(duì)穩(wěn)定；建筑負(fù)荷主要是房頂及墻面散熱、機(jī)房空間大小因素，隨機(jī)房物理位置、季節(jié)、氣候變化。人體散熱主要是人體自身發(fā)熱，因統(tǒng)計(jì)量小在機(jī)房溫度考慮中基本可忽略。

濕度是影響設(shè)備工作舒適度的又一重要因素，濕度過(guò)低易導(dǎo)致設(shè)備干燥產(chǎn)生靜電，濕度過(guò)高易讓設(shè)備受潮腐蝕損壞。其濕度受限于環(huán)境溫度的變化。

潔凈度是防止設(shè)備清潔度的重要指標(biāo)，灰塵過(guò)多易導(dǎo)致設(shè)備積灰影響散熱增加能耗，同時(shí)易導(dǎo)致電子設(shè)備腐蝕短路損壞。

2.3能耗環(huán)境控制對(duì)策

根據(jù)通信機(jī)房溫濕度潔凈度要求及機(jī)房熱源分析，滿足各類機(jī)房設(shè)備運(yùn)行良好的環(huán)境，目前對(duì)大型樞紐機(jī)房一般采用機(jī)房專用空調(diào)機(jī)組或精密空調(diào)進(jìn)行環(huán)境控制，一般機(jī)房采用普通空調(diào)或新風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)境控制?？照{(diào)設(shè)備的冷卻方式有風(fēng)冷、水冷等，風(fēng)冷有上部迸風(fēng)、下部進(jìn)風(fēng)、前進(jìn)風(fēng)后排風(fēng)等，送風(fēng)距離一般在10～20米范圍。但通信機(jī)房?jī)?nèi)部設(shè)備屬于全年24小時(shí)不間斷高負(fù)荷運(yùn)行，即使在冬季，也可能需要制冷。因此空調(diào)機(jī)在全年的大部分時(shí)間均須運(yùn)行，某些情況下須全年運(yùn)行，運(yùn)行周期較長(zhǎng)，空調(diào)耗能大。為此，我們建議多從物理降溫及環(huán)境設(shè)計(jì)方面予以考慮，降低能耗及資金需求。

首先，在機(jī)房局房站址及空調(diào)外機(jī)放置，通風(fēng)口設(shè)置方位上注意選取機(jī)房座南朝北方位，避免陽(yáng)光直射，減少墻面散熱量及外風(fēng)熱量直接進(jìn)入；空調(diào)外機(jī)置于屋頂時(shí)應(yīng)做好陰涼遮蔽工作，避免陽(yáng)光直射發(fā)熱。同時(shí)充分利用屋面墻面空間采用光伏技術(shù)，風(fēng)能技術(shù)等解決機(jī)房部分用電需求。

其次，在送風(fēng)方式上多采用地板下送風(fēng)或精確送風(fēng)上回風(fēng)，在風(fēng)道設(shè)計(jì)上采用熱通道/冷通道間隔布置方式，即：機(jī)柜面對(duì)面、背朝背布置，合理做好設(shè)備間隔要求及冷熱分區(qū)工作提高冷卻效率，降低能耗。避免機(jī)房潔凈度認(rèn)識(shí)誤區(qū)，不要一味強(qiáng)調(diào)密封防塵。對(duì)機(jī)房環(huán)境要求更高發(fā)熱量更大的IDC數(shù)據(jù)機(jī)房應(yīng)多采用EER≥3.0的高能效比機(jī)房空調(diào)；對(duì)環(huán)境要求較低發(fā)熱量較高的樞紐機(jī)房采用空調(diào)加新風(fēng)系統(tǒng)混合降溫方式節(jié)能；對(duì)環(huán)境要求較低的小型機(jī)房如接入層機(jī)房，多才用室外新風(fēng)方式如直排式節(jié)能或熱交換式節(jié)能。

最后，合理布置利用機(jī)房空間，避免設(shè)備放置特別是熱源設(shè)備過(guò)于集中，避免風(fēng)道堵塞，合理分配空調(diào)冷風(fēng)冷量，盡量做到“先冷設(shè)備，后冷環(huán)境”，減少無(wú)效功耗。

三、設(shè)備利用

作為機(jī)房熱源的通信設(shè)備，可從硬件角度采用IP化、小型化、采用PID技術(shù)，智能風(fēng)扇技術(shù)，高效DC/DC電源模塊，板件內(nèi)置溫控芯片等一系列更高集成化的板件，采用ATAE刀片服務(wù)器；軟件角度采用PBT，Transmitting Diversity，AMR，High Receive Sensitivity等關(guān)鍵技術(shù)，軟件功控技術(shù)、端口閑時(shí)自動(dòng)關(guān)斷技術(shù)等兩個(gè)方面實(shí)現(xiàn)占地減少，板件兼容性更強(qiáng)，板件類型數(shù)量減少，處理能力提升，功耗可管理可配置，機(jī)房設(shè)備總功耗下降。

在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)良好的基礎(chǔ)上，合理進(jìn)行設(shè)備布局也是機(jī)房節(jié)能的一大關(guān)鍵措施。應(yīng)按照設(shè)備功能用途遵循傳輸設(shè)備靠近外緣光纜線路側(cè)，依次為傳輸使用需求較大的無(wú)線控制設(shè)備，數(shù)據(jù)設(shè)備，網(wǎng)管監(jiān)控設(shè)備，核心交換設(shè)備等由外及內(nèi)放置相應(yīng)設(shè)備，使設(shè)備功能分區(qū)明晰減少線纜浪費(fèi)便于維護(hù)。由于大型綜合機(jī)房一般是交換、傳輸、數(shù)據(jù)，無(wú)線設(shè)備同在一個(gè)樓層（機(jī)房），優(yōu)點(diǎn)是多專業(yè)設(shè)備同置一個(gè)樓層（機(jī)房）內(nèi)，設(shè)備之間的連接可方便進(jìn)行，線纜節(jié)約。對(duì)此應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃分區(qū)，最好一種類型的設(shè)備規(guī)劃為一個(gè)區(qū)，加強(qiáng)冷熱設(shè)備的分區(qū)管理，重視區(qū)域布局的合理設(shè)置，讓設(shè)備看起來(lái)整齊劃一的同時(shí)，減少空調(diào)降溫能耗。

在設(shè)備通信連接方面，當(dāng)設(shè)備與成端配線架、DDF、ODF連接時(shí)，應(yīng)從兩種設(shè)備就近的位置為起始點(diǎn)進(jìn)行排列編號(hào)連接，編號(hào)較小的設(shè)備距離線路架柜最近，便于設(shè)備線纜布放的同時(shí)節(jié)約線材。同時(shí)應(yīng)對(duì)線纜電纜進(jìn)行規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)簽標(biāo)識(shí)，表明去向及功能，方便維護(hù)與故障排查。不同專業(yè)通信設(shè)備進(jìn)入機(jī)房都需要機(jī)柜進(jìn)行安裝，為此我們還要重視設(shè)備機(jī)柜的標(biāo)準(zhǔn)化選用，合理規(guī)劃分配柜內(nèi)機(jī)框的裝載與機(jī)柜內(nèi)氣流分配，強(qiáng)化柜內(nèi)冷熱隔離，堵塞空位，阻止空流，降低機(jī)柜發(fā)熱。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及服務(wù)器運(yùn)用，對(duì)于不同專業(yè)設(shè)備的監(jiān)控應(yīng)建立統(tǒng)一平臺(tái)盡量集中使用，減少監(jiān)控終端配置及能耗；借助能量管理系統(tǒng)，利用科學(xué)方法實(shí)時(shí)掌握負(fù)載用電情況。在保證設(shè)備未正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)關(guān)閉多余模塊、補(bǔ)償功率因數(shù)等實(shí)現(xiàn)節(jié)能；通過(guò)CFD模型，合理配置機(jī)房空調(diào)位置與數(shù)量，減少空調(diào)冗余能耗；合理規(guī)劃照明照度，采用LED節(jié)能照明技術(shù)等實(shí)現(xiàn)機(jī)房照明系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)節(jié)能管理。

四、節(jié)能思考

除了良好的設(shè)備控制及環(huán)境控制技術(shù)，加強(qiáng)機(jī)房節(jié)能的又一關(guān)鍵就是機(jī)房管理，“管理出效益”，我們要堅(jiān)持不懈的做好：1.建立專門制度，加強(qiáng)對(duì)節(jié)能項(xiàng)目實(shí)施效果的定期檢查和考核，加強(qiáng)對(duì)員工的節(jié)能教育，遵守國(guó)家節(jié)能政策，養(yǎng)成良好的節(jié)能習(xí)慣。2.在保證機(jī)房環(huán)境指標(biāo)的前提下，適當(dāng)提高機(jī)房室內(nèi)溫度，盡量減少空調(diào)運(yùn)行時(shí)間。定期對(duì)機(jī)房進(jìn)行清理整治，停用、拆除不用的淘汰下網(wǎng)設(shè)備。3.加強(qiáng)新入網(wǎng)設(shè)備布局規(guī)劃，積極才用新技術(shù)新能源及低功耗設(shè)備，淘汰老舊及高功耗設(shè)備使用，嚴(yán)格機(jī)房進(jìn)出制度，加強(qiáng)工程管理與隨工驗(yàn)收，嚴(yán)控非標(biāo)設(shè)備帶病入網(wǎng)。但是，我們?cè)谧⒅貦C(jī)房節(jié)能的過(guò)程中要避免單純“為節(jié)能而節(jié)能”思想，降低通信設(shè)備質(zhì)量要求，盲目增加改造資金投入，一蹴而就實(shí)現(xiàn)機(jī)房節(jié)能，正確處理好節(jié)能與資源節(jié)約的關(guān)系，避免產(chǎn)生新的資源浪費(fèi)。

總之，在科學(xué)合理引進(jìn)新技術(shù)新材料新能源對(duì)機(jī)房進(jìn)行安全節(jié)能的不斷努力中，我們相信機(jī)房節(jié)能的效果及目標(biāo)一定能實(shí)現(xiàn)。

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