文/朱少華、朱碩

　　近年來，各行各業(yè)逐步吹響了節(jié)能減排的戰(zhàn)斗號角，在宏觀政策的引導下，電力、鋼鐵等高能耗行業(yè)紛紛加強技術革新，節(jié)能減排工作取得了初步成效。而在電信運營行業(yè)，通信機房作為節(jié)能減排的重點，對溫度、濕度等要求更高，在企業(yè)節(jié)能減排工作中應該引起高度重視。

　　通信機房節(jié)能減排的措施

　　通信機房節(jié)能減排應從管理節(jié)能和技術節(jié)能兩方面雙管齊下，以管理節(jié)能為基礎，逐步開展技術節(jié)能，積極穩(wěn)妥地實施節(jié)能減排。

　　管理節(jié)能

　　管理節(jié)能主要應考慮兩個方面。首先，在通信機房工程設計時，應給出較詳細的負荷計算說明和節(jié)能技術措施說明。目前的通信機房設計大多是用概算指標估算，且在估算過程中再加大負荷，使硬件設備長期在低負荷、低效率下運行，大馬拉小車現(xiàn)象嚴重。所以必須加強工程設計審核，嚴格把關；另外，必須把節(jié)能思想意識逐漸引入到各部門中，使通信機房在規(guī)劃、布局、色彩、方位及材料等方面為節(jié)能創(chuàng)造條件。

　　其次，必須加強制度建設，完善各種節(jié)能管理制度，做到賞罰分明，如：采用下送風方式的專用空調機房，在維護或施工人員檢修或布放線纜后，應及時蓋上靜電地板；定期檢查機房孔洞封堵情況，避免冷氣泄漏；將機房照明燈統(tǒng)一更換成節(jié)能燈照明；機房空調的溫度設置不能過低，一般在攝氏24至26度之間，采用舒適空調的一般性機房，在大氣溫度低于攝氏18度以下時，可以考慮停開空調，等等。

　　技術節(jié)能

　　技術節(jié)能就是通過采用各種新材料、新工藝或技術改造等措施來達到節(jié)能目的。

　　通信設備用電：由于通信網(wǎng)絡在用設備新舊交錯，耗電量也參差不齊。通過更換效率低下的在網(wǎng)設備，合理調整用電負荷能夠有效節(jié)能。

　　（一）“電改光”實現(xiàn)節(jié)能減排：隨著數(shù)字通信的高速發(fā)展，交換設備也隨之大量增加，傳統(tǒng)的用電纜連接交換設備的弊端日益突出：一是機房內數(shù)字配線架數(shù)量急劇增加，電纜密布，走線槽道不堪重負，機房空間嚴重不足；二是材料、能源消耗多，污染嚴重，且有些材料沒有再利用價值，成為污染性工業(yè)垃圾；三是工程建設難度大、周期長，傳輸工程施工中同軸電纜的布放、焊接、測試消耗工日最多，特別是走線槽道空間不足時布線非常困難；四是網(wǎng)絡維護中連接件故障率高，2M電路的同軸電纜接頭衰耗大，傳輸距離短，易出虛焊，易受靜電干擾，經(jīng)常發(fā)生連接件故障。為此，采用交換設備間光口直連技術，大量節(jié)約機房面積和原料（一對光纖可以替代原來的63個2M端口），且節(jié)能降耗，同時還能縮短工期（光口直連操作簡便，較電路直連工期可節(jié)省三分之一）及便于維護。

　　（二）服務器產(chǎn)品節(jié)能：以往大家比較忽視的電源供應器，其實是耗電的元兇之一——若輸出轉換效率不夠好，其會消耗更多電力。電源供應器的輸出轉換效率對于省電有多大幫助呢？目前已有多家廠商采用通過“80 Plus”認證的電源供應器，據(jù)測試，服務器采用了該電源供應器后，耗電量減少了27%。另外，適當降低電源供應器的瓦數(shù)也可節(jié)省電力。同時，服務器廠商采用的2.5寸硬盤的耗電量也僅為3.5寸硬盤的一半。

　　（三）機柜節(jié)能：透過水冷機柜降低空調費用，水冷機柜如同冰箱后方的冷卻導管，可將機柜排放的熱能直接與冷卻水交換，讓服務器排放的熱量直接被帶走，降低空調費用。節(jié)能型機柜采用了Speed-Step技術進行頻率和供電的管理；從交流供電轉化為直流供電（高效的直流電源可將電能的轉換效率從原來的80%以下提高到85%以上）。另外把服務器的風扇和部件更多地模塊化，在系統(tǒng)不使用相關部件時盡量使其處于不工作狀態(tài)，這樣也能有效地降低無用功率損耗。采取上述措施后，在一個包含30臺服務器的機柜中，能耗節(jié)省將超過18%。

　　（四）整并讓刀片服務器省電效益更顯著：目前機架服務器風扇的省電效率仍不及刀片服務器，主要原因在于，刀片機箱內所有的刀片運算模塊共享散熱風扇、電源供應器與網(wǎng)絡設備。機柜的通孔率高達83%，高通孔率再配以先進的風扇系統(tǒng)所提供的強力散熱氣流，充分滿足了刀片式服務器高熱密度的散熱需求，減少了機房內的能源消耗，為其營造了“綠色空間”。

　　（五）“程控交換機減容”實現(xiàn)節(jié)能減排：近年來，固話業(yè)務不斷萎縮，造成大量用戶機架閑置，而這些閑置的用戶機盤照樣消耗著不少電量，適時、有針對性地做好“程控交換機減容”工作，既可以節(jié)省通信機房用電量，又可以減少設備機架的熱排放量，做到兩全其美。值得注意的是，減容后的程控交換機用戶機架及線纜要及時拆除，以免阻礙機房內氣流暢通，影響空調制冷效果。

　　機房環(huán)境用電：機房環(huán)境節(jié)能的重點是空調節(jié)能。從技術的角度探討，主要包括以下幾個方面。

　　（一）變頻技術節(jié)能：這是一種應用廣泛的電機節(jié)能技術。應用了變頻技術的空調系統(tǒng)一方面降低了開關損耗，另一方面提高了低頻運轉時的能效。在空調多種節(jié)能技術的應用中，變頻技術是比較有效和成熟的技術。目前，在通信機房空調系統(tǒng)中，變頻節(jié)能技術主要有中央空調水系統(tǒng)變頻調速節(jié)能及機房專用空調壓縮機變頻兩種方式。

　　在中央空調水系統(tǒng)變頻調速節(jié)能方式中，采用交流變頻技術控制水泵的運行是目前中央空調系統(tǒng)節(jié)能改造的有效途經(jīng)之一。當所需流量減少，水泵轉速降低時，其電動機的所需功率按轉速的三次方下降，如水泵轉速下降到額定轉速的60%，即f=30Hz時，其電動機的功率下降了78.4%，即節(jié)電率為78.4%。

　　而在機房專用空調壓縮機變頻方式下，應用了變頻技術的空調機一方面降低了開關損耗，另一方面提高了低頻運轉時的能效。不過由于變頻技術的核心原理為高頻脈寬調制技術，使用變頻器就相當于增加了一個諧波源，而且空調設備的功率一般都比較大，因此對通信電源低壓配電系統(tǒng)的諧波干擾，以及通信設備的電磁干擾不容忽視。

　　在采用中央空調水系統(tǒng)變頻調速節(jié)能方式時，應盡量將空調系統(tǒng)的低壓配電與通信設備的低壓配電分隔開。機房專用空調壓縮機采用變頻技術，則應注意與通信設備保持距離并做好電磁防護措施。

　　（二）機房專用空調的自適應控制節(jié)能技術：通過自動計算機房不同的工況條件、空調冷量分布、風量擴張循環(huán)等綜合數(shù)據(jù)，動態(tài)跟蹤計算空調在外部不同季節(jié)的環(huán)境溫度與室內目標溫度的關系，以及空調當前的富余容量，精確控制“N+1”、“N+0”、“N-1” 等臺空調數(shù)量的優(yōu)先開關機順序，使空調組群始終處于最合理的工作狀態(tài)，提高優(yōu)化冷量的利用效果，達到空調效率最大化。該系統(tǒng)的安裝和施工簡單方便，不需對機房結構做任何變動，不影響原有空調系統(tǒng)結構，具有較好的安全性、可靠性，日常維護也相對簡單方便。

　　（三）冷水機組空調水處理：在冷水機組中，空調水系統(tǒng)水管的水垢、腐蝕及青苔對制冷系統(tǒng)影響極大，也是空調能耗高的重要原因之一。定期對空調水系統(tǒng)進行水處理是降低消耗、提高空調系統(tǒng)工作效率的一種方法。此外，采用高頻多段磁場對冷卻水系統(tǒng)及冷凍水系統(tǒng)的水質進行處理，也是一種可行的方法。

　　（四）利用自然冷源的節(jié)能技術——新風系統(tǒng)：其原理是利用機房室外的自然環(huán)境為冷源，當室外空氣溫度比室內低一定程度時，依靠通風將機房內的熱量帶走，實現(xiàn)室內散熱，從而達到降低機房內部溫度的目的，通過減少空調的使用時間達到節(jié)約電能的目的。新風系統(tǒng)主要有自然通風及熱交換兩種類型。

　　當室外空氣溫度較低時，自然通風新風系統(tǒng)直接將室外低溫空氣送至室內，為室內降溫。當室外溫度高，不足以帶走室內熱量時，則仍然開啟空調工作；熱交換新風系統(tǒng)在室外新風冷源的利用上采用了隔絕換熱的方式，只利用室外新風作為冷源帶走熱量，室外空氣并不直接進入室內，而室內空氣通過換熱冷卻后再被送回室內。

　　新風系統(tǒng)工作原理簡單，節(jié)能效果比較直接，但要注意兩點：第一，自然通風新風系統(tǒng)直接引入室外的空氣，使機房環(huán)境直接受外界影響，因此，如何保證機房的溫度、濕度、潔凈度，有待探討；第二，新風系統(tǒng)的效率主要受室內外溫差的影響，各地由于緯度、地勢和地理條件不同，氣候差異懸殊，因此節(jié)能效果也因地而異，需要通過實踐來驗證。

　　（五）新型制冷劑節(jié)能技術：目前已有一些R4**制冷劑替代常用的R12、R22等制冷物質，這種環(huán)保節(jié)能型制冷劑在某些地方進行了試驗性應用，取得了一定的效果，但也存在一些問題。根據(jù)目前掌握的資料和數(shù)據(jù)表明，使用R4**制冷劑的實際節(jié)能效果受各種因素影響，與理論計算有一定誤差，需要進一步在不同環(huán)境和條件下進行實驗測試，并在實際使用環(huán)境中跟蹤，長時間測量有關數(shù)據(jù)，觀察設備的運行情況。

　　諧波治理：諧波對電網(wǎng)的危害眾所周知。對諧波的治理，除了改善供電質量外，通過減少無功功率的消耗，也可以起到節(jié)能的效果。

　　提高空調制冷效率的有效辦法

　　提高空調制冷效率的一個有效辦法是實現(xiàn)“按需制冷”，將冷媒送到最貼近熱源的地方，也就是將制冷方式從房間級制冷轉變?yōu)闄C柜級別制冷，最后到芯片級制冷，這也正是機房制冷的發(fā)展趨勢。

　　傳統(tǒng)機房空調很少考慮機柜內部溫度，僅能保證機房內溫度符合要求，而實際上，由于刀片服務器的使用，機柜內很容易出現(xiàn)局部熱點。對此，傳統(tǒng)空調只能是靠進一步降低機房溫度來解決，由此造成浪費也在所難免。針對這種狀況，市場上出現(xiàn)了一種機柜級制冷的空調，它將制冷系統(tǒng)安裝在機柜之間，把冷風送到各個機柜的正面，然后從機柜的后部抽取熱風。由于冷風直接送到熱源附近，不像傳統(tǒng)的機房采用底部送風或天花板送風，因而可以保證機柜內不出現(xiàn)熱點。據(jù)統(tǒng)計，與傳統(tǒng)制冷系統(tǒng)相比，該制冷系統(tǒng)的電力消耗會節(jié)省50%以上。

　　如果說從傳統(tǒng)空調轉變?yōu)?amp;ldquo;按需制冷”，還需投入一定資金對機房進行改造因而不具有普遍性的話，也有一些不需要很大投入的節(jié)能方法，卻同樣能達到很好的節(jié)能效果。比如，將機柜兩兩相對，也就是在送風的冷風道上將兩排機柜面對面擺放，而回風的熱風道上將兩排機柜背靠背擺放。冷熱風道的形式減少了冷熱風會合的可能性，從而提高了冷風的利用率。另外，在系統(tǒng)的設計上盡可能采用下送風、上回風的送風方式，對機柜內部的氣流組織更細化，加裝阻風盲板和氣流分配單元等，對空調進行統(tǒng)一控制和及時維護，防止有的空調在加濕，而有的空調在除濕的現(xiàn)象，這些都是非常有效的節(jié)能技巧。

　　實際上，在制冷方面，國內和國外都有很多成功案例，不少通信機房獨創(chuàng)了很多高效率的制冷方法，值得借鑒。在國外，借助自然界天然冷空氣來為機房降溫已經(jīng)受到重視，據(jù)報道，位于美國羅德島的布萊恩特大學也在借助冰雪天氣來節(jié)約機房的電能消耗。其數(shù)據(jù)中心配有一套封閉的以乙二醇為冷卻劑的循環(huán)制冷系統(tǒng)，當天氣很冷時，系統(tǒng)就會利用室外的冷空氣給冷卻劑降溫，僅此一項就降低了20%–30%的電能消耗。

　　通信機房節(jié)能注意要點

　　首先，節(jié)能必須保證通信安全。節(jié)能不能影響機房環(huán)境質量、降低和導致設備壽命縮短。提倡通過合理調整設備工況實現(xiàn)節(jié)能目標，這種節(jié)能方式能起到延長設備壽命的作用。

　　其次，節(jié)能的效果不是無限的。節(jié)能只是把一些原來富余的冷量、電量、水量、風量節(jié)約下來，而不應把正常生產(chǎn)該消耗的能量也節(jié)省掉。如果一個機房所配置的空調不足，全部設備開起來也不能滿足要求，就根本談不上空調的節(jié)能問題。

　　第三，節(jié)能需要有一定的投入。節(jié)能技術的應用要增加或改造一定數(shù)量設備，也要增加設備維護工作量。應該對節(jié)能項目是否能做到既節(jié)約能源又降低運營成本進行跟蹤測試，并在作出綜合評估之后再決定是否需要啟動節(jié)能項目。

　　第四，節(jié)能必須因地制宜，不能生搬硬套。例如，新風節(jié)能系統(tǒng)在我國北方和低溫季節(jié)使用效果很好，但在南方和高溫天氣就會受到限制。應該先進行試點并詳細測試，取得經(jīng)驗后再逐步推廣。

　　結語

　　綜上可見，通信機房的節(jié)能減排工作大有潛力可挖，只要我們樹立“從我做起，從現(xiàn)在做起”的行動準則，切切實實行動起來，一定會取得滿意的成效。