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通信機房環境溫度調整 節能研究與分析

時間: 2014-07-29 23:13 來源: 郵電設計技術

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0 前言

深入開展節能減排已成為體現社會責任和提高企業效益的一項重要工作,探索、研究有效的節能手段是大家共同努力的方向和目標。在保證通信設備安全運行的前提下,通過合理控制機房環境溫度,減少空調的運行時間,是一種實現節能減排的有效方法。

1 研究背景及工作任務

通信企業針對各類機房制定了不同的環境質量標準,但在實際應用中,為了更好地保證設備安全穩定運行,大量機房的環境溫度設置均低于相應的要求,存在空調能耗浪費和機房的PUE值偏高等情況。 通信機房環境溫度調整節能研究的內容主要包括2個方面,即合理提高通信機房溫度后對于通信設備是否產生不利的影響,對提高機房環境溫度的可行性進行科學的評判。準確測算提高機房環境溫度后,在不同地區、不同氣候條件下的節能效果。

2 實施方案及具體要求

2.1 機房選取 在浙江省內的二、三類機房中,選取4個具有代表性的機房同步開展測試和研究,一方面降低測試風險,另一方面方便對同類機房進行對比分析。試點機房的空調工作正常,氣流組織合理,沒有局部過溫情況,整個機房環境溫差小于2℃。 2.2 測試方法 測試采用縱向比較的方式,即兩類試驗機房低溫對比溫度(日常環境溫度)均設定為25℃,二類機房提高環境溫度為27℃,三類機房提高為29℃,將提高環境溫度后的空調能耗與日常環境溫度下的空調能耗進行比較。環境溫度的檢測標準按照《通信中心機房環境條件要求》(YDT 1821-2008)執行。 2.3 測試周期安排 本次測試和研究分為4個周期,每個周期14天。提高溫度情況下運行7天,對比測試溫度25℃情況下運行7天。測試時間跨度較大,室外溫度范圍為5~36℃,涵蓋全年大部分氣候條件。 2.4 溫度設定與調整 設定環境溫度采用監控系統設置或手動現場設置,同時進行現場確認。試驗第一天10:00設定機房環境溫度到25℃,記錄該時刻空調和通信設備電度表的數值;第二天10:00,將環境設定溫度調整為27/29℃,記錄該時刻空調和通信設備電度表的數值;第三天10:00,將環境設定溫度調整為25℃,記錄該時刻空調和通信設備電度表的數值,按照該方式循環測試,每隔24 h調整一次空調設定溫度。 2.5 數據采集與管理 為確保試驗數據真實可靠,電量數據采集手工抄錄和監控系統自動采集同時進行,手工每天2次,在10:00調整機房環境溫度時一次,在11:00時一次;自動采集每小時一次(整點)并記錄歷史數據。根據現場情況設置室內溫濕度傳感器,重點關注可能出現的高溫處。室外設置2個溫濕度傳感器,所有溫濕度測點每5 min采集一次,高溫告警數據實時存貯,正常的歷史數據每小時存貯4次。

3 測試平臺搭建

3.1 系統概況 本次測試搭建了全智能化的測試平臺,由采集分路、智能電表、傳輸線路、數據庫服務器、業務終端等組成。系統能夠記錄每一個用電分路和溫濕度測點的測試數據,與末端采集一一對應,系統結構如圖1所示。

通信機房環境溫度調整 節能研究與分析

3.2 網絡設備及底端采集單元 測試平臺是典型的基于C/S結構的監控系統,相關網絡設備的功能及應用在此不再詳述。測試平臺中安裝有電量采集分路、智能電表及管理單元等底端硬件設備,傳感器及儀表的精度均優于行業標準規定的要求。 3.3 軟件功能及平臺界面 系統軟件能夠滿足各類數據的采集、上報和存儲功能。針對查詢需求,開發了分類統計報表,可定期進行結果分析和驗證。

4 基礎數據及節能效果分析

4.1 機房基礎信息 A機房內配置有華為CC08型IP前置機、華為NE40E路由器、JUMIPER ME40路由器、朗訊CBX500型ATM交換機、華為2500傳輸設備;B機房配置有華為MA5100寬帶數據設備、艾默生PS48300-1B/30開關電源、華為CC08語音SM2。測試機房的物理狀況及負載情況詳見表1。

表1 機房基礎信息

通信機房環境溫度調整 節能研究與分析

4.2 測試數據記錄 測試數據按照表2格式進行記錄,并定期進行核對分析。

通信機房環境溫度調整 節能研究與分析

4.3 節能效果評估方法 環境25℃平均功率=環境25℃測試期間空調功耗/測試時間。 通信設備環境25℃平均功率=環境25℃測試期間通信設備功耗/測試時間。 環境節電率=(環境25℃平均功率-環境27℃平均功率)/環境25℃平均功率。 4.4 測試結果分析 4個測試周期的工況條件和測試結果詳見表3。

通信機房環境溫度調整 節能研究與分析

4.4.1 二類機房:溫度調整范圍為2℃ 該機房位于綜合樓中的四層,空間相對較大,負荷率不高,空調配置的冗余量較大。前兩期測試仍然處于華東地區的高溫季節,溫度調整后節能效果較為明顯;節約空調能耗的比例約為15%,溫度提高1℃節約空調能耗的比例約為7%。第三期開始室外溫度有所降低,晝夜溫差加大,節約空調能耗的比例為11%,溫度提高1℃節約空調能耗的比例約為5%。第四期已進入低溫季節,在此機房的工況條件下空調需要制冷的時間非常短,因此節能效果不明顯,節約空調能耗的比例為2%,溫度提高1℃節約空調能耗的比例約為1%。 4.4.2 三類機房:溫度調整范圍為4℃ 該機房位于一個五層建筑的二層,屬于中等規模的匯聚層機房,機房空間較大,單位面積的負載率不高。前兩期處于高溫季節,溫度調整后節能效果較為明顯;節約空調能耗的比例約為24%,溫度提高1℃節約空調能耗的比例在6%左右。第三期開始室外溫度有所降低,晝夜溫差加大,節約空調能耗的比例約為4%,溫度提高1℃節約空調能耗的比例約為1%。第四期已進入低溫季節,在此機房的工況條件下空調不需要工作,室內溫度也可保持在規定的范圍內。

5 經驗總結及建議

a) 在保證通信設備安全運行的前提下,通過合理控制空調工作時間和機房環境溫度,減少空調的運行時間,是一種實現節能減排的有效方法,關鍵和難點在于如何找到最佳的平衡。 b) 機房環境溫度調整節能研究的價值主要體現在2個方面:第一是建立了一套較為完善的測試、評估方法,可為后續工作提供借鑒;第二是為同類條件下評估溫度調整的節能效果提供了參考依據。 c) 在機房沒有局部過熱的前提下,二類機房環境溫度控制在27℃的范圍內、三類機房控制在29℃的范圍內,能夠滿足絕大部分語音、數據、傳輸等專業設備正常運行的需求,個別情況需進一步討論和驗證。 d) 分析機房的環境溫度與空調能耗的關聯關系,涉及建筑條件、機房類別、單位面積功率、空調配比及使用時間、機房氣流組織合理性、環境質量要求等主要因素,這些是建立準確測算模型的基礎條件,其相互關系較為復雜,需要大量的實測數據方可得出準確結論。 e) 機房溫度調整必須考慮所在的網絡層級、機房重要程度、通信設備情況、氣候環境、專業屬性等條件,現網中只有部分機房適合進行溫度調整,需要根據當地具體情況進行分析和確定。機房內有對溫度要求較高的設備不能調整,如上海貝爾p3s交換機、北電LH1600傳輸設備、ECI傳輸設備等。 通信網絡節能減排主要包括加強管理和實施技術改造兩大方面,管理措施是基礎和前提,技術改造措施是實現創新和優化的必要手段。相對而言,管理節能更具有低成本、高效益的特征,而通信機房環境溫度調整節能可以在很大程度上體現管理節能的價值。

參考文獻: [1] YDT 1821-2008 通信中心機房環境條件要求[S/OL]. [2011-06-25].

(責任編輯:6g下載網)

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