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通信机房环境温度调整 节能研究与分析

时间: 2014-07-29 23:13 来源: 邮电设计技术

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0 前言

深入开展节能减排已成为体现社会责任和提高企业效益的一项重要工作,探索、研究有效的节能手段是大家共同努力的方向和目标。在保证通信设备安全运行的前提下,通过合理控制机房环境温度,减少空调的运行时间,是一种实现节能减排的有效方法。

1 研究背景及工作任务

通信企业针对各类机房制定了不同的环境质量标准,但在实际应用中,为了更好地保证设备安全稳定运行,大量机房的环境温度设置均低于相应的要求,存在空调能耗浪费和机房的PUE值偏高等情况。 通信机房环境温度调整节能研究的内容主要包括2个方面,即合理提高通信机房温度后对于通信设备是否产生不利的影响,对提高机房环境温度的可行性进行科学的评判。准确测算提高机房环境温度后,在不同地区、不同气候条件下的节能效果。

2 实施方案及具体要求

2.1 机房选取 在浙江省内的二、三类机房中,选取4个具有代表性的机房同步开展测试和研究,一方面降低测试风险,另一方面方便对同类机房进行对比分析。试点机房的空调工作正常,气流组织合理,没有局部过温情况,整个机房环境温差小于2℃。 2.2 测试方法 测试采用纵向比较的方式,即两类试验机房低温对比温度(日常环境温度)均设定为25℃,二类机房提高环境温度为27℃,三类机房提高为29℃,将提高环境温度后的空调能耗与日常环境温度下的空调能耗进行比较。环境温度的检测标准按照《通信中心机房环境条件要求》(YDT 1821-2008)执行。 2.3 测试周期安排 本次测试和研究分为4个周期,每个周期14天。提高温度情况下运行7天,对比测试温度25℃情况下运行7天。测试时间跨度较大,室外温度范围为5~36℃,涵盖全年大部分气候条件。 2.4 温度设定与调整 设定环境温度采用监控系统设置或手动现场设置,同时进行现场确认。试验第一天10:00设定机房环境温度到25℃,记录该时刻空调和通信设备电度表的数值;第二天10:00,将环境设定温度调整为27/29℃,记录该时刻空调和通信设备电度表的数值;第三天10:00,将环境设定温度调整为25℃,记录该时刻空调和通信设备电度表的数值,按照该方式循环测试,每隔24 h调整一次空调设定温度。 2.5 数据采集与管理 为确保试验数据真实可靠,电量数据采集手工抄录和监控系统自动采集同时进行,手工每天2次,在10:00调整机房环境温度时一次,在11:00时一次;自动采集每小时一次(整点)并记录历史数据。根据现场情况设置室内温湿度传感器,重点关注可能出现的高温处。室外设置2个温湿度传感器,所有温湿度测点每5 min采集一次,高温告警数据实时存贮,正常的历史数据每小时存贮4次。

3 测试平台搭建

3.1 系统概况 本次测试搭建了全智能化的测试平台,由采集分路、智能电表、传输线路、数据库服务器、业务终端等组成。系统能够记录每一个用电分路和温湿度测点的测试数据,与末端采集一一对应,系统结构如图1所示。

通信机房环境温度调整 节能研究与分析

3.2 网络设备及底端采集单元 测试平台是典型的基于C/S结构的监控系统,相关网络设备的功能及应用在此不再详述。测试平台中安装有电量采集分路、智能电表及管理单元等底端硬件设备,传感器及仪表的精度均优于行业标准规定的要求。 3.3 软件功能及平台界面 系统软件能够满足各类数据的采集、上报和存储功能。针对查询需求,开发了分类统计报表,可定期进行结果分析和验证。

4 基础数据及节能效果分析

4.1 机房基础信息 A机房内配置有华为CC08型IP前置机、华为NE40E路由器、JUMIPER ME40路由器、朗讯CBX500型ATM交换机、华为2500传输设备;B机房配置有华为MA5100宽带数据设备、艾默生PS48300-1B/30开关电源、华为CC08语音SM2。测试机房的物理状况及负载情况详见表1。

表1 机房基础信息

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4.2 测试数据记录 测试数据按照表2格式进行记录,并定期进行核对分析。

通信机房环境温度调整 节能研究与分析

4.3 节能效果评估方法 环境25℃平均功率=环境25℃测试期间空调功耗/测试时间。 通信设备环境25℃平均功率=环境25℃测试期间通信设备功耗/测试时间。 环境节电率=(环境25℃平均功率-环境27℃平均功率)/环境25℃平均功率。 4.4 测试结果分析 4个测试周期的工况条件和测试结果详见表3。

通信机房环境温度调整 节能研究与分析

4.4.1 二类机房:温度调整范围为2℃ 该机房位于综合楼中的四层,空间相对较大,负荷率不高,空调配置的冗余量较大。前两期测试仍然处于华东地区的高温季节,温度调整后节能效果较为明显;节约空调能耗的比例约为15%,温度提高1℃节约空调能耗的比例约为7%。第三期开始室外温度有所降低,昼夜温差加大,节约空调能耗的比例为11%,温度提高1℃节约空调能耗的比例约为5%。第四期已进入低温季节,在此机房的工况条件下空调需要制冷的时间非常短,因此节能效果不明显,节约空调能耗的比例为2%,温度提高1℃节约空调能耗的比例约为1%。 4.4.2 三类机房:温度调整范围为4℃ 该机房位于一个五层建筑的二层,属于中等规模的汇聚层机房,机房空间较大,单位面积的负载率不高。前两期处于高温季节,温度调整后节能效果较为明显;节约空调能耗的比例约为24%,温度提高1℃节约空调能耗的比例在6%左右。第三期开始室外温度有所降低,昼夜温差加大,节约空调能耗的比例约为4%,温度提高1℃节约空调能耗的比例约为1%。第四期已进入低温季节,在此机房的工况条件下空调不需要工作,室内温度也可保持在规定的范围内。

5 经验总结及建议

a) 在保证通信设备安全运行的前提下,通过合理控制空调工作时间和机房环境温度,减少空调的运行时间,是一种实现节能减排的有效方法,关键和难点在于如何找到最佳的平衡。 b) 机房环境温度调整节能研究的价值主要体现在2个方面:第一是建立了一套较为完善的测试、评估方法,可为后续工作提供借鉴;第二是为同类条件下评估温度调整的节能效果提供了参考依据。 c) 在机房没有局部过热的前提下,二类机房环境温度控制在27℃的范围内、三类机房控制在29℃的范围内,能够满足绝大部分语音、数据、传输等专业设备正常运行的需求,个别情况需进一步讨论和验证。 d) 分析机房的环境温度与空调能耗的关联关系,涉及建筑条件、机房类别、单位面积功率、空调配比及使用时间、机房气流组织合理性、环境质量要求等主要因素,这些是建立准确测算模型的基础条件,其相互关系较为复杂,需要大量的实测数据方可得出准确结论。 e) 机房温度调整必须考虑所在的网络层级、机房重要程度、通信设备情况、气候环境、专业属性等条件,现网中只有部分机房适合进行温度调整,需要根据当地具体情况进行分析和确定。机房内有对温度要求较高的设备不能调整,如上海贝尔p3s交换机、北电LH1600传输设备、ECI传输设备等。 通信网络节能减排主要包括加强管理和实施技术改造两大方面,管理措施是基础和前提,技术改造措施是实现创新和优化的必要手段。相对而言,管理节能更具有低成本、高效益的特征,而通信机房环境温度调整节能可以在很大程度上体现管理节能的价值。

参考文献: [1] YDT 1821-2008 通信中心机房环境条件要求[S/OL]. [2011-06-25].

(责任编辑:6g下载网)

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