機房是能耗的重頭，就目前的機房整體運營情況而言，在節(jié)能環(huán)保方面還有更大的上升空間。機房節(jié)能一直是節(jié)能環(huán)保的關鍵環(huán)節(jié)，也已得到了行業(yè)內各方用戶的普遍關注，與呈幾何級數增長的能源消耗和IT設備擴充速度相比，節(jié)能環(huán)保工作還是面臨著很大的壓力。

如今，在機房能耗方面存在的最大問題就是——配套設備成了“電老虎”。根據調查，在IDC機房中，單純用在IT設備及服務器、存儲、網絡通信設備上的電力輸入只占總消耗的50%。也就是說，當數據中心消耗了100度的電能時，用在IT設備和網絡通信設備上的只有50度。能否順應電信運營商數據中心密度的提升而實現有效的電能共贏，以及有效的冷卻，這其實是影響電信運營商能耗的一個最關鍵環(huán)節(jié)。由于刀片服務器、虛擬化技術等被大規(guī)模應用，數據中心的密度也越來越高。空調的能耗已經占到了機房電能消耗的近40%。

與此同時，可靠性和節(jié)能降耗也是機房空調專業(yè)永恒的主題。節(jié)能是努力的重要方向，但節(jié)能也是有條件的，那就是必須把可靠性放在第一位，即要在保證通信系統(tǒng)安全運行、各種參數符合標準要求的前提下。本文結合IDC機房的特點和機房專用空調的特點，對幾個節(jié)能的方向進行探討，僅供參考。

一、減少設備發(fā)熱量

首先，我們來分析一下通信企業(yè)能源的消耗的構電能的消耗可以分為生產用電、營業(yè)用電和辦公用電等，其中最主要的就是生產用電，圖1所示為某電信企業(yè)生產用電構成比例。

從圖中可以看出節(jié)能工作不僅僅是動力專業(yè)的工作，作為通信配套的動力專業(yè)雖然努力在各環(huán)節(jié)中進行節(jié)能，但能耗的根源還是在通信設備的電耗。根據某公司比較權威的測算，通信設備1W的功耗，在DC-DC前級將達到1.39W，在變輸電設備前達到1.65W，加上配套空調的能耗1.07W，總計2.72W。這就意味著，每降低1份的通信設備功耗，可以帶來2.72倍的局端總功耗。由此可見，節(jié)能的源頭還是在通信設備本身，只有解決根本性習題，才會真正產生可觀的經濟效益。

隨著IDC機房托管的服務器數量不斷增加，供電負載己經不能滿足服務器數目的需求，服務器用電量和機房空調用電由此產生沖突，導致有部分機房已經對功率大于180W左右的服務器拒絕供托管服務。雖然這一門檻設得有些高(很多服務器已經遠遠大于此標準)，但也確實可以看出矛盾的突出。既要保持服務器的功能符合用戶需求，又能減低服務器的功耗，是解決這一矛盾的最佳策略。服務器中最核心的部分就是CPU，通過市場測試數據，不同CPU平臺的服務器在滿載的情況下，功耗能相差近50W。

如果以某500m2的機房為例，安裝機架200個，每個機架裝15臺服務器，如果每臺A服務器比B服務器的功耗低50W，那么整個機房的功耗將少150kW，這是一個非常驚人的數字。以制冷系數為3.5計算，平衡150kW的散熱量所需要的空調制冷電功率為42.86kW.

從這幾個簡單的數據可以看出，使用低功率服務器對于節(jié)能的作用非常大。如果IDC市場部門能夠給予使用低功率服務器的客戶一些優(yōu)惠，這種節(jié)能將是一種雙贏。

二、合理控制室內溫度參數

長期以來，出于安全、節(jié)能等多方面考慮，對于機房溫度設定應該偏上限值、下限值還是隨季節(jié)調整，一直爭議很大。由于我國地域遼闊，各地的情況不同，所以這個問題絕不能一概而論。但是機房溫度提高，對于節(jié)能是有明顯效果的，而且這種節(jié)能是不需要直接經濟投入即有產出的。

IDC機房空調的設定溫度一般為21——25℃，個別機房空調溫度控制得很低，甚至低在20℃，非常浪費能源，因此，合理設定機房空調的溫度顯得尤其重要。近期國外有報道稱，隨著服務器的功能的提升，IDC機房環(huán)境溫度可以為28C。查閱部分服務器的性能指標，機箱內溫度在40C以下是可以正常運行的。因此我們現行的較為嚴格的機房環(huán)境溫度規(guī)定還是值得商榷的。在沒有明確新標準前，我們比較合理的做法是在夏季將溫度設定偏高些，冬季設定偏低些。

合理提高機房設定溫度有如下節(jié)能效果和優(yōu)點:

1.降低室內外傳熱溫差，從而可降低因圍護結構傳熱形成的空調負荷；

2.可降低新風形成的空調負荷；

3.空調的蒸發(fā)溫度相應提高，制冷系數提高?？山档蛯﹄娏Ω叻遑摵傻男枨?，節(jié)約用電量。

表6-2是某民用建筑在不同室內溫度情況下的節(jié)能效果，可以看出在室內溫度提高2℃時可以節(jié)能18%，提高4℃時節(jié)能更多。

對于機房設定溫度提高后的節(jié)能效果，雖然目前還沒有非常權威的數據，但有提高1℃溫度大約能節(jié)約空調耗電2%~5%的結論。

三、提高建筑物圍護結構熱工性能

建筑物及其圍護結構對節(jié)能的影響主要有如下幾個方面：

1、建筑物的朝向

同樣形狀的建筑物，南北朝向比東西朝向冷負荷小。對一個長寬比為4:1的建筑物，東西向比南北向冷負荷約增加70%。因此，選擇合理的建筑物朝向是一項重要的節(jié)能措施。

2、外窗面積   從建筑物的圍護結構(窗、墻、樓板、屋蓋、地板等)傳入室內的熱量中，外窗的傳熱量和太陽輻射占圍護結構的總傳熱量比例很大。因而要盡量減少外窗面積，并采取有效的遮陽措施，如選用特種玻璃、雙層玻璃，使用窗簾或遮陽板等。

建筑圍護結構的保溫性能直接影響空調房間的冷熱負荷。有關文獻指出，圍護結構傳熱系數每增大lW/(m2•K)，在其他工況不變條件下空調系統(tǒng)設計負荷約增加30%。

因此，提高建筑物保溫性能是減少空調系統(tǒng)能耗的重要措施之一。以下措施可有效降低圍護結構的傳熱系數，從而降低能耗。

1.合理控制窗墻比。由于窗戶的透光性強、保溫性差，所以通過外窗戶進入室內的負荷占建筑總負荷的比例很高，因此在保證室內采光通風前提下合理控制窗墻比非常重要。一般的窗墻比規(guī)定為:北向之35%;南向乓25%;東西向毛30%。

2.采用新型墻體材料與復合墻體圍護結構。在進行經濟性、可行性分析的前提下，在墻體內外側敷設保溫隔熱新材料，屋頂可設通風屋面、遮陰棚和栽種花草樹木以降低建筑物的得熱量。

3.采用氣密性好的門窗以減少空調房間冷(熱)量滲漏，建筑外表面盡可能處理成白色或淺色調以減少輻射得熱。

4.在工程允許的經濟條件下，盡量采用具有隔熱保溫性能的吸熱玻璃、反射玻璃、低輻射玻璃等，避免使用單層白玻璃。

四、利用自然冷源

冬季或部分地區(qū)的春秋兩季，室外空氣溫度較低，機房室內空氣溫度卻較高，仍需要供冷。尤其是沒有外墻、外窗的內區(qū)房間，由于機房內設備的持續(xù)散熱量沒有途徑散發(fā)到室外，室內仍需供冷。由于此時冷負荷較小，冷機制冷系數較低、能耗大，若開啟冷機供冷極不合理。其實大自然是最好的冷源，不僅不需要能耗取得，而且供給充足，屬于綠色冷源。常見且容易利用的自然冷源主要有以下兩種。

1、地下水或地表水

地下水常年保持在較低的溫度，地表以下5~lOm的地層溫度就不隨室外大氣溫度的變化而變化，一般可以維持在15~17。C，所以地下水可以作為空調系統(tǒng)的冷源。但近年來的研究表明，過量開采地下水對于地面沉降影響很大，而且會威脅整個國家未來的淡水資源，目前己經不建議使用地下水。地表水包括江、河、湖泊等，在春秋或冬季，只要地表水高于冰點，就能通過管路引入作為冷源。

2、室外冷空氣

春秋季和冬季的室外空氣溫度較低，可用于空調系統(tǒng)供冷。考慮到空氣直接進入機房，容易將灰塵等有害物帶入機房，可以用間接冷卻的辦法來解決。例如帶經濟盤管的專用空調的冬季運行，利用冷卻塔供冷，帶風機的窗式熱交換器，小型機房采用熱管方式將冷量傳入機房等。

五、從排風中回收熱量

在空調負荷中，新風負荷占一定比例。在有排風的空調系統(tǒng)中，在排風段利用熱交換器回收排風中的能量以節(jié)約新風負荷是空調節(jié)能的一項有力措施。如果在排風中設置熱交換器(如轉輪式全熱交換器)，最多可節(jié)約70%~80%的新風能耗。由于目前IDC機房基本不設排風，所以此方法使用的機會并不多，但它卻提供了一種節(jié)能的思想，值得借鑒。

六、通過技術改造提高空調性能

在目前己經使用的空調系統(tǒng)中，早期的產品在先進性方面相較新產品會有明顯不足，通過技術改造，可以提升性能?？梢圆扇〉拇胧┯校?/p>

1.使用高能效比的壓縮機，例如渦旋壓縮機等，其能效比明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的活塞式壓縮機。

2.使用變頻技術，包括大型機組加裝變頻器或直接選用有變頻功能的空調。

3.適當放大冷凝器，增加散熱面積，降低冷凝溫度，提高制冷系數。

4.添加冷凍油添加劑，減阻抗磨，增強冷凝器和蒸發(fā)器的換熱。

5.夏季對風冷型冷凝器進行遮陽，水霧降溫等措施，即減少高壓跳機故障，又能節(jié)能降耗。

6.科學的氣流組織，減少室內溫度死區(qū)，充分發(fā)揮制冷效率。

7.計算機自動控制空調的工作狀態(tài)，依據環(huán)境溫濕度，自動精確變設定。

8.乙二醇節(jié)能技術。

七、加強日常管理

日常管理是節(jié)能是否實際有效的關鍵，一個設計再好的空調系統(tǒng)，如果管理不善，同樣達不到節(jié)能目的。同時，通過管理進行節(jié)能，是投入最少、見效最快、收獲最大的一種方法。日常管理的節(jié)能措施有以下7個。

1.加強日常和定期的對設備和系統(tǒng)的維護。例如閥門、構件等的維護，防止冷熱水和冷熱風的跑、冒、滴、漏；冷凝器等換熱設備傳熱表面的定期除垢或除灰；過濾器、除污器等設備定期清洗；經常檢查自控設備和儀表，保證其正常工作等。

2.合理調節(jié)開啟空調的數量，不要將備用空調當作主用，常年開機備用。

3.經常性檢修空調，使空調處在最佳運行工況。經測試，10匹的空調，在最佳狀態(tài)下增加509氟里昂或減少509氟里昂，會增加制冷電耗3%左右。因此便空調處在最佳工況是最簡易的節(jié)能方法。但在實際使用中，大約40%~50%的空調并末在最佳工況下。

4.對系統(tǒng)的運行參數進行監(jiān)測，從不正常的運行參數中發(fā)現系統(tǒng)的問題，進行合理改造。經常出現的問題有設備選擇過大、運行能耗高等。

5.保持機房的氣密性，控制室外空氣的入侵。尤其是在夏季，減少室外新風的入侵，能堿少大量制冷能耗。

6.當過渡季節(jié)中室內有冷負荷時，可以適當考慮采用室外新風的自然冷卻能力，節(jié)省人工冷源的冷量。

7.根據季節(jié)的變換，合理設置機房溫濕度，減少額外消耗能量。

結語

近幾年來電信行業(yè)的發(fā)展速度驚人，許多在之前沒有遇到過的問題，現在我們必須對其進行很好的解決，而隨著我國電信行業(yè)的發(fā)展進入3G時代，還會面對更多的挑戰(zhàn)在對機房空調可靠性與節(jié)能關注的同時，經濟性也是重要的考量指標，對于以往的部分節(jié)能措施，節(jié)能不節(jié)錢，甚至經濟性非常差，投入高于節(jié)約的電費，這樣的節(jié)能措施是值得商榷的。當然，對于目前經濟性較差，投資回報暫時無明顯優(yōu)勢，但前景比較光明的措施，還是應采取積極的支持態(tài)度。

來源：機房空調 http://businessbrokermaryland.com/

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