通信機房節能降耗新技術應用與分析

江永杰，譚笑丹，曾廣文

（中國聯合網絡通信有限公司廣東省分公司，廣東 廣州 510627）

0 引 言

近年來，不可再生能源的不斷開發，導致能源問題越來越突出，如何進行節能降耗顯得尤為關鍵，特別是通信機房節能降耗成為諸多節能項目的重中之重。積極響應國家“碳達峰、碳中和”的政策，根據通信機房實際情況，圍繞節能降耗工作目標，積極探索通信機房節能降耗新技術與新措施[1]。針對當前通信機房一些“老舊小散”的設備進行相應的資源整合與節能改造，達到預期的節能降耗效果。對于通信機房，如果不及時地整改相關能耗與節能問題，那么后續會出現一系列的安全隱患與運維管理風險。目前，通信機房能耗大的相關因素較復雜，導致節能降耗過程存在難度，如何采取新技術與新措施是文章的研究重點。

1 存在問題

新建通信機房的設計以能源利用效率（Power Usage Effectiveness，PUE）為導向，在設備的選擇與建造過程中，注重節能、綠色技術的應用。傳統通信機房的一些設計仍然使用舊技術與舊設計方案，導致節能降耗方面改造起來非常復雜，也很困難[2]。按照國際標準化組織（International Organization for Standardization，ISO）的定義，PUE 統稱為關鍵性能指標，或者稱為關鍵績效指標，研究這些指標對于數據中心具有十分重要的意義[3]。由于單機柜容易增加功耗，且通信機房發生制冷不佳，會引起熱島效應，造成機房的PUE 達到2.5 以上。根據相關調查研究，通信機房的能耗分布情況如圖1 所示，可以看出，通信機房空調的能耗占45%，其次是計算機設備占18.0%[4]。因此，空調與計算機設備的能耗控制直接影響到通信機房的節能效果。如何進一步優化空調與計算機設備能耗控制優化，是通信機房工作人員和管理人員需要在實際工作中重視的問題。

圖1 通信機房總能耗分布情況

當下，不少機房存在空間利用率不高、負載設備較少、配套空調制冷效率不高等問題，導致大量能源消耗。機房內的熱交換出現不均衡，機房內空調開啟數量增加，制冷產生的能耗相應增加，如果機房的局部溫度降低，則會提高外界環境對機房本身的熱輻射，進而產生更大的能耗[5]。通信機房能耗增加如圖2 所示。由圖2 可知，機房內的熱交換系統動態變化，需要有一套智能化管理手段對其進行控制，使通信機房內的溫度達到比較均衡的狀態，以免因過熱產生更大的能耗。

圖2 通信機房能耗增加示意

2 通信機房節能降耗新技術與應用

2.1 室外新風系統+室內溫度設定

在中心機房安裝新風系統，運用節能新技術的理念，將較低溫度的室外新風引入較高溫度的室內進行熱交換，達到一個相對的平衡。通過減少空調的數量及設備的使用時長，起到節能降耗的效果，同時能降低機房碳排放量，減少對環境的影響。對于未使用室外新風系統的機房，在不影響設備正常運行的前提下，調整匯聚機房空調溫度，將設定值25 ℃調高至27 ℃，降低空調能耗[6-7]。在引入新風系統的同時注重通信機房室內環境的變化，在不影響其正常運行要求下，確保能夠獲得較佳的節能效果。

2.2 疏通機房散熱風道是降低能耗的重要手段

疏通機房散熱風道從源頭出發，清洗全網節點空調濾網和設備防塵網，進一步降低空調和設備能耗。部分高能耗、低能效的老舊設備已經無法滿足業務發展需求，且占據機房資源、存在性能隱患，因此需要加強對高能耗低能效的老舊設備進行更新換代，進行節能改造。通過實現智能調節溫度系統，對老舊設備進行節能升級，在達到節能降耗的同時盡量對老舊設備進行更新換代或升級改造。通過拆除機柜間側擋板，加強設備散熱，從而縮短設備風扇運轉時間。積極提升節能降耗的精細化管理水平，探索新的節能降耗途徑。

根據通信機房的空間結構與布局，運用機房活動隔擋方案，靈活隔斷機房空間，將空調冷氣精準地控制在熱源附近，提高機房空調制冷溫控的精確性，進而提高制冷效率，達到減少空調配置和運行時間的目的，實現節能效果[8]。同時，根據機房自身特點，研究制定了高質量鋁合金板和低成本防火隔熱簾兩種活動隔擋方案，隔擋材料可重復利用，方便后期機房擴容改造再利用。

2.3 改善通信機房布線的合理布線

通信機房布線的合理布線對通信機房的節電、節能、降低能耗影響甚遠。機房具體的布線主要有集中布線型、兩級式線纜管理型[9]。目前，運用集中一次性布線方案較理想。如果應用兩級式布線，會自動增加交換機，從而產生新的能耗，不能實現節能降耗的目標[10]。此外，在布線時要注意布線的具體位置，最佳的位置一般處于通信機房的中心區，能夠極大地節省空間與網線的長度，不會影響通信設備的運行狀態。因此，在對通信機房進行布線時，要充分利用機房本身的結構與空間，讓布線盡量集中一次性完成，不僅可以節省機架位，也可以節省機柜位。對通信機房布線時，要充分考慮線路本身材料的問題，盡量選擇能耗相對較小的布線設施。

2.4 采取智能化運維管理手段，持續降低全網空調能耗

采取智能化運維管理手段，關閉空閑設備端口，定時智能關閉已開通未承載業務端口，業務受理系統配線配號后自動開啟。通過精細化節能管理，合理配置設備端口，以免空閑設備端口產生能耗，動態輸出節能策略，提升能效管理自智化水平，科學指導網絡低碳運營。基于機房和基站溫度變化，能耗智能管理平臺自動下發指令實現空調遠程啟動或關閉。在通信機房安裝空調智能開關，基于機房溫度變化，通過基站能耗智能管理平臺下發指令，控制空調智能開關（紅外）啟動或關閉空調，既節約了電量，又節省了人力物力。加強新增站點用電管理，建制度、定流程，確保新增用電效能管理不遺漏[11]。在智能控制與智能化運維管理下，通信機房能夠更加精準地控制能耗，根據環境的變化讓機房內部的節能運行更優、更容易控制[12]。

3 應用效果

通過調整回風溫度，提高機房空調的制冷效率，有效地節省機房空調的能耗。例如，某通信機房設計時對機房溫度的要求是在22 ～24℃，考慮到回風溫度與空調制冷設備在關閉后溫度的變化情況，要確保出風溫度控制在12 ～16 ℃，只有按照規范化設計達到通信機房的預期溫度效果。通過精確送風，只要使機柜送風溫度達到（22±2）℃，就可以滿足服務器的需要，此時空調的回風溫度可設為（30±2）℃，該溫度由機房空調設計的送風溫差（一般取8 ℃）決定，這樣回風溫度在32 ℃時才開啟制冷功能，這種方案不僅滿足空調制冷設計的要求，還能滿足通信機房節能降耗的目標，使通信機房設備在運行過程中處于最佳工作狀態，不會因室內溫度的影響而出現運營故障，影響用戶使用的滿意度。

文章通過應用新技術與新手段，引入新風系統和疏通機房散熱風道等方法，能夠確保通信機房在運行過程中既滿足要求，又能節能降耗，達到預期目標。

4 結 論

通信機房節能降耗是當前急需解決的問題。通過采用通信機房節能降耗新技術與新措施，可以有效降低通信機房的能源消耗和碳排放，實現可持續發展的目標。同時，這些措施為通信運營商帶來經濟效益，提升企業形象，為綠色創新發展做出貢獻。深入推進信息和能量融合創新，著力構建新型信息服務體系，促進經濟社會發展綠色轉型，協同推進降碳、減污、擴綠、增長，以實際行動應對氣候變化，助力國家積極穩妥實現碳達峰、碳中和戰略目標。