陳記鵬

【摘要】? ? 節(jié)能降耗，近年來國家非常重視。通過主席令頒布了《中華人民共和國節(jié)約能源法》[1]，并幾經(jīng)修訂、修正。中國聯(lián)通作為大型央企，勇于擔(dān)當(dāng)。加強管理，多措并舉，創(chuàng)建資源節(jié)約型企業(yè)。而作為聯(lián)通最基層的電力資源使用、維護、管理者，更是從節(jié)約電力資源的一點一滴做起。通過通信機房動力及專用空調(diào)等設(shè)備日常的維護工作，研究、探索、并積極采取措施，落實節(jié)能降耗的一些技術(shù)。取得了很大的成效。中國聯(lián)通西安市分公司東五路核心機房全年用電量從2016年的4170837 kwh，降到2019年的3223725 kwh。降幅達22.7%。其中的一些節(jié)能技術(shù)和方法，具體、實用，可得到推廣應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】? ? 機房? ? 電源? ? 空調(diào)? ? 節(jié)能? ? 技術(shù)

Abstract： Recently， the government pays more attention to energy saving and emission reduction. Law of the Peoples Republic of China on Conserving Energy has enacted. As a large central enterprise， China United Network Communications Limited takes energy saving and emission reduction as a part of duty. Constructing resource-saving enterprise requires effective management. Work as a manager of the most basic level in China United Network Communications Limited also needs to pay attention to electric power saving from start bit by bit. During daily maintenance of telecommunication room， some measures for energy saving and emission reduction have been taken. During the practice， these measures have acquired tremendous achievements. Annual electricity consumption of core telecommunication room in DONG 5-LU， Xian branch reduced from 4170837 kilowatt-hour in 2016 to 3223725kilowatt-hour in 2019， with a drop of 22.7%. Some energy saving technologies and measures are worth of popularization.

Keywords： machine room， power source， air conditioning， energy-saving， technology

中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司西安市分公司東五路核心局機房，屬于匯接、關(guān)口局，一類機房。從通信功能上匯集了傳輸?shù)囊桓?、二干、本地網(wǎng)、接入網(wǎng)設(shè)備;數(shù)據(jù)的承載網(wǎng)A網(wǎng)、ATM網(wǎng)、城域網(wǎng)設(shè)備;交換網(wǎng)絡(luò)的信令、骨干、互聯(lián)互通設(shè)備;移網(wǎng)的計費;公安網(wǎng)監(jiān)以及數(shù)字同步網(wǎng)等設(shè)備。位于西安城市中心的古跡明城墻里，西安火車站附近。由于古跡文物的保護，市政建設(shè)等環(huán)境復(fù)雜，電力資源非常緊缺，卻面對通信技術(shù)、業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，所以電力的合理應(yīng)用、節(jié)能減排顯得更為重要。

我是這個機房電源及空調(diào)維護的負(fù)責(zé)人，和同事們一起，通過日常的維護，始終堅持節(jié)能減排工作。從機房照明的用電節(jié)約做起[2]，包含直流開關(guān)電源、UPS、空調(diào)等設(shè)備。并和其他專業(yè)的建設(shè)、維護人員及時溝通、協(xié)調(diào)，督促他們盡可能也做到節(jié)約每一度電。下面就介紹我們節(jié)能減排工作采取的一些方法和技術(shù)。

一、機房照明節(jié)電

這是個簡單的、看似根本不值得提及的節(jié)電環(huán)節(jié)。就是一個“關(guān)燈”順手動作。可是，我公布一下我們機房的照明用電功率的測量結(jié)果，大家就會看到應(yīng)該隨時注意“關(guān)燈”這個再簡單不過的動作。

機房在施工、日常維護測試及處理故障，照明基本都打開時，用電功率是9KW，當(dāng)這些工作結(jié)束，除了保障應(yīng)急、通道照明外，其他的照明燈全部關(guān)掉，此時的照明功率是1.5KW。一年365天，日積月累，每天平均按12小時算，一年可節(jié)約32850度電。

具體做法是，我們24小時值班制，每天最少巡檢機房5次，看到應(yīng)該關(guān)掉的燈及時關(guān)掉。

二、直流開關(guān)電源的節(jié)能技術(shù)

我們機房90%以上的通信設(shè)備都是直流用電負(fù)載。直流負(fù)載功率總計212KW。有5臺開關(guān)電源：1臺華為開關(guān)電源（含30個100A整流模塊，配2組3000AH電池組），1臺艾默生開關(guān)電源（含30個100A整流模塊，配2組3000AH電池組），1臺中達開關(guān)電源（含30個100A整流模塊，配2組3000AH電池組）和2臺中興開關(guān)電源（其中1臺含26個100A整流模塊，配2組3000AH電池組，另一臺含20個100A整流模塊，配2組2000AH電池組）。

對于開關(guān)電源的節(jié)能，我們采取了以下幾方面技術(shù)措施。

2.1多余備份整流模塊的關(guān)閉

開關(guān)電源在安裝時，考慮負(fù)載發(fā)展容量、后備電池充電容量，加上備份冗余容量，一般在實際使用時，都會多余一些模塊[3]。

這些多余的模塊，平時都加電工作，自身有功耗，有交流、直流轉(zhuǎn)換損失（轉(zhuǎn)換效率）。加上插在設(shè)備機框里，和其它模塊一起工作產(chǎn)生額外熱量，熱量疊加，影響需要正常工作模塊的散熱效果，追加了消除這部分熱量的功耗，反過來又增加了整個整流設(shè)備的功耗損失。

經(jīng)過研究、分析和計算，我們采取關(guān)閉多余備用整流模塊電源的方法。對于關(guān)閉的整流模塊，為了保證它們的電氣性能，我們采用輪換模塊加電工作的措施。既每隔半年，開啟先前關(guān)閉的多余備份模塊，等運行正常后，再輪換關(guān)閉前期正常工作的適當(dāng)數(shù)目的模塊。

為了更充分的節(jié)電，在設(shè)備可能的條件下，我們針對具體的設(shè)備，還采取了

機柜里模塊間隔開機工作的做法。比如中達開關(guān)電源，一個整流機柜里，讓第1、第2個模塊開機工作，第3個模塊關(guān)閉備用，第4、5個模塊開機工作……，一次類推。如圖1所示。這樣可以提高模塊的散熱效果，降低因散熱而產(chǎn)生的電能損失，延長模塊使用壽命。

上表是我們通過實際測算、分析，然后關(guān)閉多余模塊，并且?guī)啄陙硪恢眻猿诌@樣的做法，節(jié)能是確切的。

2.2后備電池組容量參數(shù)的設(shè)置

開關(guān)電源后備電池的維護中，需要對電池的容量、充電限流等參數(shù)進行設(shè)置[4]。通過日常的維護，我發(fā)現(xiàn)開關(guān)電源整流器在對電池組進行充電時，電池容量不是很低的情況下，比如全浮充狀態(tài)下，每隔三個月需要對電池組進行均衡補充充電，這時充電電流下降很快。如果把電池容量參數(shù)設(shè)置改小，3000AH容量電池參數(shù)設(shè)置成1000AH，則充電限流0.1C10情況下，原來均充初始電流為每組300A就變成了100A，這樣充電功率會降低一些，也免除了突然大電流對電池的沖擊。另外，對于我們機房發(fā)電機功率不足的實際情況，在市電停電，柴油機啟動應(yīng)急供電時也減輕了一些負(fù)荷。

實際的方法是：日常維護中，將每組3000AH或者每組2000AH容量的電池參數(shù)都設(shè)置成每組1000AH容量。在進行核對性放電和電池容量測試，以及市電停電后，市電來電恢復(fù)正常時，將電池容量參數(shù)設(shè)置改為各自實際容量進行充電。

這樣雖然節(jié)約電能小一些，但時刻堅守積少成多，是良好的習(xí)慣。

三、盡量減少UPS設(shè)備的負(fù)荷

由UPS的工作原理、構(gòu)造以及使用特點，我們知道，UPS工作在AC/DC、DC/AC雙變換在線狀態(tài)，每一次變換都會產(chǎn)生能量損失;我們通信運營商為了安全、可靠，UPS的使用都是采取主備用，而且必須有冗余，造成UPS的容量利用率很低[5]，一般規(guī)劃設(shè)計利用率為50%～60%，實際使用中利用率只有20%～30%[6]。

UPS設(shè)備的后備電池，大多采用單節(jié)12V電池，其使用壽命短，且電池組串聯(lián)的節(jié)數(shù)多，并聯(lián)的組數(shù)也多，維護難度大，安全隱患多，維護成本高。

UPS出現(xiàn)故障時，因其結(jié)構(gòu)、操作的復(fù)雜、危險性，大多都是由生產(chǎn)廠家有經(jīng)驗的工程師來處理，及時性差，風(fēng)險比較高，維修成本更高。

廠家生產(chǎn)的通信設(shè)備、電子產(chǎn)品，面向社會各個使用領(lǐng)域，也為了適應(yīng)不同用戶方便使用，滿足市場供電的需求，采用了220V交流供電。但是，這些設(shè)備、產(chǎn)品，使用交流220V電源輸入，其內(nèi)部電路板、芯片的工作電源仍還是低壓直流，如±12V，±5等等。而且DC/DC直流變換模塊已經(jīng)規(guī)格、系列化，技術(shù)非常成熟，安全可靠、壽命長、價格低。而對于我們通信運營商，有專用的機房、供電設(shè)備，所以這些設(shè)備、產(chǎn)品在進入我們機房時，要和相關(guān)專業(yè)人員溝通、協(xié)商，盡量將交流供電改成直流供電模式。

總之，在我們通信機房盡量減少使用交流供電的設(shè)備。經(jīng)常和建設(shè)部門、其它專業(yè)維護人員及相關(guān)人員做好溝通、協(xié)商，盡量減少UPS設(shè)備的負(fù)荷。這樣更有利于我們節(jié)能減排。

四、機房空調(diào)的節(jié)能技術(shù)

通信設(shè)備對環(huán)境的要求比較高，尤其是溫濕度。因此機房專用空調(diào)對通信設(shè)備起著重要的作用，是保證其它通信設(shè)備正常工作的基本條件。

在我們機房，空調(diào)的用電量約占整個機房總用電量的40%[7]。是最大的一類用電設(shè)備。所以機房專用空調(diào)的節(jié)能也是節(jié)能減排非常重要的部分。同樣是本文節(jié)能技術(shù)的關(guān)鍵和重點。分以下三部分詳細(xì)介紹空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)、措施。

4.1引入新風(fēng)系統(tǒng)進行節(jié)能

西安地處西北，一年四季溫度變化比較大，特別是秋冬季室外環(huán)境溫度比較低。一般從10月份到第二年的三月份室外環(huán)境溫度都會明顯低于機房要求溫度25℃。由于機房是密閉的，常規(guī)下，我們機房專用空調(diào)是一年四季都開機制冷的。如果引入室外冷新風(fēng)與室內(nèi)熱空氣進行交換，達到機房制冷效果[8]，可大大節(jié)約電能。

而且引入新風(fēng)系統(tǒng)進行機房溫度控制也是可行的。我們曾于2007年在西安東開火炬路核心局機房進行了新風(fēng)節(jié)能降耗試點，采用中達電通EMC智能新風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)。經(jīng)過實際安裝、測試、評估，全年節(jié)能效率可達到30%-40%。但是由于當(dāng)時采用兩級新風(fēng)過濾裝置，濾網(wǎng)材料、工藝不是很好，加上當(dāng)年空氣中粉塵污染嚴(yán)重，導(dǎo)致機房后期灰塵過大，潔凈度達不到要求。采取更換濾網(wǎng)材料、型號，加強更換空氣濾網(wǎng)次數(shù)。最終因維護工作量太大、維護成本高等原因而被遺憾放棄。

隨著近幾年我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，新技術(shù)、新材料等方面成就斐然。再次對北方的通信機房引入新風(fēng)系統(tǒng)進行空氣調(diào)節(jié)，節(jié)能效果將非常可觀。我們期盼通過我們自己和相關(guān)部門及各級領(lǐng)導(dǎo)的共同努力，新風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)及新技術(shù)很快進入我們通信機房[9]。

4.2使用電能優(yōu)化器節(jié)能

美國Dr.Michael Kwon及團隊發(fā)明了電能優(yōu)化器，與用電設(shè)備并接。電能優(yōu)化器采用美國專利-紅外線平衡波技術(shù)[10]，該設(shè)備通過其內(nèi)置的陶瓷衍射裝置產(chǎn)生具有特定波長的光能量波-紅外線平衡波，通過改變導(dǎo)體內(nèi)自由電子運動軌跡和波長，減少電子碰撞概率，降低導(dǎo)體電阻率，有效抑制諧波，提升功率因數(shù)，達到節(jié)能的目的。因此該設(shè)備可有效提高機房空調(diào)的工作效率，減小空調(diào)壓縮機無功發(fā)熱，延長空調(diào)使用壽命，降低機房能耗和維護費用。

我們前期通過對新技術(shù)的學(xué)習(xí)、了解、調(diào)研，結(jié)合我們自己的實際情況，和上級部門及主管的溝通、研究。2019年由引進美國電能優(yōu)化器的北京千禧維訊科技有限公司與我們合作，經(jīng)過雙方的勘查、分析，決定在我們機房二樓對三臺機房專用空調(diào)（一臺佳力圖空調(diào)、兩臺艾默生空調(diào)）進行實際的安裝實驗測試。經(jīng)過半年多的實際運用測試、評估，節(jié)電率為10.25%，而且改善了功率因數(shù)，提高了電網(wǎng)的供電質(zhì)量。安裝示意圖和測試結(jié)果分別如圖2、圖3所示。

電能優(yōu)化器在我們機房的測試結(jié)果顯示節(jié)能是明顯的，目前已進入商業(yè)談判，希望很快能實施應(yīng)用，為節(jié)能減排做出貢獻。

4.3機房專用空調(diào)日常運行節(jié)能措施

西安一年四季天氣溫度的變化比較大。機房空調(diào)制冷量的需求也隨周圍環(huán)境溫度的變化而變化。另外，隨公司業(yè)務(wù)的發(fā)展變化，設(shè)備的增減及更新?lián)Q代，也影響機房的局部及整體溫度。因此根據(jù)機房實際溫度變化對空調(diào)制冷量、運行狀況、空調(diào)冷風(fēng)氣流組織及時做好調(diào)整[11]，做到精細(xì)化管理，對節(jié)能減排非常重要。

夏天溫度高峰時，所有的空調(diào)全部投入運行，為保證某些局部熱量聚集地方設(shè)備正常工作，針對每臺空調(diào)都采取個性化設(shè)置，正對熱量聚集處空調(diào)溫度設(shè)置低一些，大風(fēng)量正對吹;旁邊空調(diào)根據(jù)氣流情況決定溫度、風(fēng)量及風(fēng)速設(shè)置，甚至在某些局部區(qū)域采用電風(fēng)扇或?qū)эL(fēng)裝置送風(fēng)[12]。整個機房的溫度會出現(xiàn)高低不均，在保證通信設(shè)備正常工作情況下，盡量節(jié)能。此外，高溫時段，加大空調(diào)的維護工作，勤沖洗清潔冷凝器翅片，保持良好的散熱，也是節(jié)能的重要方面[13]。

夏季溫度高峰過后，隨溫度變低，依據(jù)機房各處溫度實際情況，及時改變各個空調(diào)的設(shè)置（依然采取個性化）。隨溫度逐步降低，開始將空調(diào)設(shè)置溫度調(diào)高，然后適當(dāng)時關(guān)閉個別壓縮機，最后根據(jù)需要可能將整臺空調(diào)關(guān)閉，以利于更好節(jié)能。

比如：我們針對一樓機房，進入秋冬季節(jié)，制冷量慢慢出現(xiàn)富余，考慮實際情況，將制冷效率比較低的4號施耐德空調(diào)開始時關(guān)閉一臺壓縮機，讓室內(nèi)風(fēng)機正常送風(fēng)，慢慢逐步關(guān)閉全部壓縮機，最后甚至連內(nèi)風(fēng)機都關(guān)閉，整臺空調(diào)退出服務(wù)。同時讓效率比較高的周圍3號、5號空調(diào)提高制冷效率，調(diào)節(jié)溫度設(shè)置、改變送風(fēng)角度，滿足機房設(shè)備對溫度的需求。經(jīng)保守測算，可節(jié)4KW電能，每年按三個月時間算，可節(jié)約9600度電。

我們機房有上下兩層，其中一層面積1100平方米，有5臺機房專用空調(diào)，二層600平方米，有3臺機房專用空調(diào)。

一層是老機房，始建于2002年，初期以數(shù)字交換機為主，另外有DDF、ODF、傳輸、數(shù)據(jù)等設(shè)備。數(shù)字交換機設(shè)備安裝在機房東邊，占了大部分面積，發(fā)熱量集中且比較大，就集中了3臺機房空調(diào)在這里制冷。機房接著往西是DDF、ODF機架幾乎是不發(fā)熱的設(shè)備，就沒有空調(diào)針對，再向西邊是傳輸、和數(shù)據(jù)，發(fā)熱也集中，安排兩臺空調(diào)制冷。隨發(fā)展變化，數(shù)字交換機設(shè)備漸漸退出，傳輸、數(shù)據(jù)寬帶、移網(wǎng)等業(yè)務(wù)的設(shè)備增加，東邊5排設(shè)備停機。發(fā)熱負(fù)荷布局發(fā)生變化，靠東邊6、7排設(shè)備發(fā)熱聚集，西邊最后4排熱量急劇增加，我們就及時應(yīng)對，制冷重點調(diào)整，利用移機、更換空調(diào)等措施，優(yōu)化整個機房空調(diào)制冷方案[14]，使用少的代價、付出更小的電功率滿足機房變化后的制冷需求。

二層是業(yè)務(wù)發(fā)展后于2012年改擴建的機房，基本都是新設(shè)備。但是新設(shè)備跟隨新技術(shù)的發(fā)展，集成度高，發(fā)熱也更集中。兩、三臺新設(shè)備的發(fā)熱量和原來一排好多設(shè)備的發(fā)熱量相當(dāng)。我們就和相關(guān)設(shè)備專業(yè)人員溝通協(xié)調(diào)，做好機房布局設(shè)計，要使設(shè)備散熱效果好，還要便于提高空調(diào)制冷效率。具體辦法就是機房增加設(shè)備，甚至增加板件都需要和我們電源維護人員溝通，做好熱量分散，既提高設(shè)備安全性，又節(jié)約電能，大大降低維護成本。

五、退網(wǎng)設(shè)備的及時下電拆除

社會發(fā)展、技術(shù)更新，設(shè)備更替是必然的。對于節(jié)能，退網(wǎng)設(shè)備及時下電拆除并優(yōu)化用電是絕對的[15]。我們運維領(lǐng)導(dǎo)及上級主管領(lǐng)導(dǎo)都非常重視，作為用電管理者、維護者，我們積極、主動配合并監(jiān)督機房的用電戶，對各種用電負(fù)荷登記造冊，掌握用電詳細(xì)數(shù)據(jù)。發(fā)現(xiàn)退網(wǎng)設(shè)備立即實施下電、拆除。2016年下電退網(wǎng)負(fù)荷25KW，2017年下電退網(wǎng)負(fù)荷28KW，2019年下電退網(wǎng)負(fù)荷8KW，2020年前9月下電退網(wǎng)負(fù)荷11KW。這些年合計下電退網(wǎng)負(fù)荷72KW，既節(jié)約了電，緩解用電緊張，又為新業(yè)務(wù)發(fā)展提供電資源。

六、結(jié)論

儉，德之共也;侈，惡之大也。勤儉興業(yè)，是中華民族的傳統(tǒng)美德。作為對供電有著比較高要求的通信機房，節(jié)能降耗是我們義不容辭的責(zé)任。通過機房電源、空調(diào)的維護，對設(shè)備用電的管理，我們認(rèn)真分析用電情況，針對具體環(huán)節(jié)，提出切實可行的節(jié)能方案，并一步一步落實到位。對于好的、先進的節(jié)能方法、技術(shù)及新的理念，積極學(xué)習(xí)、推動實施。本文是我在實際工作中對節(jié)電的一些具體做法和想法思路。節(jié)電的效果也是實實在在的、明顯的，測得的實際數(shù)據(jù)說明了一切。節(jié)電是一個長期的工作，我感覺還有很多可以做的事情，需要和同事們繼續(xù)堅持，從一點一滴做起，積少成多，為公司為社會做出貢獻。本人水平有限，還有許多地方需要學(xué)習(xí)、提高，本文中若有不當(dāng)、錯誤之處，懇請批評指正，在此表示衷心感謝。

參? 考? 文? 獻

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