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通信机房专用空调自适应节能监控技术(一) [2008-11-3]来源:正岛电器

一、摘要:

   作为通信网络能源节能技术的重要内容,通信机房专用空调自适应控制恒温恒湿节能监控技术(以下称自适应节能技术)是十分有效的。凡是使用专用空调的机房,而且机房内的显热量形成热岛效应,采用自适应节能技术,既可以使机房内的温湿度差值减小,而且可以控制在目标值范围内(23℃±2℃,40%-70%,详见GF014-95通信机房环境条件)又可以使节电率达20%左右。该技术安装简便,使用方便,一般平均一台专用空调投资1。4万元,对3万多大卡的空调,每年可节电费约1万元人民币,可在一年半收回投资。在近三年多的时间内,我们已经在30多个机房内对200多台专用空调实现了自适应节能控制,效果良好。上海电信有1200台专用空调机,其节能前景是十分宽广的。

二、机房专用空调在使用中存在的问题:

1、只利用本空调机回风口传感器作为数据采样参考点,无法监测整个机房内的真实环境温湿度,数据准确性不够。

2、专用空调有智能功能,但是在运行中,有时会出现一台空调加湿,另一台除湿;有一台在制冷,另一台在加热的不合理现象。造成不必要的浪费,空调使用效率不高。

3、由于机房机架排列、建筑结构、线缆走向等客观因素,空调机组的气流组织缺乏优化处理,造成温差大,使用不合理,加大能耗,影响空调的使用寿命。

三、自适应节能技术的特点

1、改变—— 原来的空调设置数据“手动设定”,为节能监控系统“自动设定”,提高专用空调的控制能力。

2、改变—— 原来每台专用空调的一个回风口温湿度监测点,为整个机房平面实时监测,提高温湿度动态数据的监测精度。

3、改变—— 原来每台专用空调“单兵作战”方式,为整个机房专用空调机组群“团队作战”形式,提高机组的工作效率。

四、自适应节能系统的核心技术:

1、模糊控制技术:自动跟踪昼夜、季节、地区、机房内区域环境温湿度值的变化。准确计算通信机房各“区域”与外部环境温湿度值之间的关系。

2、PID技术:动态调整空调的设定温度、湿度、修正值等参数,根据空调设备的实时运行状况,配以智能化的控制算法软件,优化压缩机运行周期,平衡空调设备供冷量与目标温湿度值之间的关系。

3、计算机温度场模拟技术:根据机房不同的工况条件、空调冷量分布、风量扩张循环等综合数据,提高优化冷量利用效率,排列出空调优先资格顺序,达到冷量效率最大化。精确控制“N+1”“N+0”、“N-1”等台空调数量的开启与关闭,使空调始终处于最佳工作状态,有效实现了机房整体环境的恒温恒湿,提高通信设备的环境安全、节约空调能源消耗、延长空调机组的使用寿命。

五、节约能源的主要途径

1、利用大自然环境温湿度的变化——是节约能源的途径之一

大自然的环境温湿度,昼夜、季节、地区都在变化,而通信机房发热量是不变的,充分利用大自然冷热对机房热辐射效应的变化,自动改变空调合理运行所应有的温度和湿度设置值,减少压缩机工作时间,控制空调的总制冷量输出,做到“按需制冷、供冷”,节约空调的耗电量。准确统计数据显示,在上海地区夏季的空调用电量一般要比冬季高出约40%左右。采用自适应节能技术,通过精确控制把大自然温度变化的能量转化为空调可节约的电量部分,这是人工控制做不到的。

通信机房的空调数量或者说冷量(大卡)的配置值n台数,在机房设计时就已经充分考虑到了。其主要的“冷量峰值”是夏季高温季节的最高温度时段,如午后太阳西晒时,也就是说空调的制冷大卡量是满足夏季最高温度时对通信设备的冷却标准。加上 1 台备用空调机组(即n+1台)大部分时间也会投入使用,因此随着昼夜、季节、地区的温度变化,空调制冷富余量几乎永远存在,只是大小差异而已。见如下示意图;
        

       

我们通常讲的采用自适应技术平均节电率20%是指一年的平均节电率。由外部环境温度的变化而产生的空调富余量直接影响节电率或者说节电度数的绝对值。不同机房的工况环境条件与节电率大小也是有密切关系的。

 

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