阜阳分公司通信机房节能改造实施方案

1、通信机房节能改造实施方案作者:桑永礼 邮编:23 60 0 0工作单位：中国移动集团安徽有限责任公司阜阳分公司运维部一、通信机房节能降耗背景当今世界，经济快速发展，必然伴随着能源资源的大疑开采、消耗及“三废”排放，因 工业能源大量开采、消耗、“三废”排放而导致的地质、环境、气候性灾难日趋频繁、明显, 已经严重威胁到人类社会的生存和发展,如何“实现节能减排，保护人类基本生存环境,维持人 类社会的可持续发展”已成为当今人类社会共同面临、而且是最急需解决的现实课题。党和政府根据提髙社会生产发展能效，全而建设更好、更快、长久持续发展国民经济 的原则，鲜明提出制定节能减排，建设美好生态家园”的基本国策。

2、中国移动通信集团公司积极响应党和政府有关“节能减排，建设美好生态家园”号召, 积极履行社会职责在全国范囤内开展了以节能减排为主题的“绿色行动计划”。通信机房，针对我们移动通信而言，包括局用核心机房、通信基站、传输汇聚点、干线 传输机房等。根据有关统计，通信机房能耗占整个移动通信企业能耗的70%以上，从费用上 来说,也占到整个移动通信企业正常运营费用的30%左右。因此，搞好通信机房节能降耗，可以以更优异的成绩响应党和政府的号召，更好履行 共建和谐社会的企业职责;可以从根本上降低我们移动通信企业的整体运营成本，大幅增加移 动通信企业的利润收入，全面增强企业的核心竞争力，强势应对未来业务竞争，对巩固

3、和加 强我们企业的领先优势，无疑极具战略意义。二、通信机房能耗分析及节能重点方向分析通信机房节能，关键是要搞淸楚通信机房能耗的组成,弄明白哪些能耗是必须的，那些能 耗是不不必要的,并进一步分析哪些能耗是经过管理措施、技术手段、工程措施可以降低的。我们通信机房的能耗主要有两大块组成通信设备能耗，通信机房空调设备能耗,这两块 要占到通信机房总能耗的95 %以上。其他还有机房照明能耗、动力环境监控系统设备、消 防系统设备的能耗等，但相对于通信设备能耗、通信机房空调设备能耗而言，基本上可以忽略。通信机房节能降耗的前提是确保通信网络系统、设备正常、稳定、安全运行。基于这个前提，机房通信系统设备、动力环境

4、监控系统设备的正常能耗，是保证通信网 络正常、安全运行所必须的，是不能降低的，相反，还需要更大程度保障。其他的，象机房 照明功耗在整个通信机房能耗的比例很小，况且节能技术较为成熟、简单，机房照明在有人 的时候需要，也不是全部都需要打开，在没人的时候完全不需要照明，因此我们可以采用局部 感应控制开关的方法，针对人员活动情状来选择性地进行局部照明或一般照明的开启和关闭, 这样很轻松就可以节省8氓98%的照明能耗。从以上分析可以看出，机房空调节能是目前唯一能想办法且占很大的分量，值得我们去 关注和认真思考、攻关。三、通信机房空调能耗组成及节能措施论证3. 1整体机房空调方向分析在机房空调节能技术方而

5、，从目前主要有两大主流方向。其一，是对机房空调压缩机进 行变频改造；其二，通过工程、技术手段降低通信机房空调热源性负荷。当然，通过通信机房空调安装、施工方案的优化，以及搞好维护工作，从而保证、改善机 房空调设备系统运行环境条件，如冷凝器、蒸发器淸洁,送风滤网淸洁、保障冷媒压力正常 等，以便更好地发挥通信机房空调设备的本身的动态冷效比，在一定程度上减少通信机房空 调设备能耗。不过这是我们维护、工程部门职责本身就要求应该作好的工作，有相当纽【致的 工程设汁、维护、管理规泄，我们在这儿就不再多探讨分析了，呵呵。下而,我们针对两大主流机房空调节能技术做一下具体分析：我们先看看第一个方向，进行机房空调变

6、频改造。机房空调变频改造可以在一定程度上 确实可以降低机房空调设备本身的能耗，但效果并不能说是很明显(降耗比例据说可以达到 4 %7%最高不超过8%),且存在技改难度大、造价髙、风险大、产生谐波干扰等很多 负而因素，需要增加谐波吸收、抵消设备来降低谐波影响。而谐波吸收、抵消设备也是要耗 能、发热的，这在一泄程度上进一步抵消了机房空调变频改造的肖能降耗能力，增加了我们 运行维护工作的难度和成本。总体而言，通过“机房空调变频改造”到底能不能降低通信机 房能耗，目前我们很难得出肯泄的结论,所以说并不是特別值得提倡实施。第二个方向，就能通过工程、技术手段降低通信机房空调热源性负荷。下而，我们就 来详细

7、分析探讨一下，通信机房热源的组成，详细分析探讨哪些通信机房热源可以降低、消 除，以及降低通信机房热负荷关键点。3. 2通信机房热源组成及通信机房空调降耗的关键点的确定降低通信机房热负荷，首先我们要清楚通信机房热量是如何形成的，具体有那些组成成 分。并在此基础上，来具体分析哪些是我们通过技术方法降低的。通信机房热源，主要有：3.2.1通信系统设备正常工作时耗能散热。这是一个持续存在，而且是一个无法回避、无法消除的热源。我们通信机房之所以要 安装机房空调，根本目的就是通过制冷，来抵消通信系统设备正常工作时耗能散热，确保通信 系统设备正常工作所需要的良好的环境温度、湿度、洁净度。一般来说，通信系统设

8、备正常 工作时耗能散热，基本上是与网络规模的增扩成比例增加的，当然还与维护精细程度、网络制 式、设备类型有一立的关系。依据有关实验数据可知，通信系统设备在正常工作时，其输入 功率有8 5%以上的能量要转化成热疑散发的周用空间，只有不到1 5 %的能量转化为可供通 信系统使用的通信数据、信号等。计算公式:Q=0. 86 K VA (KW)以基站为例,标准配巻基站为直流7 0 A,电压为5 4 V,Q=0. 86*54*7 0 =32 5 0 (W)=3. 3(KW)3. 2. 2 围护结构导热这个热源的大小，与用护结构的导热面积成正比，与通信机房室内、外温度差值成正 比,与围护结构的物理厚度成反

9、比,还跟用护结构材料导热系数有关。围护结构导热计算公式：Q=F*(T-To)水入/M (W)F:传热面积T:室外温度T。：室内温度入:围护结构材料导热系数M：围护结构厚度(材料不同，导热系数不同,砖墙为0.87 W/(M. C),混凝上0. 7 9w/(M.C),聚乙烯泡沫为 0. 0 4W/(M. C)在夏季，当通信机房室外温度高于室内温度时，通信机房室外热疑通过机房囤护结构 (房顶、墙壁、地板等)的传导进入室内，形成热源。这个热源是客观存在的，但我们可以通过 针对性的工程、技术手段隔绝，从而减少和消除。据我们实际现场测试，夏季机房室外墙壁表面向阳处平均可达50C左右，背阴处平均 可达38C

10、左右，而我们移动通信机房室内按规范一般设左、保持在2 224-C,两者相差 平均在1530C,平均为2 2. 5aC,为方便讣算，取值2 3 C。据我们实际掌握的资料，通信机房一般采用砖墙，新建核心机房一般采用空心砖砌墙，房顶为混凝土质结构。下而我们以基站机房为例，计算一下夏季平均传导性热源的大小：Q 二 4. 5 *3*4*0. 87* 2 3 / 0. 2 （四而墙壁，砖质）+4. 5 *4.5*0. 7 9 *23/0. 2 （屋 顶）=5402+18 4 0= 7 2 4 1（W）=7. 3KW在冬季，我们可以充分利用种导热效应，甚至采用通风技术、设备进行主动通风，以加 强散热效果,来

11、减少通信机房的热负荷，从而降低或根本不需要通信机房制冷能耗。3.2. 3压缩机、风机散热目前，大容量机房空调出于保证空调压缩机本身良好运行的环境条件的考虑，一般采 用压缩机室内机内置的设汁方案。这样设计方案从机房空调设备本身工作考虑，是一种比较 成熟、优秀的设汁思路。但这种设计方案也也带来了一个问题，那就是压缩机制冷运行时, 压缩机电机通过把电能转化为机械能，驱动活塞、螺杆、离心机工作，实现制冷媒介压缩、 流通,完成制冷媒介循环与冷量、热量循环，从而实现调温恒温。在电机工作时，电能转化为 机械能有一个功率转换效率问题。这个效率虽说随电机结构、型号、负荷不同存在一左程度 的差异，但一般都在8 0

12、 %上下，而其余的能量则要通过机械摩擦、线圈发热等形式转化热量 散发到周围的机房空间中。这无疑人为地在我们通信机房室内增加了一个不小的热源，增大 了我们通信机房空调的制冷能耗。同理，机房空调以风扇送风的方式实现冷量的交换、输送，岀于制造、安装施工的便 利以及加大冷量的交换、输送效果等等因素的考虑，一般采用送风机室内配宜的设计方案。 送风机电机工作时，送风电机通过把电能转化为机械能，驱动送风风扇工作的过程中，也存 在一个功率转换效率问题。这个效率随根据电机结构、型号、负荷不同存在动态的差异，但 一般在40%80%范弗|内，而其余的电能要通过机械摩擦、线圈发热等形式转化为热虽:散发 到周围机房空间

13、。这又是人为地在我们通信机房制造了一个的热源，也进一步增大了我们通 信机房空调的制冷能耗。依据有关资料，结合我们历年来通信机房空调的实际使用、维护经验，经过相关计算、 评估（因篇幅所限，详细汁算、评估过程忽略），我们绘制了机房空调热负荷分布比例图，如下:通信设 备散热缩热湿他 压散加其 送风冬季机房空调热源构成比例图送风 厂10%尺缩机发热13%夏季机房空调热源构成比例图从以上统计比较看,通过维护结构导热，夏季占到机房热源的比例将近47亂压缩机、 风机散热占20%左右。前而我们说过,通信机房节能降耗的前提是确保通信网络系统、设备正常工作运行.基于 这个前提.机房通信系统设备、动力环境监控系统设

14、备的正常能耗，是保证通信网络正常、安 全运行所必须的，是不能降低的，相反，还需要更大程度上加以保障。况且降低通信系统设 备的能耗发热，则要求选择与更换单位业务能耗比例更低的通信系统设备，这牵扯到国家及 行业政策的战略导向问题：还有更大的问题是大规模更换现有通信系统设备，会导致更大的 人力、物力、管理方而的投资，并且存在巨大的网络、运营上的风险，从目前而言,这是我 们任何一个通信企业都无法决泄的，也是我们任何一个行业、任何一个通信企业承受不起的。 因此,这个方向基本上可以排除。而压缩机、风机散热，我们可以通过选用把压缩机、送风机外宜方案设计，集成到室外 机的方法加以规避，这需要会同机房空调设备生

15、产厂家对机房空调设备重新进行设计改造, 以及要考虑压缩机在室外的工作环境条件保证等一系列问题，也不是我们的主要考虑方向。从以上分析论证，我们可以很明确的得出一个比较清晰的结论:通信机房空调设备节能 降耗,我们可以考虑，并且可能有比较明成效的关键点就是：1）在夏季降低“当通信机房室外温度高于室内温度时，通信机房室外热量通过机房围 护结构（房顶、墙壁、地板等）的传导进入室内，形成热源”导致的通信机房空调能耗；2）在冬季把通信机房设备散热排出去，降低或根本消除冬季通信机房空调能耗。四、通信机房空调降耗具体方案根拯以上结论，我们就可以很淸楚我们需要解决的问题。下而我们具体探讨确左具体实 施方案：4.

16、1在夏季降低“当通信机房室外温度高于室内温度时,通信机房室外热量通过机房 围护结构（房顶、墙壁、地板等）的传导进入室内，形成热源”导致的通信机房空调能耗；根据导热公式Q=F*（T-To）* 入/MF:传热而枳T:室外温度 To：室内温度M:围护结构厚度入：围护结构材料导热系数（材料不同，导热系数不同，砖墙为0. 8 7 W / （M. C），混凝上0.7 9w/（M.C）,聚乙烯泡沫为0.04W/ （M. C）我们很容易有针对性的得降低“当通信机房室外温度髙于室内温度时，通信机房室外热 量通过机房用护结构（房顶、墙壁、地板等）的传导进入室内，形成热源”导致的通信机房空 调能耗具体实施方案1）一

17、左程度增加围护结构（房顶、墙壁、地板等）的厚度，直接降低导入热源；2）选用导热系数更低的用护结构材料，在保证工程施工可行、不影响通信机房主体功能 的前提下，尽最大程度降低导入性热源。4. 2在冬季把通信机房设备散热排出去，降低或根本消除冬季通信机房空调能耗。在市场上有比较成熟的智能通风换热系统，我们可以比较容易选择使用。通信机房通风散热 量的大小，与通信机房室、内外温差成正比，与通风量成正比,还与空气性质有关。我们也 可以采用替代方案为不采用强制通风，只开设通风口，夏季用隔热框块填充，隔绝热量传导; 冬季用过滤通风框块，利用自然空气对流实现机房散热。这样效果可能差一些，但影响不是 太大，而且可

18、以避免因强制通风产生的增加能耗。4. 3通信机房空调降耗具体实施方案下面，就是我们针对通信基站设il的具体通信机房空调降耗比较可行的具体实施方案：1、增设智能通风系统，现在有比较成熟的设备产品可以在充分满足机房进风洁净 度的基础上，实现冬季机房内外的热量交换,从而达到降低冬季机房空调能耗的目的。（替代 方案为不采用强制通风，只开设通风口，夏季用隔热框块填充，隔绝热量传导；冬季用过滤通 风模块，利用自然空气对流实现机房散热）2、在机房内距墙增建石膏板夹墙，在夹墙与原墙体间填充20CM厚度的泡沫塑料，一 方面增加原有墙体厚度一倍，第二因为泡沫塑料具有良好的隔热性能，根据有关资料，相同 厚度的泡沫塑料隔热能力是砖墙的