机房专用空调节能的考求与实践

    一 机房专用空调节能创新
    在石家庄市开发区枢纽局二层四区交换机房，与相关厂商合作，对机房内的“智能空调群”实行优化组合，精确管理，以节约能源。自适应控制恒温恒湿节能监控系统能自动跟踪昼夜、季节、地区的温湿度变化，自动合理地控制空调的工作状态，使空调做到按需工作，年平均节电率在20%左右。空调富余量越大，机房密封性能越好，节电率越高。
    1.节约能源的主要途径
    ⑴利用自然环境温湿度的变化
    自然环境的温湿度昼夜都在变化，充分利用自然能量应对机房热辐射效应的变化，自动改变空调运行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。
    ⑵使空调更“聪明”
    自动跟踪监测各区域内真实的温湿度数据值，控制空调的去湿、加湿等功能，让其始终处于合理的工作状态，避免空调做“无用功”
而浪费能源。
    ⑶“N＋1”台空调富余量的自动控制
    根据空调群里“N＋1”台空调所产生的制冷量总和，自动判断备用空调“1”的物理位置，控制其合理地开启或关闭，达到节约能源的效果。
    ⑷空调群自动排序，使冷量利用效率*大化
    机房内发热源（如交换机、计算机等）的分布是不均衡的，所以空调群里的每台空调所对应区域的制冷负荷量必然是不同的。采用对空调群自动排序的技术，使冷量利用效率*大化是有效的节能措施，也是确保机房恒温恒湿工作环境的技术保障。
    2.自适应控制节能监控系统核心技术
    ⑴模糊控制技术
    自动跟踪昼夜、季节、室外、室内区域环境温湿度值的变化，准确计算机房内各区域平面与外部环境温湿度值之间的关系。
    ⑵PID技术
    动态调整空调的设定温度、湿度、修正等数值，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。
    ⑶计算机温度模拟技术
    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和原理，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*大化。精确控制“N＋1”、“N”、“N－1”台空调数量的开启与关闭，使空调始终处于合理的*佳工作状态，有效实现机房整体环境的恒温恒湿，提高主用设备的安全环境，节约空调能源消耗，延长空调压缩机使用寿命。
    3.节能系统的安装与维护
    该节能系统的安装施工简单、方便，对机房结构没有任何改变，具有良好的安全可靠性。日常维护工作也同样简单方便。石家庄移动开发区局2楼交换机房总面积为350m²，机架数量为9列电源设备、传输设备、数据设备等，配有专用空调4台，每台空调压缩机2组（共8组），属于整体下送风。因为机房面积大，没有管道分布直接影响整个机房环境，通风分配存在一定的不均。全年常开4台空调，由维护人员根据回风温度的变化设定所需温度，温度设定值在22℃左右，交换机房的环境温度维持在23~25℃（由机房中部的测量获得）。交换机房节能系统安装配置为：1台主机；4台三通信息转换器；室内安装温度传感器48个；室内、室外温湿度传感器各2个，共4个；智能交流采集器4个。
    4.节能系统的技术创新点原来的空调数据为手动设定，现为计算机监控系统自动设定；原来每台专用空调的回风口为温湿度监测点，现为整个机房平面实时监测，提高温湿度动态数据监测精度；原来每台专用空调为“单兵作战”，现为整个机房专用空调组群“团队作战”，提高机组群的工作效率。
    自适应控制节能监控系统有效降低了机房室内环境的温差，提高了机房内的整体恒温恒湿效果，确保机房内主用设备（程控交换机、计算机等设备）的安全性，降低了主用设备故障率。此外，可以自动控制空调温湿度数据设置值；自动优化和控制空调群的使用效率，达到冷量效率*大化，节约空调不合理的能源消耗；自动优化和控制空调合理的负荷运行状态，延长了空调压缩机使用寿命。
    5.应用效果
    自2009年1月14日投入试运行以来，节能设备运行稳定，节能效果明显。经过连续的观察测试，采用绿色行动节能降耗技术后每日可节电326kW.h，节约电费260.8元人民币，一年零三个月收回投资。自适应控制节能监控系统可以实现不间断地对外部温度和室内温度的变化自动跟踪，将室内温始终控制在目标温度上。它能根据机房总冷量的需要，自动判断开启或关闭空调的数量，自动决定每台在用空调*适合的温度设置值（不一定相同），真正能做到按需制冷、按需供冷。人工的手动设定节能方式并不能实现24h的管制，相对节假日来说会比较担心天气的温度变化。外部突然的高温会对机房环境温度带来一定危险性，而自动控制并改变空调设定的各项数据后，既提高了机房温度的安全性，又达到了节能效果。
    二 机房专用空调添加节能剂
    1.空调系统的现状
    据统计，通信机房的电耗是电信运营商的主要耗能，而空调能耗一般占通信机房能耗的20%～45%，有的甚至在60%以上。因此，在保证通信设备正常运行的前提下，节能首先要从空调着手。空调内部是一个密闭的循环系统，经过一段时间的运行后会产生以下问题。
    ⑴液态状的制冷剂和冷冻油的混合物在蒸发器内蒸发时，产生油泡，油泡不载冷降低了系统的热传递效率。
    ⑵空调系统长时间运行，组件内部会产生大量沉积油膜（因为冷冻油的凝结产生的），油膜导热系数是铜的1%，大大降低了系统的热传递效率。
    ⑶压缩机长时间高速运转，导致损耗过大，磨损越来越严重，从而降低密封效果。如果要保证冷量的输出，就需要增加压缩机的运行时间，从而成倍增加耗电量，同时缩短压缩机的使用寿命。
    ⑷随着使用时间的增加，制冷系统内部的冷冻油发生氧化变质，使系统损耗增加，使用寿命缩短。
    以上问题可导致系统热传递效率降低；压缩机损耗过大；能效下降过快，空调效果变差，用电量增加，寿命缩短。
    2.节能增效剂解决方案
    ⑴节能增效剂介绍
    针对设备机房空调耗电占总耗电量较大的现状，石家庄移动引进了节能增效剂。该产品已经拥有十几年的成熟技术并广泛应用于众多企业。目前石家庄市开发区二层6个机房已各选一台专用空调系统添加节能剂，经测试节电率达12%.节能增效剂的主要成分是表层活化剂、抗磨/调节剂和防腐蚀/抗氧化剂。表层活化剂可以抑制油泡的产生，提高热传递效率，从而降低空调耗电。此外，它与金属有强结合力，能分解并清除沉积在金属表面的油膜，提高金属热传递效率，降低电力损耗。抗磨剂、调节剂可以减少压缩机摩擦磨损，降低振动和噪音，增加密封效果，降低耗电损耗。防腐剂能提高空调系统的能效比，节能同时延长系统使用寿命，实现节能、养护、增效三合一。抗氧化剂则能阻隔油的氧化过程（提高抗氧化能力78%），防止金属的腐蚀。
    ⑵节能增效剂的优点
    对旧空调来说，节能增效剂可以实现提高能效、节约能源、保养等作用，性价比高，投资回报快。对于新空调，使用节能剂可以实现设备保养、延长寿命等作用。经测试，添加节能增效剂后设备的启动电流强度下降7%～31%，节电率为8%～30%，而且节能增效剂能提高压缩机润滑能力1500%，有效减小压缩机的噪音和振动，降低轴承温度和压缩机运动部件的磨损，大大延长了设备的使用寿命。
    节能增效剂使用专业加注工具，加注方便：由受过专业培训的人员通过空调加氟口将节能剂加入到空调系统内部，整个过程仅需15min，不用在空调上增加任何设备，不用破坏原有建筑物即可实现空调节能、增效、延长使用寿命的目的，空调添加节能增效剂后使用寿命延长近50%.    节能增效剂方案依靠空调的工作原理来运行，无需维护，减少了设备的维护工作量，降低维护费用，并且能提高压缩机的润滑性，从而减少空调的维护工作量。