通信机房空调类型选用策略研究

陈启章，林健明

（江苏省邮电规划设计院有限责任公司，江苏 南京 210019）

0 引 言

随着网络覆盖广度和深度的不断扩大，各大运营商通信机房数量快速增长，相应的电力成本也快速增加，电费支出高达运营商OPEX的40%以上，严重影响各大运营商的经济效益。纵观移动、电信、联通三大运营商的通信机房制冷设备选择，均为舒适性空调和精密空调并存。本文从节能减排、最大经济效益出发，探讨在通信机房内舒适性空调和精密空调的选择策略[1]。

1 通信机房对空调设备的要求

1.1 规范要求

《电子计算机机房设计规范》GB50174-2008中，对机房环境的具体要求如下：

（2）保持湿度恒定（不得结露，相对湿度波动控制在：A、B级机房40%～55%，C级机房35%～75%）；

（3）空气洁净度0.5 μm/L≤18 000，即每升空气中，大于等于0.5 μm的颗粒应小于等于18 000个；

（4）空调设备具备远程监控和来电自启动功能。

1.2 实际使用过程的运行维护要求

1.2.1 制冷要求

通信机房的热负荷量一般都很大，单位面积发热量更是远远高于民用住宅、办公等用房。但是，通信设备的功能并不会因为湿度的变化而改变。因此，当机房内的湿度负荷较小时，机房需要具有一定的制冷能力，才能更好地消除通信设备在运行中产生的热量。

同时，为了达到大制冷量的要求，空调送风必须采用大风量设计。大风量设计会增加机房内的换气次数，更好地调节机房的温度、湿度等必要指标，并更好地达到大面积机房气流合理分布的效果，也能将机房热量堆积产生的问题降至最低。

1.2.2 洁净要求

5、由于进埔站#1、#2、#3接地变和#1、#2站用变保护装置都是使用深圳南瑞科技有限公司的ISA-351F型分散式微机保护测控装置（以下简称351F），为了避免同类型设备产生同类问题，以及装置定值整定错误或二次接线错误的情况出现，故对#3接地变和#1、#2站用变保护装置及公共测控屏II上的二次回路进行检查。结果发现：#3接地变、#1、#2站用变都有告警信号发出，而没有上送后台机和集控监控机。

机房环境的洁净度对设备的正常运行具有重要影响。当机房洁净度较差时，空气中的灰尘累积在电子元件设备上，容易造成电路板腐蚀、绝缘性能下降、散热通风效率下降等。尤其需要注意的是，在空气质量较差的地区，室外新风的引入需要慎重对待。

1.2.3 运行时间要求

通信设备通常需要长时间不间断运行，这就要求制冷空调能够在365 d×24 h不间断运行，以提供稳定的室内环境。

1.2.4 可监控和管理要求

机房室内温度对通信设备的安全稳定运行至关重要，要求空调机组具有远程监控和管理功能。

2 舒适性空调和精密空调性能比较

根据用途分类，空调可分为舒适性空调和工艺性空调。两者的主要不同在于，一个为人服务，一个为设备服务[2]。前文所讲精密空调，属于工艺性空调范畴。

机房专用精密空调，是近30年逐渐发展的一个新机种，可控制温度精度达到±0.5℃，湿度精度达到±3.0%，专门设计用于满足高热密度电子类负载的需求，能全年365天、每天24小时不间断制冷，具备远程监控和来电自启动功能，非常适用于对温度、湿度及洁净度均有较严格要求的计算机机房，缺点是价格较高，为舒适性空调的数倍[3]。表1列出了舒适性空调和工艺性空调性能的主要差异。

表1 舒适性空调和工艺性空调性能的主要差异

在通信机房的实际使用过程中，舒适性空调很难达到通信机房对温度、湿度及洁净度的严格要求，而精密空调则变现得更加专业。

（1）舒适性空调具有较小的送风量和较为明显的降温除湿功能。由于机房内显热量占据全部热量的95%以上，并具有设备本身发热、太阳光辐射热等，一定程度上减少了机房湿度。因此，这种情况下选用舒适性空调，将使机房湿度过低，不利于设备的正常运转。此外，由于制冷量（45%～66%）都消耗在除湿上，增加了能量消耗。为了更好地解决上述问题，精密空调应运而生。精密空调在设计上采用严格控制的蒸发器来有效蒸发压力，并通过增大送风量使蒸发器表面温度高于空气露点温度，提升工作效率，同时降低湿量损失。

（2）由于舒适性空调具有风量小、风速低等特点，运行时只能在送风方向局部气流循环，不能更好地在机房形成气流循环，致使机房受热不均，送风方向区域温度较低，其他地区的区域温度高，一定程度上造成设备过热损坏。相比舒适性空调，精密空调具有较大的送风量和较高的换气次数，可使整个机房形成一个较完整的气流，同时降低设备温度。

表2 舒适性空调和精密空调的经济效益比较

（3）传统的舒适性空调具有送风量少、换气次数少等缺陷，不能利用足够的流速将灰尘带回过滤器而在机房设备上进行堆积，一定程度上阻碍了整个设备的运行。但是，精密空调送风量很大，且具有较好的空气循环，不仅可以有效去除空气中的尘埃，还可以更好地保证机房的安静整洁。

（4）当前，我国绝大多数机房的电子设备都处于连续运行状态。为了更好地保证机房专用空调可以负荷常年的连续运转，要尽可能提升其可靠性。以往的舒适性空调并不能满足上述要求，尤其在冬天，舒适性空调的作用更显得过于乏力。此时，精密空调可以更好地控制室外冷凝器，保证正常的制冷工作。

（5）相比于舒适空调，精密空调配备了专业的加湿系统。高效率的除湿系统可以利用传感器反馈的数据精确地控制机房温度和湿度。

3 舒适性空调和精密空调的经济效益比较

以南方某省一个总发热量为12 kW的通信机房为例，在机房室内环境温度24 ℃、湿度50%RH、室外环境温度为35 ℃的标准机房环境下，对运行两种类型空调的经济效益进行比较，结果如表2所示。

通过表2的对比，可以得到如下结论：为简化计算过程，总费用只考虑购置成本和消耗电费，忽略维护费用等差别，而实际上舒适性空调由于故障率较高，维护费用略高于精密空调；舒适性空调相比于精密空调，初期投资低，而3～4年时两者的总费用基本持平；随着运行年限的逐渐增加，舒适性空调的总费用将越来越大于精密空调，运行10年时，舒适性空调的总费用是精密空调的1.4倍。

4 结 语

随着通信行业的快速发展，电力成本支出已经逐渐成为各大运营商成本支出的重要组成部分。作为通信机房用电大户的制冷设备，空调型号的选择不宜只考虑初期投资，需从长远的综合运行成本统筹考虑，才能达到最大的经济效益，将节能减排落到实处。为通信设备提供安全、稳定的运行环境，是通信机房空调的首要责任。现阶段，精密空调应是运营商通信机房的最佳选择。

参考文献：

[1] 魏三强.基于新风系统的通信机房节能降耗技术研究[J].中原工学院学报，2011，22（2）：40-42.

[2] 董小燕.浅谈机房专用精密空调的应用[J].科技创新导报，2009，（6）：110.

[3] 罗瑶.计算机机房采用精密空调的探讨[J].中华建设，2012，（9）：280-281.