浅谈机房节能减排标准化建设

李锋 夏小萌 谢世荣 杨怡然 赵芳 陈佟

【摘要】本文从机房节能减排的发展现状及其面临的主要问题的基础认知上，对机房的节能减排标准化建设进行尝试性的探索，旨在为相关研究提供一些参考价值，并为我国的节能减排、环境保护作出一些贡献。

【关键词】机房；节能减排；环保；标准化建设

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.03.055

Discussion on Standardization Construction of Energy Saving and Emission Reduction in Computer Room

LI Feng1，XIA Xiaomeng2，XIE Shirong3，YANG Yiran1，ZHAO Fang1，CHEN Tong2

（1.Enshi Power Supply Company of State Grid Hubei Electric Power Co.，Ltd.，Enshi 445000，China；2.Information and Communication Branch of State Grid Corporation of China，Beijing 100761，China；3.Hubei Enshi Prefecture Metrological Verification and Testing Institute，Enshi 445000，China）

Abstract：Based on the development status of energy conservation and emission reduction in computer room and the main problems it faces，this paper tries to explore the standardization construction of energy conservation and emission reduction in computer room，aiming to provide some reference value for relevant research and make some contributions to energy conservation and emission reduction and environmental protection in China.

Key words：computer room；conserve energy；reduce emissions；environment protection standardization construction

1机房节能减排发展现状

近年来，全球的能源消耗问题日渐突出，每年的增长速度约为4%，早在2020年能源消耗就已高达1.43 Gt。就我国目前的生产水平来说，根据相关数据显示，我国目前每消耗一度电，排除的二氧化碳达1公斤左右，在此之中，通信行业的能耗量约占我国能源消耗的一半，并且在以每年10%的速度递增。

从我国已经完成的“十二五”计划以及推出的“十四五”等规划纲要可以看出，环境与经济协同发展十分重要，科学合理使用节能减排技术对于我国提升国民生活水平、优化经济产业结构、改变增长方式等方面有着重要的指导价值，并且能极大推进我国资源节约型以及环境友好型社会的建设进程。根据国家统计局对于我国开展节能减排技术的相关调查数据显示，我国近几年能耗量较之2014年呈现显著的下降趋势，且下降比例呈递增的形式，下降幅度分别为3.8%、4.7%、5.9%，这些数据都体现出我国节能减排工作颇有成效[1]。与此同时，随着互联网信息技术、通信工程技术等新兴产业的发展速度不断加快，在我国的经济产业中占比逐渐加重，做好机房的节能减排工作，促进机房节能减排的标准化建设进程，对于发展我国的社会经济以及企业经济有着推动作用。

2机房节能减排遇到的问题

机房发展节能减排遇到的问题主要有以下三个方面。

1）创新能力的缺乏。就现阶段的节能减排技术而言，创新能力与发达国家相比较为落后，许多高精尖技术仍然掌握在国外企业手中；2）节能减排意识不到位。在大多数中小型企业中，尤其是处于发展阶段的企业，通常会为了追求企业的经济收益，从而在一定程度上忽略了企业应走节能减排、可持续发展的道路，再加上企业管理人员的重视程度不够，投入资金也不足，导致不能及时更新相关设备与技术，使得企業的能耗量不断增加，严重破坏我国的生态环境；3）相关法律法规制度不够完善，缺少标准化的规章制度。节能减排工作是一项需要长期坚持的系统工作，因此，只有制定标准完善的法律法规制度才能够在一定程度上缓解企业的经济收益与节能减排之间的矛盾冲突，才能有效调整企业的产业结构，推进生态化建设进程[2]。

3机房节能减排标准化建设

3.1机房空调运行标准化

3.1.1智能通风

智能通风设备的工作原理是经过中央控制单元自动开启排气闸，将机房外部的冷空气引入到室内的同时，再将室内的热空气排出，促使室内外热量交换，以达到降低机房内的室内温度、减少机房制冷能耗量的目的。除此之外，智能通风设备还能够对室内外的温度与湿度进行智能化的分析、判断，适用于某些室内外温差常年超过4℃、相对湿度低于85%的地区使用，例如贵州、湖南、广西等地[3]。

3.1.2把控机房内设备温度

把控好机房内的各个设备的温度也是提升机房节能减排效果的有效手段之一。由于在机房内有大量的通信、蓄电池、开关电源等设备，为了降低机房内空调的运行成本与使用时间，延长其使用寿命，因此根据机房内设备实际运行情况以及对环境温度的需求等，应将机房的内部温度大概维持在25℃，机房内其他设备的温度建议控制在28℃左右，才能使机房的节能减排达到最佳的效果。

3.1.3优化气流，精准送风

将机房内空调气流组织优化，实现精准的送风技术，是实现机房节能减排标准化建设的有效措施之一。机房内的空调精准送风，是一种具有可调节阀口、利用专用的通风管道直接送风进入机柜内部的按需供冷的送风模式，例如，采用上送风精准送风的方式，将通风管道改造成完全封闭式的冷风管道，然后将空调的冷风传递至机房内所有的设备、机柜，能够有效调整优化机房的送风温度、风压等，使用此技术能够将机房内的空调电量降低至30%左右，能够有效解决机房内的供热问题，以达到机房内冷却散热、节能降耗的目的[4]。

3.2机房空间配置标准化

3.2.1合理分配布置机柜

首先，在进行机房空间设计时，相关的设计人员应当按照一定的排列顺序将每个设备、机柜都统一摆放，方便相关维修人员的日常维护；其次，机房的冷气流会从设备的正面进入到机柜内，而位于其后面相同摆放方式的机柜会正面吸入前面机柜所散发的热风，导致后方的机柜的回风温度大幅度提升，机柜散热速度减慢，影响其散热效果，造成机房内的温度无法维持在一个水平。因此，为了保持机房内的温度场平衡，提高较为靠后的设备、机柜等的散热效果、提升机房节能减排效果等，应当将机房内的实际运行情况与气流组织原理、分离冷热通风管道原则等相结合，适当增加机房内的制冷量，科学合理安排机柜面对面或背对背的统一排列方式。

3.2.2适当增加送风元件

采用地板下送风是传统机房使用频率最高的送风模式，而下送风模式因其没有固定的送风方向，且有着送风效率低、送风距离长的特点，这极易造成送风管道出风口制冷量与送风量不足等现象的产生，以至于机房内的空调制冷效果不理想。因此，要想为送风通道的送风量、制冷量提供有力的保障，可以在送风管道的出风口适当增加送风元件，例如安装可调节的抽风装置，能够提高机房空调的送风效率、有效减少空调使用时长；或是根据机房内的实际运行情况增设风管、冷热气流隔离挡板等设备，实现机房内冷热空气的有效隔离、精准送风效果，为机房空调的制冷效果奠定坚实的基础；其次，可采取封闭冷通道的方式，避免空调气流组织短路、送风量不足等问题，极大地提升空调制冷效率，达到节能减排的目的。

3.3机房供电方式标准化

3.3.1科学利用再生新能源

随着互联网的大面积覆盖，一些通信机房远离了城市电网，导致机房无法接入市电；还有一些偏远机房接入市电的成本不仅高，而且还处于电网的终端，供电质量无法得到保障，机房停电、电压不稳的现象频发。而太阳能、风能等是大自然取之不尽用之不竭的无污染、可再生新能源，因此，将再生新能源技术科学合理地运用到供电质量较差的偏远地区，能够为机房解决备用电源的问题，提升机房的工作效率；将其运用到供电质量较好的地区，新能源技术能够有效降低企业的生产成本，降低机房的能源消耗问题，促進企业节能减排标准化发展。

3.3.2高压直流供电

现目前我国240 V的高压直流电源主要由电信推动，现目前已超过一千套，能够适用于现有的大部分通信交流设备以及改造存量设备，且由于电信的推动，我国的互联网巨头百度、阿里巴巴、腾讯也已经开始大面积使用240 V的高压直流；336 V的高压直流主要由中国移动推动，有着高电压、输送距离远、且可降低线缆规格的特点，但其不能兼容存量设备，适用于新建成的系统设备，2009年与2012年336 V高压直流在深圳与哈尔滨设点试行，标准已向ITU、ETSI等国际行业标准看齐[5]。

采用高压直流供电系统，较之UPS的2N和3N系统有着故障点较少、系统维护难度小、可靠性强、设备运行成本低等优势，且其冗余设计容量为N+1，系统的运行效率高达97%以上，谐波含量低至3%，能够极大地促进机房供电方式的节能效果。

3.3.3高效直流电源

与普通效率的电源供电方式相比，采用高效直流电源的供电方式其优势在于能够有效提高4%～6%的能效，在低负载率状态时效果更为明显；将电源的发热量减少至50%，并且还能将内部的电解电容、整流桥、主变压器等关键器件的温度降低5～15℃，延长内部器件的使用寿命；除此之外，高效直流电源在实际工作运行时的最高耐热度高达65℃，比普通电源的耐热度更高、工作温度范围更广，对于户外站点的环境适应性更强。

3.3.4三联供系统

采用燃气冷、热、电一体的三联供系统，比之普通的燃气锅炉供热、空调制冷等方式，其实用性、经济性更强，主要适用于用电质量与制冷效果较为稳定的用户，而一般通信机房的发热量、耗电量以及供电质量基本常年稳定，因此，三联供系统适用于机房中，它综合的能源利用率高达80%，不仅能够实现同时供冷、供热，还能产生高电位的电能，能够极大地促使机房达到节能减排效果。

3.4机房附属设施标准化

机房的隔热保温性能是影响机房能耗的要因之一，对机房附属设施进行隔热保温改造，可有效降低空调制冷带来的电量损耗。主要措施是改造封闭性欠佳的机房门窗，提高隔热保温性能，来达到机房节能减排的目的。

在白浙特高压绿色低碳机房试点建设中，国网湖北省电力有限公司恩施供电公司对沿途220 kV咸丰变电站、220 kV鱼泉变电站等通信机房进行节能减排改造，对所有老旧机房窗户进行封闭处理。通过实时监测数据测定，改造后同一机房每台空调能耗比改造前每月节约电量500 kwh。改造前见图1，改造后见图2。

4结语

综上所述，节能减排工作对于推进我国生态建设和绿色发展有着至关重要的作用，而提升通信机房设备的节能减排技术也与人们的日常生活密不可分，通过优化调整机房室内的环境以及改变机房的供电方式等途径，完善机房节能减排标准化建设，不断创新技术，推进节能减排进程，助力通信行业的发展，为人们提供更优质的服务。

【参考文献】

[1]陈文宇.通信机房节能减排的相关研究[J].信息通信，2020（4）：207-208.

[2]张席东.通信行业节能减排问题探究[J].电脑知识与技术，2021，17（15）：204-205+214.

[3]张荣俊.节能减排新技术在通信机房中的应用[J].通信电源技术，2020，37（11）：271-274.

[4]王毅力.智能化绿色节能机房建设探讨[J].中国有线电视，2019（5）：548-550.

[5]彭学诚.关于通信基站节能减排的解决措施[J].中国新通信，2020，22（5）：14-15.

【作者简介】

李锋，男，1983年出生，高级工程师，研究方向为电力信息通信专业管理与新技术研发。

（编辑：谢飞燕）