通信机房节能降耗新技术应用与分析

江永杰，谭笑丹，曾广文

（中国联合网络通信有限公司广东省分公司，广东 广州 510627）

0 引 言

近年来，不可再生能源的不断开发，导致能源问题越来越突出，如何进行节能降耗显得尤为关键，特别是通信机房节能降耗成为诸多节能项目的重中之重。积极响应国家“碳达峰、碳中和”的政策，根据通信机房实际情况，围绕节能降耗工作目标，积极探索通信机房节能降耗新技术与新措施[1]。针对当前通信机房一些“老旧小散”的设备进行相应的资源整合与节能改造，达到预期的节能降耗效果。对于通信机房，如果不及时地整改相关能耗与节能问题，那么后续会出现一系列的安全隐患与运维管理风险。目前，通信机房能耗大的相关因素较复杂，导致节能降耗过程存在难度，如何采取新技术与新措施是文章的研究重点。

1 存在问题

新建通信机房的设计以能源利用效率（Power Usage Effectiveness，PUE）为导向，在设备的选择与建造过程中，注重节能、绿色技术的应用。传统通信机房的一些设计仍然使用旧技术与旧设计方案，导致节能降耗方面改造起来非常复杂，也很困难[2]。按照国际标准化组织（International Organization for Standardization，ISO）的定义，PUE 统称为关键性能指标，或者称为关键绩效指标，研究这些指标对于数据中心具有十分重要的意义[3]。由于单机柜容易增加功耗，且通信机房发生制冷不佳，会引起热岛效应，造成机房的PUE 达到2.5 以上。根据相关调查研究，通信机房的能耗分布情况如图1 所示，可以看出，通信机房空调的能耗占45%，其次是计算机设备占18.0%[4]。因此，空调与计算机设备的能耗控制直接影响到通信机房的节能效果。如何进一步优化空调与计算机设备能耗控制优化，是通信机房工作人员和管理人员需要在实际工作中重视的问题。

图1 通信机房总能耗分布情况

当下，不少机房存在空间利用率不高、负载设备较少、配套空调制冷效率不高等问题，导致大量能源消耗。机房内的热交换出现不均衡，机房内空调开启数量增加，制冷产生的能耗相应增加，如果机房的局部温度降低，则会提高外界环境对机房本身的热辐射，进而产生更大的能耗[5]。通信机房能耗增加如图2 所示。由图2 可知，机房内的热交换系统动态变化，需要有一套智能化管理手段对其进行控制，使通信机房内的温度达到比较均衡的状态，以免因过热产生更大的能耗。

图2 通信机房能耗增加示意

2 通信机房节能降耗新技术与应用

2.1 室外新风系统+室内温度设定

在中心机房安装新风系统，运用节能新技术的理念，将较低温度的室外新风引入较高温度的室内进行热交换，达到一个相对的平衡。通过减少空调的数量及设备的使用时长，起到节能降耗的效果，同时能降低机房碳排放量，减少对环境的影响。对于未使用室外新风系统的机房，在不影响设备正常运行的前提下，调整汇聚机房空调温度，将设定值25 ℃调高至27 ℃，降低空调能耗[6-7]。在引入新风系统的同时注重通信机房室内环境的变化，在不影响其正常运行要求下，确保能够获得较佳的节能效果。

2.2 疏通机房散热风道是降低能耗的重要手段

疏通机房散热风道从源头出发，清洗全网节点空调滤网和设备防尘网，进一步降低空调和设备能耗。部分高能耗、低能效的老旧设备已经无法满足业务发展需求，且占据机房资源、存在性能隐患，因此需要加强对高能耗低能效的老旧设备进行更新换代，进行节能改造。通过实现智能调节温度系统，对老旧设备进行节能升级，在达到节能降耗的同时尽量对老旧设备进行更新换代或升级改造。通过拆除机柜间侧挡板，加强设备散热，从而缩短设备风扇运转时间。积极提升节能降耗的精细化管理水平，探索新的节能降耗途径。

根据通信机房的空间结构与布局，运用机房活动隔挡方案，灵活隔断机房空间，将空调冷气精准地控制在热源附近，提高机房空调制冷温控的精确性，进而提高制冷效率，达到减少空调配置和运行时间的目的，实现节能效果[8]。同时，根据机房自身特点，研究制定了高质量铝合金板和低成本防火隔热帘两种活动隔挡方案，隔挡材料可重复利用，方便后期机房扩容改造再利用。

2.3 改善通信机房布线的合理布线

通信机房布线的合理布线对通信机房的节电、节能、降低能耗影响甚远。机房具体的布线主要有集中布线型、两级式线缆管理型[9]。目前，运用集中一次性布线方案较理想。如果应用两级式布线，会自动增加交换机，从而产生新的能耗，不能实现节能降耗的目标[10]。此外，在布线时要注意布线的具体位置，最佳的位置一般处于通信机房的中心区，能够极大地节省空间与网线的长度，不会影响通信设备的运行状态。因此，在对通信机房进行布线时，要充分利用机房本身的结构与空间，让布线尽量集中一次性完成，不仅可以节省机架位，也可以节省机柜位。对通信机房布线时，要充分考虑线路本身材料的问题，尽量选择能耗相对较小的布线设施。

2.4 采取智能化运维管理手段，持续降低全网空调能耗

采取智能化运维管理手段，关闭空闲设备端口，定时智能关闭已开通未承载业务端口，业务受理系统配线配号后自动开启。通过精细化节能管理，合理配置设备端口，以免空闲设备端口产生能耗，动态输出节能策略，提升能效管理自智化水平，科学指导网络低碳运营。基于机房和基站温度变化，能耗智能管理平台自动下发指令实现空调远程启动或关闭。在通信机房安装空调智能开关，基于机房温度变化，通过基站能耗智能管理平台下发指令，控制空调智能开关（红外）启动或关闭空调，既节约了电量，又节省了人力物力。加强新增站点用电管理，建制度、定流程，确保新增用电效能管理不遗漏[11]。在智能控制与智能化运维管理下，通信机房能够更加精准地控制能耗，根据环境的变化让机房内部的节能运行更优、更容易控制[12]。

3 应用效果

通过调整回风温度，提高机房空调的制冷效率，有效地节省机房空调的能耗。例如，某通信机房设计时对机房温度的要求是在22 ～24℃，考虑到回风温度与空调制冷设备在关闭后温度的变化情况，要确保出风温度控制在12 ～16 ℃，只有按照规范化设计达到通信机房的预期温度效果。通过精确送风，只要使机柜送风温度达到（22±2）℃，就可以满足服务器的需要，此时空调的回风温度可设为（30±2）℃，该温度由机房空调设计的送风温差（一般取8 ℃）决定，这样回风温度在32 ℃时才开启制冷功能，这种方案不仅满足空调制冷设计的要求，还能满足通信机房节能降耗的目标，使通信机房设备在运行过程中处于最佳工作状态，不会因室内温度的影响而出现运营故障，影响用户使用的满意度。

文章通过应用新技术与新手段，引入新风系统和疏通机房散热风道等方法，能够确保通信机房在运行过程中既满足要求，又能节能降耗，达到预期目标。

4 结 论

通信机房节能降耗是当前急需解决的问题。通过采用通信机房节能降耗新技术与新措施，可以有效降低通信机房的能源消耗和碳排放，实现可持续发展的目标。同时，这些措施为通信运营商带来经济效益，提升企业形象，为绿色创新发展做出贡献。深入推进信息和能量融合创新，着力构建新型信息服务体系，促进经济社会发展绿色转型，协同推进降碳、减污、扩绿、增长，以实际行动应对气候变化，助力国家积极稳妥实现碳达峰、碳中和战略目标。