1、通信機(jī)房專用空調(diào)自適應(yīng)節(jié)能監(jiān)控技術(shù)一、概述      作為通信網(wǎng)絡(luò)能源節(jié)能技術(shù)的重要內(nèi)容，通信機(jī)房專用空調(diào)自適應(yīng)控制恒溫恒濕節(jié)能監(jiān)控技術(shù)（以下稱自適應(yīng)節(jié)能技術(shù)）是十分有效的。凡是使用專用空調(diào)的機(jī)房，而且機(jī)房內(nèi)的顯熱量形成熱島效應(yīng)，采用自適應(yīng)節(jié)能技術(shù)，既可以使機(jī)房內(nèi)的溫濕度差值減小，而且可以控制在目標(biāo)值范圍內(nèi)（23±2，40%-70%，詳見GF014-95通信機(jī)房環(huán)境條件）又可以使節(jié)電率達(dá)20%左右。該技術(shù)安裝簡便，使用方便，一般平均一臺(tái)專用空調(diào)投資1。4萬元，對3萬多大卡的空調(diào)，每年可節(jié)電費(fèi)約1萬元人民幣，可在一年半收回投資。在近三年

2、多的時(shí)間內(nèi)，我們已經(jīng)在30多個(gè)機(jī)房內(nèi)對200多臺(tái)專用空調(diào)實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)節(jié)能控制，效果良好。上海電信有1200臺(tái)專用空調(diào)機(jī)，其節(jié)能前景是十分寬廣的。 二、機(jī)房專用空調(diào)在使用中存在的問題： 1、只利用本空調(diào)機(jī)回風(fēng)口傳感器作為數(shù)據(jù)采樣參考點(diǎn)，無法監(jiān)測整個(gè)機(jī)房內(nèi)的真實(shí)環(huán)境溫濕度，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性不夠。2、專用空調(diào)有智能功能，但是在運(yùn)行中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一臺(tái)空調(diào)加濕，另一臺(tái)去濕；有一臺(tái)在制冷，另一臺(tái)在加熱的不合理現(xiàn)象。造成不必要的浪費(fèi)，空調(diào)使用效率不高。3、由于機(jī)房機(jī)架排列、建筑結(jié)構(gòu)、線纜走向等客觀因素，空調(diào)機(jī)組的氣流組織缺乏優(yōu)化處理，造成溫差大，使用不合理，加大能耗，影響空調(diào)的使用壽命。三、自適應(yīng)節(jié)能技術(shù)的特點(diǎn)

3、1、改變 原來的空調(diào)設(shè)置數(shù)據(jù)“手動(dòng)設(shè)定”，為節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)“自動(dòng)設(shè)定”，提高專用空調(diào)的控制能力。2、改變 原來每臺(tái)專用空調(diào)的一個(gè)回風(fēng)口溫濕度監(jiān)測點(diǎn)，為整個(gè)機(jī)房平面實(shí)時(shí)監(jiān)測，提高溫濕度動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的監(jiān)測精度。3、改變 原來每臺(tái)專用空調(diào)“單兵作戰(zhàn)”方式，為整個(gè)機(jī)房專用空調(diào)機(jī)組群“團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)”形式，提高機(jī)組的工作效率。四、自適應(yīng)節(jié)能系統(tǒng)的核心技術(shù)： 1、模糊控制技術(shù)：自動(dòng)跟蹤晝夜、季節(jié)、地區(qū)、機(jī)房內(nèi)區(qū)域環(huán)境溫濕度值的變化。準(zhǔn)確計(jì)算通信機(jī)房各“區(qū)域”與外部環(huán)境溫濕度值之間的關(guān)系。2、PID技術(shù)：動(dòng)態(tài)調(diào)整空調(diào)的設(shè)定溫度、濕度、修正值等參數(shù)，根據(jù)空調(diào)設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況，配以智能化的控制算法軟件，優(yōu)化壓縮機(jī)運(yùn)行周期

4、，平衡空調(diào)設(shè)備供冷量與目標(biāo)溫濕度值之間的關(guān)系。3、計(jì)算機(jī)溫度場模擬技術(shù)：根據(jù)機(jī)房不同的工況條件、空調(diào)冷量分布、風(fēng)量擴(kuò)張循環(huán)等綜合數(shù)據(jù)，提高優(yōu)化冷量利用效率，排列出空調(diào)優(yōu)先資格順序，達(dá)到冷量效率最大化。精確控制“N+1”“N+0”、“N-1”等臺(tái)空調(diào)數(shù)量的開啟與關(guān)閉，使空調(diào)始終處于最佳工作狀態(tài)，有效實(shí)現(xiàn)了機(jī)房整體環(huán)境的恒溫恒濕，提高通信設(shè)備的環(huán)境安全、節(jié)約空調(diào)能源消耗、延長空調(diào)機(jī)組的使用壽命。五、節(jié)約能源的主要途徑 1、利用大自然環(huán)境溫濕度的變化是節(jié)約能源的途徑之一大自然的環(huán)境溫濕度，晝夜、季節(jié)、地區(qū)都在變化，而通信機(jī)房發(fā)熱量是不變的，充分利用大自然冷熱對機(jī)房熱輻射效應(yīng)的變化，自動(dòng)改變空調(diào)合理運(yùn)

5、行所應(yīng)有的溫度和濕度設(shè)置值，減少壓縮機(jī)工作時(shí)間，控制空調(diào)的總制冷量輸出，做到“按需制冷、供冷”,節(jié)約空調(diào)的耗電量。準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在上海地區(qū)夏季的空調(diào)用電量一般要比冬季高出約40%左右。采用自適應(yīng)節(jié)能技術(shù)，通過精確控制把大自然溫度變化的能量轉(zhuǎn)化為空調(diào)可節(jié)約的電量部分，這是人工控制做不到的。通信機(jī)房的空調(diào)數(shù)量或者說冷量（大卡）的配置值n臺(tái)數(shù)，在機(jī)房設(shè)計(jì)時(shí)就已經(jīng)充分考慮到了。其主要的“冷量峰值”是夏季高溫季節(jié)的最高溫度時(shí)段，如午后太陽西曬時(shí)，也就是說空調(diào)的制冷大卡量是滿足夏季最高溫度時(shí)對通信設(shè)備的冷卻標(biāo)準(zhǔn)。加上 1 臺(tái)備用空調(diào)機(jī)組（即n+1臺(tái)）大部分時(shí)間也會(huì)投入使用，因此隨著晝夜、季節(jié)、地區(qū)的溫

6、度變化，空調(diào)制冷富余量幾乎永遠(yuǎn)存在，只是大小差異而已。見如下示意圖；      我們通常講的采用自適應(yīng)技術(shù)平均節(jié)電率20%是指一年的平均節(jié)電率。由外部環(huán)境溫度的變化而產(chǎn)生的空調(diào)富余量直接影響節(jié)電率或者說節(jié)電度數(shù)的絕對值。不同機(jī)房的工況環(huán)境條件與節(jié)電率大小也是有密切關(guān)系的。      根據(jù)上海電信機(jī)房近幾年的空調(diào)用電數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，1臺(tái)3.2萬大卡的空調(diào)，夏季耗電190度/天，冬季耗電133度/天。全年平均耗電153度/天。夏季比冬季耗電量高40%左右。下表數(shù)據(jù)可見，不同季節(jié)的節(jié)電率是不同的，而且節(jié)電度

7、數(shù)的絕對值也是不同的。事實(shí)上，白天和晚上的耗電量都是不同的。環(huán)境季節(jié)空調(diào)大卡量/臺(tái) 用電度數(shù)/天節(jié)電率%節(jié)電數(shù)（度）夏季3.2萬1901120.9冬季3.2萬1333039.9秋季3.2萬1462029.2春季3.2萬1422535,5 全年平均3.2萬15321.531.62、跟蹤機(jī)房區(qū)域環(huán)境溫濕度，使空調(diào)更“聰明”是節(jié)約能源的途徑之二      自動(dòng)跟蹤機(jī)房“各區(qū)域”內(nèi)真實(shí)的溫濕度數(shù)據(jù)值，控制空調(diào)的“去濕”、“加濕”等功能，讓空調(diào)始終處于合理的工作狀態(tài)，避免做“無用功”。具體的辦法是：    

8、;  首先將自適應(yīng)節(jié)能監(jiān)控器通過數(shù)據(jù)三通與原空調(diào)監(jiān)控平臺(tái)并聯(lián)，不影響原監(jiān)控系統(tǒng)的正常工作。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖：      機(jī)房平面環(huán)境溫濕度監(jiān)測點(diǎn)分布示意圖       由于建立了這些虛擬的機(jī)房“溫度區(qū)域”，空調(diào)可以有的放矢，按需供冷，不會(huì)發(fā)生由于某一點(diǎn)的偽信息，而讓整臺(tái)空調(diào)機(jī)組產(chǎn)生誤動(dòng)作。 3、在目標(biāo)溫濕度值控制范圍內(nèi)，讓空調(diào)作節(jié)能控制是節(jié)約能源的途徑之三。      過去專用空調(diào)的控制，大部分是在22±2,50±5%，

9、其實(shí)國標(biāo)控制值是23±2，4070%。      下圖是以濕度控制為例，說明專用空調(diào)節(jié)電的方法。       改變手動(dòng)設(shè)置壓縮機(jī)頻繁工作的狀況，讓空調(diào)濕度設(shè)置點(diǎn)，在目標(biāo)值內(nèi)盡可能與環(huán)境濕度接近，從而大大節(jié)約了空調(diào)用電度數(shù)。 4、“N+1”臺(tái)空調(diào)富余量的自動(dòng)控制，而且自動(dòng)優(yōu)先排序是節(jié)約能源的途徑之四。      根據(jù)“空調(diào)組群”里“N+1”臺(tái)空調(diào)所產(chǎn)生的制冷量總和，自動(dòng)判斷空調(diào)需要“n+1”或者“n-1”的物理位置，控制其合理的開啟或關(guān)閉

10、狀態(tài)，達(dá)到節(jié)約能源的效果。      機(jī)房內(nèi)發(fā)熱源（交換機(jī)、計(jì)算機(jī)）的分布是不均衡的，所以“空調(diào)組群”里的每臺(tái)空調(diào)所對應(yīng)區(qū)域的制冷負(fù)荷量必然是不同的。對“空調(diào)組群”實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，而且自動(dòng)優(yōu)先排序，使冷量利用效率最大化是有效的節(jié)能措施，也是確保機(jī)房恒溫恒濕工作環(huán)境的技術(shù)保障。六、專用空調(diào)自適應(yīng)恒溫恒濕節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)的安全和節(jié)能優(yōu)點(diǎn) 通過上述技術(shù)措施，可以達(dá)到以下效果： 1、有效降低機(jī)房內(nèi)環(huán)境的溫差t，提高機(jī)房整體恒溫恒濕效果，確保機(jī)房內(nèi)通信設(shè)備的安全性，降低主設(shè)備故障率。2、自動(dòng)控制空調(diào)溫濕度數(shù)據(jù)設(shè)置值，自動(dòng)優(yōu)化空調(diào)工作性能和狀態(tài)，控制“空調(diào)群”的

11、組合使用效率，減少空調(diào)不合理的耗電量部分。3、自動(dòng)優(yōu)化和控制空調(diào)壓縮機(jī)合理的負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，延長了空調(diào)使用壽命。 七、試驗(yàn)數(shù)據(jù)： 上海電信公司南區(qū)電信局某機(jī)房對機(jī)房自身2年內(nèi)的7個(gè)半月同季節(jié)用電度數(shù)和節(jié)電率的統(tǒng)計(jì)（使用空調(diào)數(shù)量5臺(tái)3.2萬大卡力博特空調(diào)）統(tǒng)計(jì) 時(shí)間 電表讀數(shù) （60倍率）總用電數(shù) 用電天數(shù)和 節(jié)能監(jiān)控使用 節(jié)電度數(shù) 節(jié)電率%2003年12月30日2180120度195天無節(jié)能監(jiān)控 56004度31.09%2004年07月13日30042004年12月30日5134124116度195天使用節(jié)能監(jiān)控 2005年07月13日7203上海電信公司浦東電信局某機(jī)房空調(diào)數(shù)量臨界、“自動(dòng)排序

12、”、“濕度”控制等試驗(yàn)數(shù)據(jù)2005年9月 試驗(yàn)開始時(shí) 間試驗(yàn)結(jié)束日 期試 驗(yàn)方 法機(jī)房內(nèi)有空調(diào)數(shù)量 空調(diào)實(shí)際使用數(shù)量 開機(jī)空調(diào)序列編號(hào) 9月23日9月27日機(jī)房自身 比 較 法 6臺(tái)3臺(tái)3#,4#,5#外界溫度天氣預(yù)報(bào) 監(jiān)控狀況電度表讀數(shù)（80倍率）用電累計(jì) 9月23日2228無 時(shí)間08:22562.8折算1天平均用電 564度9月26日2428時(shí)間13:00585.3計(jì)算機(jī)溫度模擬技術(shù)，“自動(dòng)排序”判斷出空調(diào)使用數(shù)量不變，改變開機(jī)空調(diào)編號(hào),冷量利用最大化效率試驗(yàn)數(shù)據(jù)。開機(jī)空調(diào)序列編號(hào) 3#,4#,6#9月26日2229無 時(shí)間13:00585.31天平均用電 458度9月27日2230時(shí)間

13、16:46592.4平均一天節(jié)電106度，節(jié)電率:18.75%?節(jié)電率分析:1.空調(diào)制出的冷量，其溫度場的建立、風(fēng)量擴(kuò)張方向等對交換機(jī)的冷卻作用，得到最好的有效應(yīng)用。2.以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)是在不使用溫度變設(shè)定技術(shù)的條件下，根據(jù)計(jì)算機(jī)溫度模擬排序技術(shù)，觀察改變使用空調(diào)機(jī)編號(hào)后的節(jié)能效果。試驗(yàn)開始時(shí)?間試驗(yàn)結(jié)束 日?期試?驗(yàn)方?法機(jī)房內(nèi)有空調(diào)數(shù)量 空調(diào)實(shí)際使用數(shù)量 開機(jī)空調(diào)序列編號(hào)9月28日9月30日機(jī)房自身 比 較 法 6臺(tái)3臺(tái)3#,4#,6#外界溫度天氣預(yù)報(bào) 監(jiān)控狀況電度表讀數(shù)（80倍率）用電累計(jì)9月28日2428有 時(shí)間13:30597.4折算1天平均用電 488度9月29日2330時(shí)間13:30603.5在同樣使用空調(diào)編號(hào)3#,4#,6#的情況下，觀察控制“濕度”后的節(jié)電效果試驗(yàn)。折算1天平均用電 523度9月29日2330無 時(shí)間13:30603.59月30日2432時(shí)間13:45610.1“去濕”控制，平均一天節(jié)電35度，節(jié)電率%:6.61%節(jié)電率分析:1. 控制“去濕”的節(jié)電效果6.61%應(yīng)該大部分是晚上的體現(xiàn)。因?yàn)榘滋旄邷貢r(shí)，空調(diào)壓縮機(jī)本身必須制冷，可見“去濕”效果是明顯的。 2. 上述“自動(dòng)排序”和“去濕”變設(shè)定的節(jié)電率之和是25.36%。 八、結(jié)論： 1、根據(jù)前面介紹的節(jié)能途徑和原理，自