摘要：为保障机房环境温度安全，机房空调的配置需满足N+1冗余备份，N—般选择3～5台，但由于冗余备份空调的存在，机房空调的电能利用效率不高，特别是在机房投运初期超负荷工作，电能浪费更为严重。随着节能减排工作的深入开展，传统机房空调的运行方式已不能满足节能工作的要求，机房空调运行需要向既安全又高效的方向发展，运行时需要同步考虑如何安全高效地控制冗余备份空调运行。传统的空调控制方法通过人工现场定期巡检观察机房温度变化，由人工判断后决定是否开启或关闭空调，其效率低、实时性差、安全性低。当前的机房基本已实现无人值守，传统方法已不能满足要求，需要自动化程度更高和更加高效安全的控制手段。

关键词：温度判断;机房空调;节能控制技术

引言

随着云计算、大数据、虚拟计算等新概念、新技术的广泛应用，数据机房作为支撑其高效稳定运行的核心基础设施，建设规模急剧增长。截至2017年，我国正在使用的机柜总计166万架，随着机架和刀片服务器功率的增加，能耗（发热）密度也不断增长。建设规模的扩张和耗能密度的增大，使得数据机房的运行能耗增长迅速，这给机房的运维管理带来了巨大的挑战。据相关调查统计，2017年我国数据机房总耗电量约为1250亿kW·h，超过了葛洲坝和三峡发电站当年的发电量之和。

1回风温度控制方式对机房空调能耗的影响

回风温度控制方式是指以风冷机房空调回风口处的温度为基准，空调设置温度与回风温度进行比较，判断是否满足压缩机启动条件，从而控制工作状态。回风温度控制实际控制的是空调近端温度，绝大部分空调均采用回风温度控制方式，在理想状态下，回风温度控制能够满足机房环境温度要求，但实际应用中存在以下问题：1）回风温度控制粗放引起的电能浪费风冷机房空调的送风方式主要有风帽送风、风管定点送风、地板下送风、精确送风等，由于风管送风、地板送风等方式会将冷风送往较远处的位置，致使空调回风口温度与机房远端位置的温度存在较大差异。当回风不顺畅时，可能引起机房远端局部高温，从而必须将空调设置温度降低到较低水平才能满足机房要求;另一方面，也存在机架入口温度已满足要求，但机房空调仍在制冷的情况，比如当空调部署在机架热通道两端时，由于回风温度高导致空调长期处于制冷状态而引起电能浪费。2）机房空调无效制冷引起的电能浪费当机房气流组织采用冷通道封闭方式时，机房空调一般部署在冷通道之外，空调回风温度实际监测的是热通道温度，由于无法监测冷通道温度，当空调按照正常回风温度设置时，冷通道内的温度则处于过低状态，引起电能浪费。3）热备份的冗余空调引起电能浪费为了保障机房环境温度处于安全可控的状态，机房空调制冷量通常按照N+1配置，因此一般情况下机房空调制冷量是有部分冗余的，同时冗余空调一般处于热备份状态。因此冗余空调的运行一定会引起电能的浪费，并且机房热负荷与空调制冷量差值越大，电能浪费越严重，特别是机房投运初期热负荷较小时。综上，机房空调运行过程中受温度控制方式、气流组织以及运行安全要求等因素影响，存在冷量浪费和电能利用率不高的问题，需要采用空调节能控制技术解决上述问题。

2机房空调变频控制原理

此时，将根据最大负荷选择空调系统及其附件（如风扇）。在实际操作中，设备很少达到最大负荷，在70 %以上的时间里，设备只能部分负荷运行。对于电机来说，局部负载下的长期运行或频繁启动和关闭调节负载可能会导致运行效率低下和能源浪费。变频控制技术是一种通过高频脉宽调制改变电气设备供电频率的技术手段，用于调节电机转速和控制设备输出功率。变频技术使设备能够在局部负荷条件下更有效地工作。将变频技术应用于空调器，根据负荷情况调整空调器转速，实现不间断运行，不仅提高部分负荷下的运行效率，实现节能，还降低空调器室内温度波动。为需要长期低负荷的风扇安装变换器，通过调整变频来节省电力，同时提高机房空调的整体运行效率。

3数据机房常用节能技术

3.1IT设备节能技术

服务器、存储、网络和控制软件是数据中心的核心。提高it设备的利用率可以降低能耗，从而降低运营成本，同时确保稳定运行。对于服务器，节能技术包括：（1）服务器机箱通风。该技术将机箱分为多个散热区，可在机箱内更好地分配气流，更好地控制气流，并显著提高机箱的散热效率，同时继续推进服务器前后的设计理念。（2）使用高效电源。使用80plus platinum电源，50%的负载可实现高达94%的转换效率，从而动态调整和平衡电源模块负载，从而实现电源转换效率。（3）处理器休眠技术。当处理器长时间闲置时，这项技术可让处理器进入不同的休眠状态，借由降低电压或关闭内部时钟来节省电源。（demt动态电源管理技术。取决于各种输入参数，例如处理器负载、环境温度等。对话框中，您可以根据实时资源利用率调整服务器的整体运行状况，并动态、智能地实时调整每个部件的功耗，以降低服务器功耗。

3.2系统组成

机房空调为实现监控或远程控制的目的，均配置有远程开关机控制接口。该接口为一对干接点输入信号，机房空调通过判断干接点的通、断执行空调开启或关闭操作。基于多点温度判断的节能控制方案即通过该接口实现机房空调的自动开关控制。系统组成示意图。首先在各列机柜或重点设备区域增装温度传感器，温度传感器将采集的数据送至节能管理控制器，节能管理控制器是该系统的核心，其对采集的温度数据进行分析和逻辑判断，当满足设定条件时节能管理控制器输出控制信号至机房空调的远程开关机端口，实现自动开关机控制。节能管理控制器可通过有线或手机无线网络等方式实现与服务器的通信，同时可以通过手机短信将温度告警通知到维护人员，管理平台可实现温度数据存储和查询、机房空调运行状况查询、高温报警查询、空调开关机运行时间查询等功能。

3.3供电系统节能技术

供电系统的节能降耗，主要是降低非负载设备的用电损耗。（1）采用节能效果好的变压器，并合理使用“2N”变压器结构，降低电能损耗。（2）高压直流供电。采用整流模块+蓄电池组的并联冗余结构，在提高供电系统可靠性的同时，可以根据负载的实际情况灵活调整投入运行的整流模块数量，确保在线的整流模块始终处于高负载率模式下运行。（3）设置电量计量、监控及综合管理系统，对每个环节的用电数据进行实时采集、分析，并根据综合调节。2.4 数据机房节能运行管理对运行数据实时采集、计算、诊断、优化、评估，以按需供能为指导，制定机柜微环境调整、配电参数调整、水系统参数调整、精密空调参数调整等策略，降低数据机房能耗，提高能源利用效率。

结束语

通信机房风冷空调系统节能优化的方案有很多，但是真正适合机房自身的，还是需要认真的评估，譬如：方案是否安全、合理，成本及回收周期是否可以接受，测试验收方法是否合理等，合理科学的节能优化方案是网络机房风冷空调系统节能降耗工作的顺利开展的前提。相信机房建维人员全员参与，持续不断的动态优化机房空调系统，将最终实现网络机房的卓越运维，为运营商市场运营成本下降做出应有的贡献。

参考文献

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