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摘要：近年来，通信网元不断发展，机房密度不断增大，空调功耗持续增高，但部分机房存在空置率高、冗余大机房空调空耗能较大等情况。由于种种因素，降耗困难重重。第一，常规机房空调都是各自独立运行，缺少整体调度，空调个体参数差异可能导致空调间内耗（有的加热/湿，有的制冷/除湿），白白消耗大量电能，效率低下。第二，由于机房部分设备安装不合理，气流存在短路及区域负荷布局不均冷热通道叠加等问题，导致机房区域冷热不均出现局部热岛现象。第三，增加空调场地受限，无安装场地条件。第四，增加风管空间受限，由于老机房走线架密集，不具备再做风管条件。为保障机房设备安全稳定运行，常常需要多台空调冗余运行，导致空调设备启停频繁、值班机过多空耗电能大，且个体空调独立运行缺乏整体调度，负荷变化时不能及时调整值班机数量。为解决机房热岛节能减排，探索解决机房空调区域热岛问题和节能节电新方法迫在眉睫。
关键词：通信机房；空调群控精确送风；节能新技术
引言
随着我国通信事业的发展及通信设备的广泛应用，空调在各类机房中大量投人使用，以确保机房内设备的正常运行。传统的数据机房通常采用上送风的方式送风，将冷风送到机房后，先冷却机房大环境，后冷却设备。上送风方式容易受到机房结构及布局的影响，导致气流组织混乱、冷热气流混合，无法实现冷风的精确分配，严重的会形成局部热岛现象，影响机房设备的安全运行。
1通信机房空调送风方式
1.1下送风方式
通信机房空调下送风主要采用底部支架架设方式，支架高度必须与活动地板高度一致，原理是对空调底部及地面进行温度调节，主要效果体现在对通信设备底部冷空气进行温度调节，通信设备底部作为设备的重要部分，也是温度较高的区域，通信机房空调下送风方式可以对设备底部进行温度调节。该降温方式主要通过设备底部及风口地板将机房热量进行机组内循环处理，实现降温目的。
1.2上送风方式
上送风方式与其下送风方式相反，上送风方式是将机组处理后的冷空气送出，送出方向主要为通信设备上方，同时吸收通信设备上部的热量，吸收后经机组处理，再经循环将冷空气放出。上送风方式主要通过循环流程对通信设备上部进行冷却。由于通信机房规模通常较大，通信设备上部又是其主要散热点。因此，通信机房空调上送风方式的采用尤为重要。
2通信机房空调群控精确送风节能新技术
2.1控制系统
2.1.1主控制器
主控制器为一台专用主控制器电脑，硬件、软件设计为专门运行机房空调群节能集控系统。主控制器电脑内置硬件及软件看门狗，具有防死机、故障或断电后自动恢复连续运行功能；软件系统设计为专门的单任务运行模式，可靠性高。主控制器配置专用的人机交互界面，用于机房空调群节能集控系统的组态、配置、运行状态及数据库查询。它主要具有如下特点：内置软件看门狗，确保程序不会出现意外紊乱故障；采取智能PID算法，根据采集的机房温湿度场参数，自动决策投入精密空调运行台数，达到最大化节能目的；当机房出现局部热点时，优先投入热点所在区域精密空调的制冷量输出，如果温度还是降不到安全区域，则唤醒相邻区域精密空调输出制冷，协助工作。对精密空调的唤醒与叫停，可以通过两路通道输出控制信号：一是通过RS485串口通道，通过与精密空调连接上通信总线来实现；二是通过终端控制继电器方式，该方式属于物理方法，不存在与精密空调微处理器进行程序交互，安全性更高。
2.1.2分布式温湿度传感单元
传感单元为RS485总线型，每组传感单元内置1路温湿度传感器，且最多可扩展8路高精度NTC温度传感器，达到9个温度测量点。机房集控节能系统对机房内每台精密空调机组所辖区域对应配置一组温湿度传感单元，用来采集该空调负责区域的温度场分布情况，为控制策略提供数据依据。
2.1.3终端控制继电器
终端控制继电器将会在机房现场安装于精密空调电气箱内部。它的常闭触点接入精密空调本身配备的遥控开机输入端口，电源信号采取机房集控节能系统主控器的输出信号。控制逻辑如下：当集控节能系统想让某一台精密空调开启时，则把其配置的终端控制继电器的电源信号断开，继电器的常闭触电向精密空调微处理器发出启动信号；集控节能系统向其配置的终端控制继电器给出电源信号，将继电器的常闭触电断开，精密空调微处理器接到该信号后将自动进入停机程序。在构建该节能系统前，必须检查精密空调的温湿度设置参数，必须保证设定值不能高于机房安全允许范围。如果有可能，为了保证单台精密空调被集控节能系统唤醒启动后能够立即输出制冷量，建议在现场把精密空调的温度设定值设置偏低些如20℃，以保证节能系统控制快速，同时确保改造方案的安全性。
2.2送风增压系统
2.2.1风机选型
根据回风区域内的总风量，计算每个风口的风量（总风量/风口数量）。风箱的总风量应与回风区域内所管辖的空调风机的总风量相当。风机应选可连续可调的国际知名品牌EC风机。在选型过程中，需考虑满足风量要求，同时其压头需能克服其管道阻力，且考虑其噪音影响。EC风机本身能够很好地控制噪音。
2.2.2风箱的匹配
送风增压箱应满足其选型的风机能克服新增送风管道的送分阻力。风箱与送风管之间用软接连接，避免了风机震动带动风管产生新的噪音。需考虑新的送风增压箱与风管间有支持作用，并保证新增的风管固定牢靠。
2.2.3控制器
控制器为可编程控制器PLC，考虑到现场的复杂性和负荷分布后可能因服务器调整而变化，使用PLC可编程控制器作为主控制器。一般单个机房中配一个总控制器箱，配有PLCCPU主模块及7英寸液晶触摸屏风箱上配备远程I/0模块与其通信，可从一个屏幕中看到所有风机箱采集的数据和输出状态，并预留远程监控通信接口，通信协议缺省为ModbusRTU。
3实际应用效果
通过空调群控技术在通信机房的应用，能将各自独立运行的机房专用空调联合成群进行管理控制，增加气流循环，较好地解决机房区域冷热不均环境温度波动大、气流短路、设备启停频繁以及值班空调空耗电等问题，为机房节电节能和区域热岛问题解决提供了一种新方案，提升了空调效率，节约电能且节能减排。通过机房空调群控系统建设达到以下目的：
（1）利用机房空调群控系统解决机房局部热岛问题，保障运行安全；
（2）解决局部风短路导致空调开机后回风温度迅速波动，设备启停频繁问题；
（3）解决个体参数差异可能导致空调间内耗（有的加热/湿，有的制冷/除湿）而白白消耗大量电能的问题；解决缺乏整体调度，负荷变化时不能及时调整值班机数量；解决过多的值班机空耗电能等问题，实现节约电能和节能减排。
结语
针对传统上送风方式的机房空调，可以采用精确送风改造，改造后气流组织更加合理，同时将冷风直接送到热源处，减少了局部热岛问题的产生，保障机房安全运行，同时提高空调的制冷效率，达到节能降耗的目的。
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