各位來賓上午好，首先感謝通信協(xié)會給我這個機會，讓我來介紹北京聯(lián)通近些年來在IDC機房節(jié)能減排方面的研究工作，把一些研究心得跟大家分享。
這個題目叫北京聯(lián)通IDC機房節(jié)能減排技術(shù)探索，其中有很多技術(shù)是非IDC領(lǐng)域，我們實驗研究獲得成功，推廣到IDC機房，有些技術(shù)是在IDC機房獲得成功的研究成果，也推廣到普通的交換系統(tǒng)。
大家知道從北京電信時期開始，我們就已經(jīng)開始了節(jié)能減排技術(shù)的研究工作。節(jié)能減排概念是在05年前后提出的，在十一五規(guī)劃綱要上提出的，在這之前北京公司在節(jié)能減排方面做了一些工作，更多的是出于一些節(jié)約費用，降低維護工作量，從這個角度出發(fā)做的工作，它也帶來了一些節(jié)能的效益。從節(jié)能減排的概念提出以后，北京公司開始系統(tǒng)化的在這方面做了很多技術(shù)研究。
環(huán)保制冷劑大概是2000年前中國政府提出了逐步淘汰消耗臭氧層物質(zhì)的目標(biāo)，當(dāng)時北京公司叫北京電信，從01年開始安排了清華三號制冷劑。這種媒介從它的物理參數(shù)和22的比較上也能看出來，它的分子量比較小，領(lǐng)結(jié)壓力比較大，決定了它有一定的節(jié)能空間。從01年10月份開始，北京公司在全網(wǎng)機房空調(diào)有四種機型，做了四次實驗，歷時兩年，綜合節(jié)能率為20%。研究初衷是為了減少對臭氧層的破壞，實驗之后發(fā)現(xiàn)它有很好的節(jié)能效果，之后陸續(xù)的推廣，對現(xiàn)網(wǎng)現(xiàn)存的空調(diào)隨著工程和維修，我們就換上這種制冷劑，新?lián)Q。機房一律使用這種這種制冷劑。
第二種技術(shù)叫做濕膜加濕機替代空調(diào)機加濕功能，從96年開始，我們之前是自覺性的工作，當(dāng)時是為了降低維護工作量，減少耗材備件損耗，以及節(jié)省電費，從這個角度開始引進濕膜加濕機，我們選了兩個地點，每天濕膜加濕機耗電不到十度，用空調(diào)加濕大概20到30度。維護周期做了一個簡單的統(tǒng)計，不同居所空調(diào)機有幾臺做維護，濕膜加濕機一半一個機房配一兩臺就夠，比空調(diào)少。過去冬季日常維護工作主要是清理加濕灌，換了濕膜加濕機工作想大大降低。之后我們陸續(xù)的招了數(shù)百臺這樣的設(shè)備，在降低維護工作量帶來節(jié)能效果的同時，機房濕度顯著提高。
前兩個技術(shù)比較典型的是以前我們做的項目，從04年以后，開始我們有目的的做一些技術(shù)研究zui早是新風(fēng)換熱系統(tǒng)，實驗期間節(jié)能率達(dá)到了60%，效果很好，但北京地區(qū)冬季氣候干燥，濕膜加濕機通過空氣置換的方式把余熱排出室外，不可避免把空氣中水分帶走，這樣主要問題是機房內(nèi)的冬季濕度指標(biāo)很難保證，同時北京的早些年冬季空氣質(zhì)量非常差，二氧化硫指標(biāo)比較高，長時間運行對機房的事故安全也是潛在的威脅。說一這種新風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)在北京公司沒有大面積鋪開。這個基礎(chǔ)上我們進行了隔離性的熱交換器的研究，這是新風(fēng)節(jié)能有很多不足的基礎(chǔ)上做的研究，它是在設(shè)備內(nèi)有一個換熱芯，熱交換芯體，室內(nèi)外風(fēng)機把室外冷風(fēng)跟室內(nèi)熱風(fēng)器吸入到熱交換器內(nèi)進行熱量交換，把己方內(nèi)的余熱排出室外，減少空調(diào)的使用，可以保證機房內(nèi)的濕度和潔凈度的要求。07年1月在選定的一個機所，我們進行了對比實驗，北京平均氣溫是零下一度，機房內(nèi)控制溫度是23到24度。熱交換器和空調(diào)各運行7天時間，能耗下降很多，這是一個很顯著的效果。隔離性熱交換器在隨后幾年北京公司也在大力推廣，現(xiàn)在裝了有兩三百臺。在這個基礎(chǔ)上我們后來又研究過智能隔離一體機，就是熱交換器和空調(diào)機合二為一，整個控制都是全自動完成的，室外氣溫低到足夠低的時候切換到熱交換機。白天或者夏天就開啟空調(diào)。這樣對面積比較小的機房還有一個好處，節(jié)省一些安裝空間。還有一些大型的隔離型熱交換系統(tǒng)準(zhǔn)備繼續(xù)使用，后面也會提到。
隔離性熱交換器我們又叫柜式換熱系統(tǒng)，特點就是對中小型機房比較合適，因為它這種中間換熱的芯體大換熱量的時候占用空間比較大，體積也很龐大，這樣對一些大型的數(shù)據(jù)機房，比如IDC機房，因為空濾密度比較高，設(shè)備安裝密度比較緊湊，可利用空間比較小，利用普通設(shè)備實現(xiàn)的節(jié)能空間很小。這樣我們就開始著手研究熱管綜合節(jié)能系統(tǒng)。熱管的概念我們查了一些資料，熱管綜合節(jié)能系統(tǒng)換熱量能做到350千瓦，比柜式換熱器大很多。還有其他的優(yōu)點，這里不細(xì)說。熱管的概念是42年美國人提出的，64年美國的航天器受使用，這是簡單的原理介紹，熱端吸收熱量之后媒介蒸發(fā)，氣體往上走，到了冷區(qū)，和冷區(qū)進行熱量交換，又流回?zé)釁^(qū)，在熱管內(nèi)自動的往復(fù)工作，把熱量快速帶走。我們曾經(jīng)做過一個實驗，一跟大概20公分長，5毫米直徑的熱管，和同尺寸的鋁棒，暖瓶里倒出熱水，不到十分鐘左右，鋁棒的水還是燙的，但另外熱管的那杯水已經(jīng)不是很熱了，這是很直觀的熱管傳熱能力。我也看到一些資料，說熱管傳熱速度是普通金屬的大概一千倍，它的特性決定了它是很好的熱交換元件。
我們選的實驗機房不到300平米，冬季需要開啟兩臺空調(diào)，因為機房設(shè)備排列的問題，空調(diào)送風(fēng)遠(yuǎn)端區(qū)域存在過熱的現(xiàn)象，發(fā)熱量大的設(shè)備離空調(diào)比較遠(yuǎn)大實驗配置了熱管系統(tǒng)，換熱兩50千瓦，冬季基本可以替代一臺空調(diào)工作。同時配置了送風(fēng)通道送到遠(yuǎn)端區(qū)域，整個系統(tǒng)耗電設(shè)備就兩臺風(fēng)機，zui大的滿負(fù)荷運行的時候大概不到七千瓦。09年末到10年初進行了91天的實驗，分兩個階段，*階段是室外的溫度不是很低的時候，在10、11月份，我們是一臺空調(diào)和熱管系統(tǒng)同時運行，和兩臺空調(diào)*運行做對比。第二階段北京冬季氣溫很低的情況下，把兩臺空調(diào)關(guān)了開熱管節(jié)能系統(tǒng)和兩臺空調(diào)運行進行對比。實驗結(jié)果*階段節(jié)電率50以上，日均節(jié)電兩是287度。第二階段日均節(jié)能70%多，節(jié)能效果非常顯著。但它對大型機房比較合適，模塊性機房我們也做過熱管的實驗，效果也很好，只是這種技術(shù)的費用相對比較高。
IDC機房空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化配置方法，北京聯(lián)通早期建設(shè)的IDC機房存在很多問題，比如因為認(rèn)識關(guān)系或者其他一些觀念上的問題，我們早期建的機房絕大部分采用上送通風(fēng)式，有些機房沒有冷熱分區(qū)等等。機房發(fā)現(xiàn)很多問題，設(shè)計階段都認(rèn)為沒問題的問題實踐中會出現(xiàn)。我們曾經(jīng)調(diào)查過一些機房，比如這個機房每平米平均功耗1000瓦，我們制冷量1800瓦，換氣量每小時102次，這樣的空調(diào)系統(tǒng)感覺使用效果還是不理想。這樣我們很困惑，不知道什么原因，早期做項目之前對整個空調(diào)系統(tǒng)包括氣流組織的認(rèn)識不是很夠。這樣我們進行了項目研究。研究內(nèi)容包括機房現(xiàn)狀調(diào)查、現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)實測、主流服務(wù)器相關(guān)參數(shù)調(diào)研、對相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的定義含義進行準(zhǔn)確描述、對IDC機房環(huán)境進行了CSD模擬計算，比較了*運營商的經(jīng)驗，zui后給出了這樣的方法和建議。
這里把一些簡單的結(jié)論性的東西跟大家分享。*是要求機架布置是冷熱分區(qū)，我不多解釋了。送風(fēng)方式研究結(jié)論是地板下送風(fēng)方式更適合數(shù)據(jù)機房，尤其是功率密度比較高的機房。上送風(fēng)這種方式對于功率密度適中的機房也可以使用，風(fēng)道的出風(fēng)口一定要盡可能下移，到設(shè)備的冷區(qū)，我們早期建的風(fēng)道口比較高，這里介紹一下實例，08年初07年夏季我們有一個機房，我們認(rèn)為建的比較好的，是冷熱分區(qū)的方式，但07年夏季，隨著客戶服務(wù)器數(shù)量裝的比較滿，不斷的投訴說機房過熱，空調(diào)配的不足。08年初維護單位提出立項的請求，希望增加空調(diào)，我們到現(xiàn)場，這是項目完成之后，根據(jù)他的建議到現(xiàn)場看了情況，給出了不光空調(diào)對風(fēng)口進行下移改造，并且在機架內(nèi)有一些服務(wù)器空間加擋板的方式。改造之后情況變得非常好，沒有再投訴。兩臺空調(diào)的建設(shè)大概要五、六十萬投資，我們改造不到十萬塊錢。不光投資節(jié)省，能耗也自然的減少。
還有其他的一些結(jié)論和建議，通過CFD模擬結(jié)膜表明，熱區(qū)寬度越大越利于散熱。IDC機架冷區(qū)寬度不小于1米，熱區(qū)不小于80公分，我們現(xiàn)在沒有搞明白為什么是這樣的設(shè)置要求的，但我們模擬的結(jié)果看，熱區(qū)寬度越大越利于散熱。后面新建的機房里，有意布置了這兩種方式，我們將看看哪個方式更好。在冷源上建立大中型數(shù)據(jù)機房水冷型空調(diào)更合適。因為早期郵電部時期，就有過相關(guān)的規(guī)定，水禁止進機房的，隨后在項目的建議，我們根據(jù)了特殊情況，機房因為空調(diào)機數(shù)量比較大，冷凝器噪音對周邊居民形成污染，為了*解決這個問題，我們公司領(lǐng)導(dǎo)拍板決定形成空調(diào)系統(tǒng)改造，改造成水冷空調(diào)。從我們后續(xù)測算看，水冷型空調(diào)和原來的空調(diào)相比有很大的節(jié)能效果，更適合大型數(shù)據(jù)系統(tǒng)使用，這是實驗的結(jié)論和我們實踐的證明，有這樣的體會。機架形勢采用開場式機架，現(xiàn)在IDC機房選用的機架一般選用兩種，一個是開場式機架，還有前后帶門的封閉式機柜。結(jié)論是開場式機架更利于散熱。
再有一個環(huán)境溫度的定義，一般說IDC機房是23、25度，以往概念上都是環(huán)境溫度，跟客戶也是多年打架，客戶一說溫度高，我們拿表一側(cè)說環(huán)境溫度達(dá)標(biāo)，很多時候說服不了客戶，我們自己心里也沒有底，到底機房環(huán)境溫度是什么。通過這個項目的研究，我們zui后也是明白了，環(huán)境溫度只的是服務(wù)器正面進風(fēng)口的溫度，一般服務(wù)器有12個溫差，滿負(fù)荷工作的時候，正面23度，背面25度，這是正常工作標(biāo)準(zhǔn)。隨后我們也遇到了這樣的情況，客戶投訴說溫度高，要求我們解決，到了機房我們一看，把表放到服務(wù)器后面，30度，前面23度，這樣跟客戶做了一些解釋工作，避免了解紛。
空調(diào)機冷凝器自動霧化節(jié)能技術(shù)，這個技術(shù)在上海電信實際使用研究的基礎(chǔ)上引進的，上海地區(qū)水質(zhì)比較好，噴霧裝上就可以用，北京地區(qū)我們在前期也擔(dān)心水質(zhì)的問題，因為以前的經(jīng)驗，就是夏季空調(diào)冷凝器會造成很多水垢的問題。這種用法對水的要求、冷凝器的上海一直是我們比較擔(dān)心的。這個實驗我們是去年做的，對水質(zhì)進行了必要的處理，節(jié)能效果肯定很明顯，而且耗水量并不是很高，我們測算過，單機組每小時大概是20升，實際上如果我們的冷凝器運行環(huán)境很惡劣耗水量更大，這種技術(shù)也有節(jié)水的空間。09年我們對147臺空調(diào)進行空調(diào)機冷凝器自動霧化的實驗，空調(diào)機制冷量不一樣，大小空調(diào)都有空調(diào)機型也多樣，平均節(jié)能率在10%到20%，這跟機房的負(fù)荷和空調(diào)機的配置有關(guān)，zui高實驗中發(fā)現(xiàn)達(dá)到了65%的節(jié)能效果。試驗項目總的節(jié)能率達(dá)到18%，耗水90萬公斤。這個系統(tǒng)在北京我們成功的實驗，得益于水處理的環(huán)節(jié)，里面采取的四種手段，zui后形成的結(jié)果是水正常情況下，我們以前做一些降溫處理的時候發(fā)現(xiàn)時間長了之后冷凝器水垢是板結(jié)狀的，清潔很難，這種系統(tǒng)做下來水垢沒有*去除掉，還是隨著噴霧噴到冷凝器上，但水溝是松散裝的，通過一些簡單的方式很容易清理掉，這樣的方式有利于我們使用這樣的技術(shù)。
電池組性能分析與失效不多說，我們對新裝的蓄電池從一開始就進行智能檔案.
前面提到還有其他的節(jié)能技術(shù)成果，推廣和改造工作我也提到了，成熟的技術(shù)我們將推廣使用，也通過一些企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)形式把相對成熟的技術(shù)規(guī)定下來，在新建項目里我們考慮到日后節(jié)能項目所需要的*條件，我們在建的IDC機房樓，我們做大型的換熱系統(tǒng)需要在墻上開一些洞，建設(shè)樓的時候就預(yù)留好，為將來的節(jié)能技術(shù)推廣奠定條件。謝謝大家！
