通信机房按照机房规模一般划分为：中心局机房（母局）、模块局接入网机房、基站机房。其中中心局机房一般包括传输机房、交换机房、IDC数据机房及增值业务机房，在通信网络中处于核心地位。

GB50174-2017 《数据中心设计规范》要求：

机房空调系统应保证通信机房对温度、湿度、洁净度、气流速度等方面的要求，以利于通信设备正常运行。

T/CECS487-2017 《数据中心制冷与空调设计标准》要求如下：

4.0.1 主机房的运行环境应满足电子信息设备的使用要求，设备不确定时，应满足表4.0.1的要求。

表4.0.1 主机房电子信息设备环境要求

4.0.3 电池间的环境应满足房间内所有设备的使用要求，设备不确定时，电池间的温度参数应为20℃～30℃，且不得结露。

4.0.4 数据中心内无人值守的辅助房间如介质库、备品备件间、储存间等，应满足需要安置的设备和器材的要求，位于严寒或寒冷地区的数据中心，房间仅要求防冻时，室内防冻设计温度应为5℃。

4.0.5 数据中心内有人值守的辅助房间如值班室、监控室、应急指挥中心等，其室内设计参数除应满足需要安置设备和器材的使用要求，还应满足人员的舒适性要求。

4.0.6 空调系统的新风量应取下列两项中的最大值：

1 按工作人员计算，每人40m ³ ／h；

2 维持室内正压所需风量。

4.0.7 数据中心用来支持电子信息设备稳定运行的空调及其配套设施，需要依照室外空气参数选型时，宜符合下列规定：

1 湿球温度宜采用有气象记录以来的极端湿球温度；

2 夏季干球温度宜采用极端最高干球温度，统计年份宜为30年，不足30年者，也可按实有年份采用，但不宜少于10年；

3 冬季干球温度宜采用极端最低干球温度，统计年份宜为30年，不足30年者，也可按实有年份采用，但不宜少于10年。

机房空调送风形式：

上送风方式：上送风下回风，冷风从空调上端的风帽送出，热风从空调下半部回风口进入到空调内。

下送风方式：下送风上回风，冷风通过防静电地板下风道送到机柜下方的缺口，冷风直接进入机柜，直接给机柜内部设备制冷，回风口位于空调上方。

空调的能效比：目前机房精密空调的综合能效比一般最高在 3.8 左右，如果开启其他功能能效比还会有所下降。

室内气流规划问题：设备冷热分区，形式良好的冷热气流组织形式，但目前能够实现冷热分区的机房有限。冷热气流的掺混，致使冷源的利用率降低。

机房密封，机房空调24小时开机，不管室外温度多低，造成制冷能耗过大。

通信机房节能，根本在于通信设备本身，通信设备每减少1kW的功率，整个机房将减少2-3 kW的总输入功率。改变现状比较困难。

机房空调，在很多机房里，空调的功耗都已经接近通信设备的功耗。因此将节能重点放在空调上，这也是一个正确的选择。

机房空调节能措施：

目前比较成熟的应用有：

提高空调机组效率（冷冻液添加剂、室外机水喷淋、联动控制），利用自然界免费冷源（新风换气、热交换、乙二醇），改善气流组织（气流管理、精确送风）。

绿色机房/数据中心能耗指标（绿色网格）：

电能使用效率PUE： PUE=数据中心总设备能耗/IT设备能耗

PUE 基准是2，越接近1越好。

简单而有效的制冷系统节能理念：

采用盲板防止热空气在机柜内循环；机柜采用冷、热通道的布局；正确选择室内机位置；重视机房密封（注意活动地板下送风夹层）；关注机架制冷效果，提高机房室内温度；针对热点紧靠热源制冷；在高热密度区设置气流密闭系统；采用免费制冷（Free Cooling）技术。

机房节能改造面临的问题：

机房位于高层建筑，发热量大，要求制冷量大；

机房洁净度、温度、湿度要求较为严格；

局部过热点出现几率更高，要求冷源及送风通道分布更合理；

具备全年开机能力；

在冬天低温运行时必须解决结露问题；

机房内可利用的空间可能十分有限。

新风换气节能方案：

典型的室外冷空气节能系统（Air-side FreeCooling）

机房温度升高的主要原因是通信设备、电源等释放的热量不能尽快向外界扩散。

通过新风换气装置将室外自然冷源引入室内，同时把室内热空气排到室外，可以快速降低机房温度，所消耗电力远低于空调设备（只有风机和控制器耗电）。

在气象条件允许的情况下优先使用新风换气系统，可以大幅减少空调开机时间，进而减少空调耗电。

室外空气中含有各种灰尘，要保证室内空气清洁度，新风换气节能系统要设置高效率的空气净化系统。

降温的驱动力是室内外空气的温度差，温差越大热交换的效率高。

我国的气候类型大致分为3类：

①北方，冷资源丰富，可以充分利用新风冷源。

②中部，有大量时间处在0～18℃的最佳利用段，相对湿度较高，新风比较适合直接引入室内。

③南方，门限为年气温≤18℃的时间应不小于3500小时，达不到此条件，新风系统使用时间短，投资回报难保证。

在利用室外冷源前，应充分了解当地的气象条件。

机房、基站两种解决方案：

基站新风空调节能系统示意图：

新风节能的工作原理：

新风是将室外冷空气直接引入室内，将室内热空气排出室外，使温度得到控制的方法。

室外空气中含有大量灰尘，基站室内空气清洁度难以保证，因此新风节能空调器要设置新风净化系统。

降温的驱动力是室内外空气的温度差，室外空气中的冷量能充分发挥作用，热交换的效率高。

针对核心问题—空气净化：采用优于G4的长纤维过滤棉；采用能够自动换12次棉的机构，延长换棉周期；同时尽量满足基站环境限制性条件要求。

进一步的改进：采用变速风机+袋式过滤棉；在延长人工换棉周期的同时，保证了室内温度恒定目标的实现。降成本是其主要目标。

新风与空调联动—节能核心问题：

新风与空调各自建立控制系统、温度检测等，新风控制器应成为基站控温的主控制器，由他给空调派任务。与空调联动方案：

1 、通信连接，属有线软连接：如果原空调器有RS232或RS485通信接口，通过新风节能系统控制器的相应接口，可以方便地建立连接。各品牌空调的通信协议不尽相同，在空调通信协议的基础上修改程序。

2 、干节点连接，属有线软连接：如果原空调控制板上引出了干节点控制接口，通过新风节能系统控制器的空调控制干节点直接引线与空调连接，实现空调联动的方式。

3 、红外连接，属无线软连接。

属无线软连接方式，原空调须有红外接收装置。

但存在难以判定空调的状态与新风控制器发出的指令是否一致的问题；当新风控制器出现故障无法实现判断并发出空调控制指令时，空调难以自动复位。

4 、温度差联动，属无线联动方式，智能通风和空调控制系统各自独立，通过室内温度在存在热源的条件下会自动上升的客观规律实现联动。

5 、切电连接，属有线硬连接

在原空调器无相应的连接接口时，通过新风节能系统控制器的空调控制干节点控制空调电源，实现空调联动的方可以方便地建立连接。各品牌空调的通信协议不尽相同，在空调通信协议的基础上修改程序。

五种空调联动方式的比较：

新风过滤：采用过滤网、G 4过滤棉、电子空气净化三级过滤。

电子空气净化单元：利用静电吸附原理对室外空气中微小的灰尘进行吸附，能滤除导电、铁磁性等重金属粒子，保证了机房内的空气品质。

电子空气净化机由高压电离器、集尘器等组成。

空气在通过电子空气净化机时，大部分毛絮和较大、较“重”的颗粒物被电子空气净化机里的金属过滤网所过滤，较小的颗粒物随气流进入电子集尘器的电离区时，被高压电离，失去电子，呈现出正电的性质。当带正电的颗粒物通过带有负电的集尘板时被吸附在集尘板上，同时强电场可击穿附着在颗粒物表面的细菌、病毒和微生物的细胞壁，并将其杀灭。空气中残留的气体污染物（如：甲醛、硫化氢、氨气等残余有害气体）到达颗粒活性碳过滤网时被吸附，被净化的空气进入室内，达到净化空气的效果。

某项目：

精确送气通道：空调吹出冷气直接到达通信设备进气口附近，设备进风温度等于冷风温度，提高设备制冷效果。

冷热通道分离：

冷热通道封闭：

气流封闭/遏制：

设备制冷能力的合理利用：

造成局部过热的原因：

机房局部过热的危害：

A 、设备运行温度超标，造成宕机情况，严重影响系统运行；

B 、设备长期处于高温运行，运行风险增加，根据统计资料表明，温度 升高将导致；磁盘磁带会因热涨效应造成记录错误；网络设备传输误码率增高甚至失效；服务器硬盘损坏、引起火灾等；温度每升高10℃，计算机的可靠性就下降25％、使用寿命将减少50%。

造成能耗增加的原因：

机房的密封度不好。

A 、为了消除局部过热过多开启空调的数量将导致空调机组制冷效率低，造成制冷能耗升高；

B 、热交换不充分和不均匀，制冷系统过剩运行严重，造成空调能耗升高；

C 、机房局部温度过低，导致外界对机房的热辐射增加，增加了空调的负担。

机房能耗增加的根本原因：

A 、送风量的降低或过渡增大将导致空调机组制冷效率低，造成制冷能耗升高；

B 、热交换不充分和不均匀，制冷系统运行混乱，造成空调能耗升高；

C 、机房温度过低，导致外界对机房的热辐射增加，增加了空调的负担。

造成机房密度低的原因：

由于机房中冷风的分配不均而出现局部过热的问题，导致用户在机架上不可能、也不敢更多的增加IT设备，很多机架的设备不足3KW，从而导致机房密度降低。

什么是刀片服务器？

刀片服务器是包括处理器、存储器、驱动器及以太网卡的整套计算机设备。

一般一个1U的刀片服务器所需的电功率约为300W~500W，由于服务器中的元器件损耗很小（约为2%左右）所以基本上都以发热的形式散发，在刀片服务器上服务器厂商都自带风扇冷却，进出温差一般设计为11℃。

机房过热的一般解决方法：

以往的机房主要有以下解决方案：

1 、增加精密空调数量，解决过热问题；

2 、采用通风机送风，增大机房内热交换能力；

3 、采用冰块冷却，过热区用冰块降温。

以上方法都不能有效解决冷量分配问题，而且增加机房能耗。

冷池：将冷通道与外界封闭隔离，减少热量混合。

活化送风地板：

活化送风地板是一个灵活的系统，其独特的设计可以完全冷却由于是用刀片服务器及路由器而产生的高密度热负荷，整合在一个模块地板内（600mm×600mm)，可以发在机架前的吸风口位置，将机房精密空调产生的冷风经机架的进风口吹入机架内的发热点，并可根据发热点的热负荷的容量调节活化地板的出风量。

活化送风地板+冷池：

智能高效冷却系统：

冷池的设计：

宽度和高度与机架同宽同高，厚度视所需风量及机架间尺寸决定大约在250~400mm；采用推拉门不影响正常工作及维修，此时工作人员站在机架前有效阻挡外来热空气的侵入；推拉门及侧框都采用双层玻璃不仅隔热并且使工作人员能清楚的看到机架设备的工作状，双层玻璃都附有隔热膜既能隔热又可防止万一玻璃破损时玻璃四溅；

为减少机架之间的影响每个机架之间加装隔板，在维修时可拆卸方便维修；为减少冷风的流失在机架上的空位加装盲板。

设置6个排风温度测量点取其最大值为排风温度的数值，设置1个进风温度测量点；设置1个电流传感器，当现场无法测定电流时，可根据用户经验将最大电流值输入控制器。

送风风扇模块的设计：

在每个机柜进风口出加装一个变风量的风扇或多个固定风量风扇组成的风扇模块，一般使用多个风扇的风扇模块，一可以根据实际所需开启不同数量的风扇，二可以多加一个或两个风扇做为备用，当风扇运行时发生故障将自动开启备用风扇并报警显示故障风扇的编码；所有风扇以先开启、先关闭的原则开启和关闭，做到风扇的平均使用；在运行过中程需维修风扇模块可在10分钟内完成不影响机架的散热。

每个机房设置一台中心控制器，通过计算收集到的每个机柜的各种参数配合实时测量机房IT设备的总功耗、室内温度的变化、风道内静压的变化，随时控制机房内空调的开启状态。

自然换风系统：

采用冷通道封闭的方法后，空调回风温度和焓值得到很大的提高，一般温度在30度以上，由于机房外的气温通常低于25度，因此可以将机房的热空气直接排除机房外，再将机房外的冷空气经过过过滤送入机房空调回风口，降低空调的负荷。

1 ，在生产机房安装新风机和排风机及加湿机。

2 ，实时监控室内的温湿度和室外的温湿度。

3 ，根据室内外的温湿度变化启动新风机和排风机及加湿器。

4 ，启动值根据新风机和排风机的换气量和室内温湿度设定。

某机房项目改造方案：

现在机房运行10台空调的制冷量远大于发热量，（总制冷量为：616KW；发热量为308KW） 机房空调回风温度设定在22 ℃，但环境温度在23~26℃左右，现场发现基本所有机房空调都处于制冷状态，但还出现局部过热的热岛现象，其原因分析如下：

目前的机房中设备机柜摆放基本是正面朝向相同，（A~L列都是右面为正面、N和M列为面对面排列、其中也有排风方向相反和上排风的机柜）由于大部分的设备机柜是服务器，服务器设备自身有的散热系统是冷却风从机柜正面进，散热风从机柜背面出。

由于使用的是上送风机组，机房空调出风直接排向机房且机房机架上设备自然横向或竖向排风，经空调制冷空气受机架排风影响无法达到远端机架进风口处导致局部环境过热现象。

由于空调出风口与回风口没有屏蔽，冷风从空调吹出后受横向机架排风遮挡导致冷风有部分短路直接回到空调的进风口，使空调的制冷效率降低，且使实际回风温度降低造成机房温度符合要求的假象，导致局部过热现象的发生。

由于排列顺序的原因导致前排的机柜进风温度是后排机柜所排热风温度与空调送风口所送冷风温度的混和：1排的进风温度是2排的出风温度与空调出风温度的和。当后排温度到大到一定值时，此时空调排风温度并不为此而降低导致前排的进风温度增加，从而导致前排的服务器环境温度的增加。

这样的现象有：A、C、E、H、I、J、K、L。

由于空调的排列问题导致有些机柜没有直接得到空调的冷量，而直接得到的是前排排风的热空气造成局部坏境过热。如：2排机柜，由于在空间中风在没有外力的情况下是不能转弯的，在2排机柜进风处冷风是很难到达的，它的进风温度基本上是3排机柜的排风温度，从而导致向这样机柜上的设备过热。

这样的现象有：B、D、F、G

由于墙柱和机架的遮挡，加上风流动的特性决定在墙柱及机架遮挡后的机柜更容易过热。这样的现象有：D、F、G。

设计时考虑将来增容时按现有616KW制冷量的90%作用给机架上的通信设备制冷（十台空调九台运行一台作为备份）、现在124个设备机架再加上空闲机架以平均每个机架最大发热量4KW的情况来进行改造，这样每个机架所需最大约风量：1080m ³ /h。

先将所有空调的出风口封闭做主风道，再做支风道，然后在支风道下每个机架前做引风道，在引风道下做出风口并加设送风风扇系统，此送风系统由6台风扇组成，其中有一台风扇做为备用（每个风扇的风量在220m ³ /h）；个别机柜的设备运行功率可能较大，可以改变风扇的数量或风扇的参数来满足要求。

经现场勘查，机房中机架最高2.5M左右，机架顶与线架的距离最少有60CM机架进风处前方最小空间在80CM以上（C列局部区域），现场有充裕的空间可以做送风道及冷池。

还可以将大部分地区做冷池，个别局部地区做冷风直吹方式的混合形式。

有些机架为不可拆卸机柜门，但机柜门前空间较大并且这些机柜都有加高底座，这样可以将冷池加厚到能将机柜门包围或做到在维护时可将机柜门打开的设计。

由于大部分机架做到了冷热分离，使很多冷量直接作用到机架进风口处，所以可以适当提高空调的回风温度即使经过空调制冷的冷风温度也相应提高。一般回风温度可提高到26℃+/-2℃，这样有冷池的机架的进风口处的送风温度在18~22℃左右，但在没有冷池的区域采用直接送风方式加大送风量使其混合温度达到要求。

提高回风温度产生的节能效果：

提高回风温度制冷效率提高的效果：平均每提高回风温度1℃制冷效率提高3%；提高回风温度4℃可提高制冷效率12%。

节省空调制冷功率96KW，每年节省空调电能：84.1万 KW·H

改造前后的制冷能耗比：114/211=54%。

增加风扇的耗能：

改造过程中消耗的能耗---风扇的能耗。

共增加744(124X6)个风扇，除124台备份外其余620台在满负荷运行时（每个机架按增容后安装4KW的IT设备计算）。

总功率为：3.42KW；一年的能耗为：3万KW.H。

本文素材来源于互联网，暖通南社整理编辑于2021年3月25日。