近年來，全國通信網(wǎng)絡規(guī)模和用戶規(guī)模不斷擴大，通信企業(yè)設備運行的耗電量已經(jīng)成為不斷增加的重要成本。在眾多的用電成本中，空調(diào)用電費用占有相當大的比例。據(jù)調(diào)查，在機房機柜中僅精密空調(diào)的運行耗電量就占機房總用電量的50%以上，在數(shù)量眾多的基站、模塊局中，空調(diào)用電量基本占基站或模塊局用電量的70%左右。因此，如何降低機房空調(diào)用電的開支，成為通信企業(yè)迫切需要研究的重要課題。
        采用正確、合理的綜合解決方案可以有效減少空調(diào)的運行時間，在節(jié)約空調(diào)用電的同時延長空調(diào)的使用壽命，提高能源利用率，保護環(huán)境，減輕國家能源的供需壓力。
        對于通信機房這類幾乎全年都需要向外排熱的特殊場所，全年運行空調(diào)能耗很大，目前國內(nèi)存在以下幾種節(jié)能手段。
 
1、機房溫濕度設定值節(jié)能控制
        在滿足機房工藝的前提下，確定合理的溫度、濕度值和新風量，可以降低電信運營成本，同時延長空調(diào)設備的使用壽命，是節(jié)能的重要體現(xiàn)。通過部分機房現(xiàn)場測試，發(fā)現(xiàn)機房空調(diào)設置溫度每調(diào)高1℃，可以節(jié)能5%～12%。
        （1）考慮電信機房的空調(diào)一般始終處于制冷狀態(tài)，所以設定溫度值越高越節(jié)能。
        （2）在溫度優(yōu)先原則下，放寬濕度控制標準，可根據(jù)季節(jié)的不同，改變濕度的設置值；如夏季的室內(nèi)相對濕度值可適當提高，減少空調(diào)的除濕時間；冬季機房相對濕度值盡量降低，減少空調(diào)的加濕時間。對于一些等級低的機房，可以考慮關閉空調(diào)加濕和加熱功能。
        （3）需熟知機房所有設備的工作溫度，溫度控制不好會降低通信設備壽命，最好在選用通信設備時就選用耐高溫性設備。
        （4）不用才是最省的，該法屬于典型的防守性節(jié)能，不會增加任何成本，而且節(jié)能效果明顯。
 
2、空調(diào)自適應節(jié)能控制技術
        機房專用空調(diào)自適應節(jié)能控制技術充分利用遇信機房空調(diào)冷量的富裕量而達到節(jié)能的目的，機房空調(diào)冷量的設計原則為N+1，其中N為夏天最高氣溫時的全冷量需求，1為備用機組臺數(shù)。當N能滿足全部冷量需求時，則機房冷量的富裕量是很大的，其富裕量主要體現(xiàn)如下：
        （1）一臺備用空調(diào)的冷量。
        （2）晝夜之間溫差較大，即使夏天也可達10℃。
        （3）季節(jié)溫差，如上海地區(qū)冬夏季溫差達30℃以上。
        因此，可以利用空調(diào)自適應控制原理，解決最需要解決的通信設備的環(huán)境控制問題。
        （1）自適應由點到面：改變專用空調(diào)只利用本機回風口傳感器的溫、濕度值，無法監(jiān)測整個機房平面的真實環(huán)境溫、濕度數(shù)據(jù)，準確性不夠的狀況，對整個機房的溫、濕度整體進行控制。
        （2）自適應由“單兵”到“團隊”作戰(zhàn)：改變“空調(diào)群”的組合使用過程中各自為政，甚至出現(xiàn)機房內(nèi)有的空調(diào)在制冷的同時有的在制熱，使用極不合理的狀況，使空調(diào)機組協(xié)同工作。自適應由“缺陷”到“合理”：改變由于機房機架排列、建筑結構、線現(xiàn)走向排序等復雜客觀因素，造成空調(diào)機組的氣流組織缺乏優(yōu)化處理，使機房內(nèi)溫差大的情況，使機房溫濕度達到理性控制的目的。
        其工作原理如下：
        （1）模糊控制技術：自動跟蹤晝夜、季節(jié)、地區(qū)、機房內(nèi)區(qū)域環(huán)境溫、濕度值的變化。準確計算通信機房各“區(qū)域”與外部環(huán)境溫、濕度值之間的關系。
        （2）PID技術：動態(tài)調(diào)整空調(diào)的設定溫度、濕度、修正值等參數(shù)，根據(jù)空調(diào)設備的實時運行狀況，配以智能化的控制算法軟件，優(yōu)化壓縮機的運行周期，平衡空調(diào)設備供冷量與 標溫濕度值之間的關系。
        ① 比例幅度（P）——穩(wěn)定：是實際溫度與設定溫度之間的允許偏差，以℃表示。
        ② 積分控制（I）——準確：是由實際溫度與設定溫度的差值大小及差值持續(xù)時間長短來決定的。積分控制是對總控制輸出連續(xù)輕微地增加或減小制冷或加熱，以使實際溫度續(xù)漸靠近并到達設定值。
        ③ 微分控制（D）——預期：是根據(jù)溫度的變化速率而做出反應的。溫度變化越快，微分控制便會越大。微分控制可以阻止因負荷突然變化造成實際溫度過度偏離溫度設定值，起到預期控制的作用。
        （3）計算機溫度場模擬技術：根據(jù)機房不同的工況條件、空調(diào)冷量分布、風量擴張循環(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，達到冷量效率最大化精確控制“N+1”“N+0”“N-1”等臺空調(diào)數(shù)量的開啟與關閉，使空調(diào)始終處于最佳工作狀態(tài)，有效地實現(xiàn)機房整體環(huán)境的恒溫恒濕，提升通信設備的環(huán)境安全、節(jié)約空調(diào)能源消耗、延長空調(diào)機組的使用壽命。
 
3、采用高效機房空調(diào)
        從機房空調(diào)演變過程可以知道，機房空調(diào)的效率一直在提高。例如，機房空調(diào)的壓縮機從半封活塞到全封閉活塞式，再到全封閉渦旋式，能效比增強25%左右；所以我們現(xiàn)在采用全封閉渦旋式壓縮機比20世紀80年代初期的空調(diào)設各要節(jié)能25%；另外，在空調(diào)的室內(nèi)送風系統(tǒng)中，風機電動機直聯(lián)比風機皮帶傳動節(jié)能，而渦旋直聯(lián)風機又比前兩者更節(jié)能，如渦旋風機比皮帶傳動要節(jié)能20%以上。
        （1）為了節(jié)能，優(yōu)先選用高效壓縮機和風機。
        （2）分析在網(wǎng)的空調(diào)設備，對高耗能老型號設備建議淘汰。
 
4、通倍機房建筑節(jié)能
        早先一些機房由于設計較早，未考慮機房建筑節(jié)能，圍護結構傳熱損失比較大，加上一些大樓內(nèi)機房和辦公用房混用，建造時為追求建筑立面效果，窗墻比例偏大，井大量采用玻璃幕墻，這些因素均增加了空調(diào)負荷，導致機房空調(diào)系統(tǒng)的浪費。
        （1）通信機房建筑進行機房節(jié)能設計。例如，玻璃窗和墻體采用保溫隔熱性能好的材料。
        （2）在需要對室外新風進行冷卻的季節(jié)，新風量越少越節(jié)能；所以要確保機房的密閉性，減少漏風等新風進入機房。
 
5、采用新型環(huán)保制冷劑
        目前，機房空調(diào)使用的制冷劑為氟利昂R22，依據(jù)蒙特利爾協(xié)定將于2030年停止使用。近年來，市場上替換品以亞共沸制冷劑為多，如407C、418A、410A（需重新制作系統(tǒng)）等，環(huán)保同時有一定節(jié)能效果。更換新型制冷劑后，一方面達到子對臭氧層的環(huán)保要求，另一方面在合理調(diào)整空調(diào)運行工況后新型制冷劑可適當降低空調(diào)壓縮機運行電流。
        （1）有一定節(jié)能效果，但和廠家資料有出入。例如，某制冷劑，推廣廠家資料顯示節(jié)能效果在9%～15%；現(xiàn)場自己做的節(jié)能效果為5%～8%，測試人員不同、測試方法的差異導致節(jié)能效果差異很大。
        （2）實際操作步驟較麻煩，需對制冷劑進行回收，最好由專業(yè)人員進行操作，更換費用較高。
 
6、添加耐磨劑
        專用空調(diào)是按照大風量、低焓差的原理設計的，能效比明顯優(yōu)于民用空調(diào)，屬于節(jié)能型空調(diào)，要進一步提高效率、降低能耗有一定難度。由于考慮到目前專用空調(diào)部分還是采用活塞式壓縮機，因此采用冷凍油添加劑增加潤滑，減少壓縮機的運行阻力，同時增強冷凝器和蒸發(fā)器的換熱效率是解決方法之一。
        極化分子添加劑技術起源于美國，最早用于軍事領域，1996年開始民用，對于減少機件摩擦效果十分明顯，可以提高潤滑度1500%，將其用于空調(diào)冷凍油添加劑，將大幅提高壓縮機效率。
        極化分子冷凍油添加劑的機理如下：極化分子帶有電荷，這種分子對金屬表面具有極強的親和力，在制冷循環(huán)的壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、管路的內(nèi)表面形成一層單層分子薄膜，在形成過程中，逐步驅(qū)趕原來附著在金屬表面的沉淀物和冷凍油膜，直至極化分子布滿制冷循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)壁。
        為制冷系統(tǒng)添加極化分子有如下幾個好處。
        （1）減少壓縮機的活塞環(huán)與缸壁的摩擦阻力，同工況下減小壓縮機的輸入功率。
        （2）保護壓縮機的摩擦部件損耗，增加壓縮機內(nèi)密封，延長壓縮機壽命。
        （3）阻止氧化，提高金屬抗氧化能力78%。
        （4）由于潤滑度提高，因此降低壓縮機起動電流沖擊。
        （5）降低壓縮機的噪聲和振動。
        （6）極化分子具有趨油作用，有利于制冷系統(tǒng)回油，避免制冷系統(tǒng)的油堵和臟堵。
        （7）減少壓縮機冷凍油的更換次數(shù)。
        極化分子冷凍油添加劑的加注方法很簡單，僅需要使用手動泵連接空調(diào)加液口，按每冷噸0.5盎司或冷凍油量5%的比例加注，10min可以完成1臺。機組在添加極化分子后，15年內(nèi)不需要再次添加（極化分子具有自我修補能力）。因為一般專用空調(diào)的使用壽命在12年左右，所以一臺空調(diào)終生添加一次即可。
 
7、關閉備用空調(diào)
        在空調(diào)能量滿足機房要求的條件下，部分空調(diào)的壓縮機就不再工作，而這些空調(diào)的風機仍然在繼續(xù)工作，開啟的風機在不停地輸送空氣氣流，消耗能量，因此可以在滿足機房負荷和氣流循環(huán)量的情況下，關閉備用空調(diào)，節(jié)約風機工作的能量。一些機房空調(diào)廠家已經(jīng)提供聯(lián)機熱備份和輪換功能，可以使用此項功能關團備用空調(diào)，柜式空調(diào)可以采用人工方法關閉。
        （1）費用低，由于風機運行時間長，關閉備用風機有一定的節(jié)能效果。
        （2）僅適用于機房負荷較小，空調(diào)富裕有備機的機房。
 
8、機房空調(diào)壓縮機采用變頻技術
        傳統(tǒng)的機房專用空調(diào)，是依靠壓縮機不斷地“開、停”來調(diào)整室內(nèi)溫度的；而變頻技術是對機房專用空調(diào)壓縮機加裝變頻器，通過變頻器來改變壓縮機的供電頻率，調(diào)節(jié)壓縮機轉速，依靠壓縮機轉速的快慢達到控制室溫的目的，避免了壓縮機頻繁啟停。
        （1）變頻器的使用避免了壓縮機的頻繁啟停，對延長壓縮機的使用壽命和防止機房溫度波動有好處。
        （2）這種方法需外加變頻器，操作性差；變頻器本身要消費電能，會產(chǎn)生諧波，通信機房空調(diào)普遍采用N+1配置，導致節(jié)能效果不明顯。
 
9、裝設水噴淋裝置
        IDC機房的主要熱源具有發(fā)熱的相對均衡性和顯熱性，為保證機房的運行要求，機房空調(diào)基本上長期連續(xù)運行。隨著通信設備集成度的不斷提高，通信設備向密集型、高負荷發(fā)展、單位機架用電量從最初設計容量的8A提高到13A、16A、20A，甚至更高，造成機房熱負荷持續(xù)增大，空調(diào)排列越來越密集。
        通信機房在局房建設時因受種種條件限制，風冷型空調(diào)配套的室外機平臺預留不夠充分，造成個別機房專用空調(diào)配套室外機安裝間距較密，散熱效果受到很大的影響，不利于機房專用空調(diào)系統(tǒng)充分發(fā)揮最大效能，降低了其制冷效率。有些機房通過室內(nèi)空調(diào)擴容和室外機移位，達到機房發(fā)熱量和制冷量匹配、散熱量和環(huán)境溫度匹配，從而有效抑制機房溫度的攀升。但由于受到室外機安裝位置的限制，室外機擺放過密，環(huán)境溫度逐年升高，散熱環(huán)境溫度高，一些負載較大的空調(diào)在高溫環(huán)境下工作電流大，經(jīng)常出現(xiàn)高壓跳機導致空調(diào)停機的現(xiàn)象。
        在室外機背面位置安裝滴水霧化裝置來降低冷凝器進風側空氣的溫度，增加冷卻側的散熱效率，提高了空調(diào)的經(jīng)濟性能及安全性能，不會損傷到空調(diào)設備的可靠性及使用壽命。
        霧化噴淋的工作原理：通過對空調(diào)室外機的水噴淋，可以降低室外機的工作溫度。通過高速直流電動機的大于10000r/min的轉速，可將每一滴水霧化成原水滴體積的1/500左右，使蒸發(fā)速度加快。由于水滴的體積大大縮小，因此霧化蒸發(fā)速度比水滴的蒸發(fā)速度快300倍以上。霧化噴淋使得水噴淋到空調(diào)室外機冷凝器散熱片上時能夠產(chǎn)生從液態(tài)到氣態(tài)的物理相變，使吸收的熱量大大增加。水從液態(tài)到氣態(tài)吸收熱量為水升溫1℃吸熱的539倍，在很短的時間內(nèi)使冷凝器背后局部降溫2～5℃。考慮功率損耗及效率等因素，其散熱能力也可以比一般的噴淋高。水也是能源，不能浪費，霧化器將每一滴水都打成霧狀，基本不浪費一滴水。
        其主要特點和優(yōu)勢如下：
        （1）改變空調(diào)冷凝器工況條件使冷凝器冷凝效果大大改善，可降低冷凝器的內(nèi)部壓力。例如，啟動該系統(tǒng)后，機房專用空調(diào)的室外冷凝壓力可以從原先的23～24 ㎏f/cm2降低至18～19 ㎏f/cm2，下降4～5 ㎏f/cm2，即冷凝溫度從60℃降低至50℃，降溫達10℃之多，節(jié)能效率約為20%。
        （2）經(jīng)霧化后，冷凝器的清潔度大大提高，鋁翅片不再積滿灰塵，使敗熱效果大大提高。
        （3）一些負載較大的空調(diào)機以前經(jīng)常會高壓跳機，使用了冷凝器霧化裝置后由于降低了冷凝器的內(nèi)部壓力，使高壓停機的故障大大降低，恢復到較佳空調(diào)運行工況。
 
10、機房空調(diào)冷凝熱回收利用
        空調(diào)在制冷時要通過風冷冷凝器排出大量的熱量，而且排氣溫度和冷凝溫度之間存在的巨大過熱度會消耗相當一部分冷凝器盤管面積，如果預先將該部分過熱去掉，將相對地增加冷凝面積而不增加成本。可以在冷凝器之前增加熱回收器制取生活熱水，通過對機房空調(diào)的改造，冷水通過水流量開關進入熱交換器入口，水流量開關控制冷凝水的溫度和水量，熱回收裝置通過逆流循環(huán)將機組運行所排放的大量廢熱回收再次利用，降低制冷劑溫度的同時制取為45～60℃的生活熱水。
        冷凝熱回收節(jié)能改造的核心技術是冷凝熱回收采集器，實現(xiàn)空調(diào)壓縮機在制冷運行中排放出的高溫載冷劑蒸氣與被加溫冷水的熱交換，將壓縮機排出的熱量轉換成可利用的熱水，其實質(zhì)是一個高效的板式熱交換器。
        （1）一方面，降低了空調(diào)廢熱的排放，夏季可以很好地降低冷凝壓力，提高了空調(diào)的制冷效率，達到節(jié)能的目的；另一方面，獲取了免費熱水，如可以供給外線人員洗澡用；綜合效果比采用冷凝器單純使用水噴淋的效果要好。
       （2）需對空調(diào)進行改造，加裝水冷凝器也會增加成本；冬季情況下不易控制。
 
11、加裝水冷熱交換裝置
        目前，通信機房樞組大樓的特點主要有以下幾點：
        （1）高密度、高熱量：通信機房內(nèi)的機柜、儀器每年都在不斷增加，隨著設備的體積越來越小，單位平方內(nèi)的發(fā)熱量也越來越大。
        （2）空調(diào)設備陳舊：通信機房樞紐大樓內(nèi)的機房專用空調(diào)很多都已超出空調(diào)最佳使用期5年，空調(diào)使用效果也在逐年降低，影響了機房整體的制冷效果。
        （3）冷凝環(huán)境惡劣：通信機房樞組大樓內(nèi)空調(diào)冷凝器一般都鋪設于各個樓層的陽臺上，或者集中擺放于頂樓或裙樓的屋面，這樣密集的擺放，會導致空調(diào)冷凝器散熱效果很差，形成熱島效應，影響空調(diào)的使用。
        （4）室外冷凝器工作噪聲大：由于冷凝環(huán)境溫度過高，冷凝器必須滿負荷工作，因此風機高速運轉，過大的機械嗓聲及空氣流動噪聲會擾民，不利于環(huán)保。
        針對以上通信機房的特點，目前常用的有兩套完善的系統(tǒng)改造方案——機房空調(diào)冷凝器水預冷和水再冷改造，能滿足通信行業(yè)節(jié)能、降耗、減排、降噪的目的，并有效降低夏季機房空調(diào)的維護時間，提高通信機房的工作效率。
        1. 水預冷系統(tǒng)
        機房空調(diào)冷凝器水預冷改造，是指風冷型機房空調(diào)在壓縮機排氣口與風冷冷凝器進氣口之間的管路上，串聯(lián)一臺殼管式水冷冷凝器，進行雙冷源冷凝換熱，優(yōu)先進行水冷換熱，從而降低風冷冷凝器的冷凝負荷，提高空調(diào)換熱效率，降低空調(diào)室外機噪聲，達到節(jié)能、降耗、減排、降嗓的目的。
        該系統(tǒng)適用于各類通信機房，尤其是夏季高溫天氣或空調(diào)風冷冷凝器密集布置時使用，效果更為顯著。同時，可應用于機房內(nèi)各種品牌型號的空調(diào)，包括佳力圖 （CANATAL）、艾默生（EMERSON）、斯圖斯（STULZ）、力博特（Liebert）、海洛斯（HIROSS）、梅蘭日蘭（MerlinGerin）等國內(nèi)一線、二線品牌。不管機房空調(diào)采用的是單制冷系統(tǒng)還是雙制冷系統(tǒng)，都可采用該系統(tǒng)完成節(jié)能改造工程。
        在我國南方采用該系統(tǒng)，進行節(jié)能改造，每年有效運行時間約為七個月。而在北方因平均氣溫過低、天氣寒冷，每年的有效運行時間約為五個月。
        如若延長該系統(tǒng)的有效運行時間，可在供水系統(tǒng)中增加乙二醇自動手動補充系統(tǒng)，利用二乙醇溶液的防凍特性，可保證該系統(tǒng)在冬季也能正常運行。
        2. 水再冷系統(tǒng)
        與水預冷類似，只是將殼管式水冷換熱器安裝在風冷式冷凝器之后，機房空調(diào)壓縮機排出的高溫高壓的制冷劑氣體先經(jīng)過冷凝器散熱，再通過水冷熱交換裝置，從而提高空調(diào)的換熱效率，達到節(jié)能降耗的目的。
        實際案例：杭州某機房項目改造采用水再冷方案。
        改造費用：21萬元。
        改造設備：佳力圖9AU20設備10臺（單臺制冷量71.6kW）。
        測試方式：掛表測試。
        計算方式：以每年開啟五個月，電價為10元/kW·h。
        測試結果：若改造系統(tǒng)未開，則每天平均耗電5098kW·h；若開啟該系統(tǒng)則耗電量為4541kW·h，每天平均可節(jié)約電能557kW·h。
        按照計算方法：（5098-4541）kW·h×150天/年×1元/kW·h=83550元/年

210000元÷83550元/年=25年（即2.5年可收回成本）

        水冷熱交換裝置優(yōu)缺點分析：
        1）增加了一套新冷源，空調(diào)機從此具有雙冷源
        水冷改造就是在原空調(diào)制冷原理不變的情況下額外增加一套新冷源，空調(diào)機從此具有了雙冷源：風冷+水冷。水冷是目前常用的最為穩(wěn)定的冷源，無論氣溫、天氣狀況如何惡劣，都能提供穩(wěn)定的冷卻效果。
        空調(diào)具備雙冷源后可以根據(jù)需求選擇使用其中一種冷源或水冷加風冷同時使用，這時水冷可以承擔大部分的冷卻任務，風冷室外機工作時間大大降低，即使其中一種冷源如室外機出現(xiàn)故障，停止工作，水冷系統(tǒng)仍然可以保證空調(diào)的正常工作，這一點同時也極大地保障了機房的安全。
        2）零腐蝕性
        水冷改造直接冷卻氟利昂，對原室外機無任何負面影響，相比之下，水噴淋、潛熱過度裝置等方案均屬于增加空氣濕度，降低室外及周邊溫度的方式，由于室外機長期處于高熱、高濕的環(huán)境內(nèi)，勢必加速室外機翅片的腐蝕。
        3）節(jié)能效果顯著
        按照同類改造項目改造前后的節(jié)能測試，水冷系統(tǒng)節(jié)能率一般在10% 以上（因氣候、機房實際情況不同略有差異）。
        4）系統(tǒng)本身使用壽命長
        水冷系統(tǒng)所用材料、設備采用中央空調(diào)的建設要求，使用壽命接近大型中央空調(diào)的使用壽命，顯而易見，即使在機房空調(diào)報廢后再更換下一批空調(diào)時，本系統(tǒng)仍然可以正常使用。
        5）維護工作量大大降低
        水系統(tǒng)運行穩(wěn)定，投入使用后，機房空調(diào)夏季高溫高壓現(xiàn)象將大大減少，空調(diào)故障率及維護工作量將大大降低，同時，系統(tǒng)本身維護簡單，只需定期清洗過濾器，每年冬季換水保養(yǎng)一次即可。
        綜上所述，水冷系統(tǒng)具有安全、穩(wěn)定、使用壽命長、故障低、維護簡單、節(jié)能效果顯著、對原空調(diào)設備無損害等特點，是日前行業(yè)內(nèi)空調(diào)節(jié)能改造的首選方案。但是缺點在于初投資較高，所以通常建議用戶根據(jù)自身資金情況選擇分期改造的方式。

12、調(diào)整空調(diào)最佳系統(tǒng)工況
        再好的設備也離不開維護，機房空調(diào)只有運行在最佳的工況下，才能發(fā)揮空調(diào)的最大制冷量，達到空調(diào)節(jié)能的目的。這是維護的最高手段，也是最有效和最重要的節(jié)能方式之一，這是戰(zhàn)斗在動力崗位一線員工的終極奮斗目標。
        維護好的空調(diào)可以很好地發(fā)揮功效，維護不好的空調(diào)只會耗能。根據(jù)資料，定期維護的空調(diào)比不維護的空調(diào)平均節(jié)能在25%以上。
        綜上所述，選擇哪一種節(jié)能方案需要根據(jù)機房的具體情況和機房所處地域的氣候條件來做出選擇。當然節(jié)能要付出一定代價，需要有一定的成本和投入。節(jié)能技術的應用要增加或改造一定數(shù)量的設備，也要增加設備維護的工作量。應在對節(jié)能項目是否能做到既節(jié)約能源又降低運營成本進行跟蹤測試，并在做出綜合評估之后，決定是否需要開始節(jié)能項目。