基于动力环境工作台的机房空调节能应用

陈 飚

（福建移动网络管理中心，福建 福州 350000）

1 空调节能方案的设计与实现

中国移动通信集团集采技术规范要求提出空调须具备接入动环及四遥功能，这也是实施空调节能方案的基本前提条件[1]。福建移动公司经过近几年的智能监控柜式空调的技术更新换代，动环监控标准化改造，实现了硬件设备的更新、软件接口标准和管理平台的统一，为设备精细化运行管控奠定了基础。

1.1 空调资源可视化集中管理

动环平台纳入管理各机房空调设备资源，提供查询、查看空调设备信息列表以及空调新增、查询、删除等功能，如图1所示。同时支持查看空调设备详情信息，如图2所示。

图1 空调信息管理

图2 空调详情信息

空调远程控制模块为用户提供单空调远程控制和批量空调远程控制功能，利用空调自带的远程控制功能实现，基于空调与动环之间加装继电器来实现对空调的启停控制[2]。用户能够通过“空调温度”设置按钮和“开关状态”按钮实现对该空调远程设置及控制功能，如图3所示。

图3 空调远程控制

1.2 空调智能节能控制策略

在空调资源可视化集中化管理的基础上，通过动力环境工作台实施空调智能节能控制策略。空调智能节能控制策略功能是按空调粒度提供每台空调自动控制策略设置管理，可根据室外环境温度、机房负荷、空调配置情况等因素，个性化设定空调温度阀值和远程控制开闭状态的自动控制策略，本应用主要包含如下两2节能控制策略。

1.2.1 多空调智能节能控制策略

目前汇聚层以上站点具备多台空调，但依赖人工控制开关、设置温度，无法根据空调状态、环境室温动态调整，存在空调长时间运行、空调采用固定温度/风量设置、主备多台空调同时制冷等耗电问题，导致能耗居高不下。本应用根据机房现场环境和自动节能控制策略，自动远程遥调、遥控空调设备，对智能空调的运行参数进行优化，提高其运行效率，实现空调的精细化运行管理，减少能源浪费，从而实现节能减排的目标。

通过在机房机柜回风口布放温湿度传感器，在现有的多点采集温度的基础上，计算温度均方差的比较值，来获取准确的温度均匀度及其平均值[3]。当平均值低于阈值30 ℃，即进入智能节能控制策略，通过自动开启和关闭备用空调，以及不同空调在25～30 ℃调整温度设定值，使空调不同时工作，达到节能效果，具体流程如图4所示。

图4 多空调节能策略流程

1.2.2 单空调智能节能策略

针对普通机房空调自动控制策略管理，为避免控制系统的失效，优化空调关闭和开启策略规则，以每天凌晨00:00点系统强制开启空调，当机房环境温度低于用户设置阀值并且持续1 h以上时，系统自动关闭该空调；当机房环境温度高于用户设置阀值时，系统自动开启该空调。具体流程如图5所示。

图5 单空调节能策略流程

2 实施情况

2021年福建移动公司网络部牵头，与福州、泉州移动分公司开展空调远程节能控制策略相关测试、研究、应用、跟踪和推广工作，实现了全网批量的、自动的、安全在线的操作，和空调节能的精准智能控制，大幅提升了全网节能运维效率和设备安全。

在软硬件条件成熟的基础上，通过对机房现场的设备发热情况（空调负载）、空调制冷条件、气流组织状况进行排查，选出制冷条件好的2个站点进行空调节能现场测试，站点在运行节能程序过程中，达到了很好的节能效果，并使机房温度控制在规定范围。通过奇数天不开节能、偶数天开节能的对比方式，统计站点节能效率超过10%。

2.1 经济效益

2.1.1 多空调节能策略

以某多空调机房7月份节能效果为例，通过相邻2天是否开空调进行节能统计分析对比，如表1所示，奇数日关闭策略，偶数日开启策略，每天节省约30 kW·h，其节能效率达到14.4%，预计该站点一年节约用电量Q=30×30×12=10 800 kW·h。按照0.85元/kW·h的电价计算，节约电费约达9 180元。

表1 某多空调机房7月份电量数据分析

同时通过空调远程开关机，使空调不用常年处于开机状态，降低空调的运行时长，延长使用寿命。

2.1.2 单空调节能策略

以某单空调机房7月份节能效果为例，通过相邻2天是否开节能进行统计分析对比，如表2所示。奇数日关闭策略，偶数日开启策略，每天节省约14 kW·h，其节能效率达到10.1%，预计该站点一年节约用电量Q=14×30×12=5 040 kW·h。按照0.85元/（kW·h）的电价计算，节约电费约达4 284元。

表2 某单空调机房7月份用电量数据分析

2.1.3 整体经济效益

空调智能节能策略通过实践验证，均实现了有效节能，可全省性推广实施。截至目前全省正在运行的、已具备节能策略的机房有639个，其中116个为多空调机房，523个为主备单空调机房。在全网应用空调节能策略预计年节电量可达388万kW·h，节约电费约300万元。

2.2 生态效益

在全网应用空调节能策略预计年节电量可达388万kW·h，以国家统计局每kW·h用电折0.404 kg标准煤计算，相当于每年可间接减少碳排放约1 560 t，履行了央企节能减排的生态责任。

3 未来建设思路

未来动力环境工作台将结合全省机房空调节能实践的海量大数据及AI算法实现机房场景细分、策略聚类、场景智能匹配，实现空调策略更多元、更细化、更节能，如图6所示。

图6 未来AI节能设计方案

（1）基于大数据AI聚类算法的一站一策，将采集机房结构、面积、室内外温湿度及其空调节能策略机器效果的历史情况，提取若干特征，注入神经网络，进行相关性分析，实现AI场景聚类分析,将现有机房初步划分场景，每一场景按照其他指标进一步细分为若干子场景，给出每一子场景下空调最优推荐策略。

（2）结合温湿度变化、机房结构、面积等场景信息，智能匹配最合适的空调节能控制策略。

（3）自动下发执行机房空调节能控制策略。

4 结 论

中国移动福建公司积极践行节能减排的工作要求，通过基于动力环境工作台开展机房空调节能技术创新应用，实现空调节能的精准智能控制，大幅提升了全网节能运维效率和设备安全，达到了良好的节能效果，并使机房温度控制在规定范围内。后续计划在全省同类站点推广空调节能运行实践经验，不断提升机房运营成本管控能力，扎实推进绿色行动工作，助力企业实现降本增效。节能降耗是一项长期的工作，需不断总结经验，进行新的探索。