[发明专利]一种通信机房节能方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信机房节能方法和系统，尤其涉及移动通信基站机房的节能方法和系统。

背景技术

随着中国经济的持续发展，能耗问题越来越成为影响我国经济能否长期保持繁荣的关键因素。通信行业既是高科技产业，同时也是一个高能耗行业。通信机房尤其是基站机房内通常面积狭小、通信设备密度高而且常年不间断连续工作，为保障通信网络正常工作，需要将机房内温湿度控制在一定范围。除了极少部分高寒地区，对于我国大部分区域的通信机房常年需要采取散热措施保障机房温度范围不超过标准。目前通行的做法是根据机房设备总功率和围护结构散热量估算出机房冷负荷，采用夏季冷负荷峰值再加上冗余量估算出所需空调制冷功率，最后据此选用一台或多台空调用以保证室内温度稳定在一个合适范围，且空调只设置夏、冬两套运行参数。这样做的弊端显而易见，空调制冷量配置在一年大部分时间里远远高于实际需求量，而且空调常年运行，为了保证在夏季最炎热的时间段仍能满足机房温度要求，通常空调设置的制冷温度都较低，这样做不仅消耗大量电能而且效率低下，有统计数据表明，在我国很多地区空调耗电量占整个机房总耗电量的50％以上。

近年来出现一类基站机房节能改造技术，即利用冬季和春秋过渡季节室外环境温度通常低于机房内温度的特点，采用安装热交换器或直接通风系统的办法，利用室外空气自然冷量对机房室内环境进行降温。这种方法在气候合适的地域可以减少空调压缩机工作时间，达到降低能耗的目的。但是这种方法同样存在一些问题：

原本封闭的机房环境安装热交换或通风节能系统时需要在外墙上开孔，可能带来安全、防尘、防水、防潮等新隐患；

此类系统工作机制简单，通常在室内外温差达到预设值时启动，同时通过简单联动功能停止空调运行。在季节交替时会发生节能系统和空调频繁切换，造成空调故障率升高、节能效果差甚至反而增加了能耗；

引入热交换型或通风型节能系统后增加了机房运维潜在故障点，而且此类系统大多缺少自身运行状态远程监控功能，也没有特殊情况下的应急处理方案，导致一个部件故障就引起系统工作紊乱，严重影响机房环境安全；

此类系统为了保证节能效果，必须定期到现场清洗或更换风机过滤网，给机房运维带来新的工作量，在很多空气质量不好的区域使用时此项矛盾更加突出。

中国专利200910107311.7提出一种多散热装置智能联动的节能控制系统，该发明由主控模块控制风机组和加热器，并通过RS232/485接口连接传感器模块、空调控制模块以及上位机，以期达到根据传感器反馈的机房环境参数控制空调、风机、加热器智能联动的节能目的。但是该专利未涉及控制空调、风机、加热器智能联动的具体步骤和方法，而且系统中的上位机位于受控机房本地，不能实现远端集中控制。

本发明针对目前通信机房特别是基站机房的空调控制存在的问题，提出一种方法通过动态地、智能地调整机房空调运行参数来达到节能减排目的。

发明内容

本发明提出一种通信机房节能方法，该方法首先预测机房设备散热量Q1和机房围护结构传热量Q2；然后据此计算空调制冷量需求P，其中P＝Q1+Q2；最后根据空调制冷量需求P确定机房空调运行策略和参数。

所述机房设备散热量Q1的预测根据以下公式计算：Q1＝Q0*λ*η，其中Q0是机房设备额定功耗，λ是设备负荷率，η表示设备等效热能/功耗转换率。Q0和η是设备属性参数，λ取决于设备当前的业务负荷，而当前时段的业务量通过查询数据库记录的业务量历史数据预测。

所述机房围护结构传热量Q2的预测根据以下公式计算：Q2＝R*(Tin-Tout)；其中R表示围护结构的传热系数，其值取决于机房面积、高度、墙体厚度、墙体材料等因素；Tin表示机房室内温度，由现场温度传感器实时监测获得；Tout表示机房所在地室外温度，由以下任一种方式获得：现场温度传感器实时监测获得；由数据库记录的当地历史气温数据并结合24小时气温变化规律预测获得；即时查询天气预报数据结合24小时气温变化规律预测获得。

所述机房空调运行策略包括空调开启数量，当开启数量小于机房配置的空调数量时还包括机房空调轮换开启的机制。其中空调开启数量为大于或等于P/P0的最小整数，其中P0为单台空调的制冷功率；空调运行参数包括空调的制冷温度Tt，按照下式计算Tt＝TH-Δt，其中TH是机房温度控制要求的上限，Δt是随季节变化而变化的温度控制保护区间值，夏季较高而冬季较低。