淺談機房智能照明系統(tǒng)的設(shè)計與應用
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安科瑞 華楠
摘要：基于傳統(tǒng)機房照明系統(tǒng)控制簡單、照度不足和燈具布局不合理等問題，提出了智能照明系統(tǒng)改造建議。將照明系統(tǒng)分為視頻照明模式、工作模式、手動模式和應急照明模式。根據(jù)實際工程案例，從實用性及安全性、可靠性及安全性、可維修性、年耗電量、年使用電費、年維護費、碳排放量以及回收期等方面，分析采用智能照明系統(tǒng)前后的經(jīng)濟效益，探析智能照明系統(tǒng)在機房應用的可行性，為建設(shè)綠色節(jié)能機房提供參考。
關(guān)鍵詞：智能照明;工作模式;經(jīng)濟效率;綠色節(jié)能機房
0、引言
隨著IT技術(shù)的飛速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)信息化時代的到來，云計算在全球范圍內(nèi)大規(guī)模發(fā)展，但其高能耗、高費用、高污染等問題日益突出。機房用電主要包括照明用電、設(shè)備動力用電和空調(diào)用電三部分，其中設(shè)備動力用電和空調(diào)用電相是一種剛性需求。如果要減少機房能耗開銷和碳排放量，應從照明用電著手。由于老舊機房的照明系統(tǒng)為建設(shè)初期設(shè)計，因此后期機房使用和設(shè)備安裝過程中存在以下幾方面問題：(1)照明系統(tǒng)控制方式簡單，而機房燈具因視頻照明需要24h開啟，造成電量浪費嚴重;(2)照度不足，即機房中安裝了空調(diào)送風管路，使機房中上面一排的照明燈幾乎被完全遮擋，下面一排的照明燈在風管與設(shè)備之間，光線有50%被遮擋;(3)部分燈具設(shè)置于設(shè)備上方，給通信設(shè)備安全運行帶來隱患;(4)燈具布局不合理，機房看起來雜亂無章。本文基于傳統(tǒng)機房照明系統(tǒng)控制簡單、照度不足以及燈具布局不合理等問題，提出了智能照明系統(tǒng)改造建議。將照明系統(tǒng)分成視頻照明模式、工作模式、手動模式和應急照明模式。通過實際工程案例，從實用性及安全性、可靠性及安全性、可維修性、年耗電量、年使用電費、年維護費、碳排放量和回收期等方面，分析采用智能照明系統(tǒng)前后的經(jīng)濟效益，探析智能照明系統(tǒng)在機房應用的可行性。
1、智能照明控制方式研究分析
根據(jù)現(xiàn)有的機房照明使用技術(shù)要求及實際使用需要，將照明系統(tǒng)分為四種工作模式，即視頻照明模式、工作模式、手動模式和應急照明模式。
1.1視頻照明模式智能控制
為了滿足機房中監(jiān)控系統(tǒng)的需求，視頻照明需保證機房24h不間斷照明，確保監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)嵤┯^察機房設(shè)備及安全狀況[3]。為了滿足機房視頻照明的工作需求，在機房中設(shè)計了獨立的視頻照明系統(tǒng)(約為照明系統(tǒng)的1/10)，使用輪換模式進行工作，而輪換時間可以任意設(shè)計(0～999h)。正常工作狀態(tài)下，視頻照明系統(tǒng)中只有1/2或1/3的燈具工作。該工作模式的優(yōu)點如下：(1)節(jié)約了不低于50%的能源;(2)延長了燈具的使用壽命;(3)降低了照明系統(tǒng)故障率，提高了機房設(shè)備運行的可靠性。視頻照明模式智能控制系統(tǒng)如圖1所示。
1.2工作照明模式智能控制
由于視頻照明的存在，因此機房中的亮度完全可以滿足一般安全巡視或日常檢查的需求。如果人員有在現(xiàn)場工作，工作人員到達工作區(qū)域后，該區(qū)域的燈具會自動開啟(為了確保有足夠的亮度，一般選用雙管日光燈)。工作完成后，人員離開120s(時間空調(diào))后，燈具會自動關(guān)閉，實現(xiàn)人來燈亮，人走燈滅。該控制方式具有以下優(yōu)點。(1)節(jié)約了不低于原系統(tǒng)80%的能源;(2)延長了燈具的使用壽命;(3)降低了照明系統(tǒng)故障率，提高了機房設(shè)備運行的可靠性。工作照明模式智能控制系統(tǒng)如圖2所示。
圖1視頻照明模式智能控制系統(tǒng)
圖2工作照明模式智能控制系統(tǒng)
1.3手動工作照明模式智能控制
智能照明系統(tǒng)中，手動控制的優(yōu)先級高。如果有大型檢修、割接、檢查等活動，需要機房的燈具全部開啟，此時只需達到手動功能即可。同時，為了防止智能系統(tǒng)發(fā)生整體或局部故障，其他意外因素導致智能失靈，可以使用手動控制功能開啟機房中任意區(qū)域的燈具。(1)使用手動功能時，所有的自動控制系統(tǒng)均被切除;(2)智能控制系統(tǒng)發(fā)生故障時，系統(tǒng)會自動將機房的照明系統(tǒng)局部或全部切換到手動開啟狀態(tài)。
1.4應急照明模式智能控制
應急照明系統(tǒng)是機房消防和安全的保證。機房開啟應急照明時，照度需不小于100lx，確保停電或消防報警時，人員及設(shè)備能夠穩(wěn)定工作。正常工作時，應急照明系統(tǒng)不工作(單管熒光燈為備用狀態(tài);雙管熒光燈的一支燈管為備用狀態(tài)，另一支為正常工作狀態(tài))，防止因過度使用造成故障。為確保應急照明系統(tǒng)能滿足現(xiàn)場工作需求，一般選用雙管熒光燈。應急電源的引入方式有兩種，即熒光燈自帶應急電源和由電力機房UPS供電。
2、機房智能照明經(jīng)濟效益分析
以某網(wǎng)管機房為例，其裝設(shè)雙管燈具520套(1040支燈管)，燈具處于常亮狀態(tài)(24h工作制)。普通明(T8)燈具雙管輸入功率為85W(燈管40W×2，整流器損耗5W)，單位電價0.575元/(kW·h)，100kW·h電=78.5kg碳排放量。假設(shè)有以下幾種條件。
一，普通照明。燈具每天工作24h，燈管使用壽命按5000h計算，需每8個月更換全部燈管，平均年更換燈管費用(每個T8系列40W燈管按10元計算);整流器使用壽命按10000h計算，每3年更換一批，每年更換整流器費用(每個整流器按24元計算)。二，LED智能照明。燈具每天工作24h，LED燈管使用壽命按8000h計算，需每60個月更換全部燈管;整流器使用壽命按10000h計算，每5年更換一批，每年更換整流器費用(每只整流器按30元計算)。三，智能照明系統(tǒng)改造費用約129萬元，主要包括智能照明控制系統(tǒng)、照明電源及控制系統(tǒng)、應急回路含蓄電池裝置及控制、LED燈具及應急組件、電源控制、保護及線纜、安裝及人工費和軟件及調(diào)試等費用[6-7]。照明系統(tǒng)經(jīng)濟效益分析涉及實用性與安全性、可靠性與安全性、可維修性、年耗電量、年使用電費和年維護費等。采用智能照明系統(tǒng)前后的經(jīng)濟效益分析如表1所示。
3、安科瑞智能照明控制系統(tǒng)
安科瑞Acrel-Bus智能照明控制系統(tǒng)，是基于KNX總線技術(shù)設(shè)計的控制系統(tǒng)。KNX總線技術(shù)起源于歐洲，是在EIB、Batibus和EHS這三種住宅和樓宇的總線控制技術(shù)上發(fā)展起來的，其中EIB（EuropeanInstallationBus，歐洲安裝總線）是該總線技術(shù)的主體。Acrel-Bus智能照明控制系統(tǒng)采用標準的2×2×0.8EIBBUS總線（即KNX總線）作為總線線纜，將所有的智能照明控制模塊連接到一起并組成一套完整的控制系統(tǒng)，即可實現(xiàn)照明燈具的遠程集中控制，又可實現(xiàn)就近控制功能。該系統(tǒng)理論連接控制模塊數(shù)量達58000多個。安科瑞智能照明控制產(chǎn)品種類齊全，方案完善。用戶可通過控制面板、人體感應、照度感應、微波感應、上位機系統(tǒng)、觸摸屏、手機、平板端等多種控制終端實現(xiàn)靈活多樣的智能化控制，特別適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學校、酒店，以及體育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明系統(tǒng)。
產(chǎn)品介紹及選型
4、結(jié)論
機房智能照明系統(tǒng)改造不僅解決了傳統(tǒng)照明系統(tǒng)控制簡單、照度不足和燈具布局不合理等問題，而且提高了機房照明系統(tǒng)的經(jīng)濟效益，增加了燈具的使用壽命，節(jié)約了電能，減少了碳排放量，提升了機房管理水平，符合綠色節(jié)能機房的要求。
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