智能照明系統(tǒng)在機房應(yīng)用的可行性探析

方曉然

（招商局物業(yè)管理有限公司，廣東 深圳 518067）

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(yīng)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24 h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(yīng)急照明模式[1-2]。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(yīng)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(yīng)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24 h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（0～999 h）。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120 s（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)先級最高。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[3-4]，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(yīng)急照明模式智能控制

應(yīng)急照明系統(tǒng)是機房消防和安全的保證。機房開啟應(yīng)急照明時，照度需不小于100 lx，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(yīng)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[5]。為確保應(yīng)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(yīng)急電源的引入方式有兩種，即熒光燈自帶應(yīng)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（1 040支燈管），燈具處于常亮狀態(tài)（24 h工作制）。普通明（T8）燈具雙管輸入功率為85 W（燈管40 W×2，整流器損耗5 W），單位電價0.575元/（kW·h），100 kW·h電=78.5 kg碳排放量。假設(shè)有以下幾種條件。

第一，普通照明。燈具每天工作24 h，燈管使用壽命按5 000 h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40 W燈管按10元計算）；整流器使用壽命按10 000 h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）。

第二，LED智能照明。燈具每天工作24 h，LED燈管使用壽命按8 000 h計算，需每60個月更換全部燈管；整流器使用壽命按10 000 h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）。

第三，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(yīng)急回路含蓄電池裝置及控制、LED燈具及應(yīng)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。

表1 采用智能照明系統(tǒng)前后的經(jīng)濟效益分析

3 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。