淺談機房智能照明系統的設計與應用
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安科瑞 華楠
摘要：基于傳統機房照明系統控制簡單、照度不足和燈具布局不合理等問題，提出了智能照明系統改造建議。將照明系統分為視頻照明模式、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前后的經濟效益，探析智能照明系統在機房應用的可行性，為建設綠色節能機房提供參考。
關鍵詞：智能照明;工作模式;經濟效率;綠色節能機房
0、引言
隨著IT技術的飛速發展和網絡信息化時代的到來，云計算在全球范圍內大規模發展，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、設備動力用電和空調用電三部分，其中設備動力用電和空調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為建設初期設計，因此后期機房使用和設備安裝過程中存在以下幾方面問題：(1)照明系統控制方式簡單，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備之間，光線有50%被遮擋;(3)部分燈具設置于設備上方，給通信設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。本文基于傳統機房照明系統控制簡單、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改造建議。將照明系統分成視頻照明模式、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前后的經濟效益，探析智能照明系統在機房應用的可行性。
1、智能照明控制方式研究分析
根據現有的機房照明使用技術要求及實際使用需要，將照明系統分為四種工作模式，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
為了滿足機房中監控系統的需求，視頻照明需保證機房24h不間斷照明，確保監控系統能夠實施觀察機房設備及安全狀況[3]。為了滿足機房視頻照明的工作需求，在機房中設計了獨立的視頻照明系統(約為照明系統的1/10)，使用輪換模式進行工作，而輪換時間可以任意設計(0～999h)。正常工作狀態下，視頻照明系統中只有1/2或1/3的燈具工作。該工作模式的優點如下：(1)節約了不低于50%的能源;(2)延長了燈具的使用壽命;(3)降低了照明系統故障率，提高了機房設備運行的可靠性。視頻照明模式智能控制系統如圖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。如果人員有在現場工作，工作人員到達工作區域后，該區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)后，燈具會自動關閉，實現人來燈亮，人走燈滅。該控制方式具有以下優點。(1)節約了不低于原系統80%的能源;(2)延長了燈具的使用壽命;(3)降低了照明系統故障率，提高了機房設備運行的可靠性。工作照明模式智能控制系統如圖2所示。
圖1視頻照明模式智能控制系統
圖2工作照明模式智能控制系統
1.3手動工作照明模式智能控制
智能照明系統中，手動控制的優先級高。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，為了防止智能系統發生整體或局部故障，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域的燈具。(1)使用手動功能時，所有的自動控制系統均被切除;(2)智能控制系統發生故障時，系統會自動將機房的照明系統局部或全部切換到手動開啟狀態。
1.4應急照明模式智能控制
應急照明系統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，人員及設備能夠穩定工作。正常工作時，應急照明系統不工作(單管熒光燈為備用狀態;雙管熒光燈的一支燈管為備用狀態，另一支為正常工作狀態)，防止因過度使用造成故障。為確保應急照明系統能滿足現場工作需求，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、機房智能照明經濟效益分析
以某網管機房為例，其裝設雙管燈具520套(1040支燈管)，燈具處于常亮狀態(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，智能照明系統改造費用約129萬元，主要包括智能照明控制系統、照明電源及控制系統、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試等費用[6-7]。照明系統經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。采用智能照明系統前后的經濟效益分析如表1所示。
3、安科瑞智能照明控制系統
安科瑞Acrel-Bus智能照明控制系統，是基于KNX總線技術設計的控制系統。KNX總線技術起源于歐洲，是在EIB、Batibus和EHS這三種住宅和樓宇的總線控制技術上發展起來的，其中EIB（EuropeanInstallationBus，歐洲安裝總線）是該總線技術的主體。Acrel-Bus智能照明控制系統采用標準的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，即可實現照明燈具的遠程集中控制，又可實現就近控制功能。該系統理論連接控制模塊數量達58000多個。安科瑞智能照明控制產品種類齊全，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、觸摸屏、手機、平板端等多種控制終端實現靈活多樣的智能化控制，特別適合于各類智能小區、醫院、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。
產品介紹及選型
4、結論
機房智能照明系統改造不僅解決了傳統照明系統控制簡單、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的經濟效益，增加了燈具的使用壽命，節約了電能，減少了碳排放量，提升了機房管理水平，符合綠色節能機房的要求。
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