通信機(jī)房風(fēng)冷空調(diào)節(jié)能改造

吳正南

摘要：目前在通信運(yùn)營(yíng)商的能耗構(gòu)成中，通信機(jī)房的能耗占主要地位，不同類型的通信機(jī)房的能耗占比相差較大。隨著運(yùn)營(yíng)商通信發(fā)展面向“全業(yè)務(wù)”，大型通信綜合樓宇和數(shù)據(jù)中心的建立，通信機(jī)房的用電能耗正在逐年遞增，其中通信機(jī)房空調(diào)用電能耗占較大比重。

關(guān)鍵詞：通信機(jī)房；風(fēng)冷空調(diào)；節(jié)能改造

1導(dǎo)言

目前在通信運(yùn)營(yíng)商的能耗構(gòu)成中，通信機(jī)房的能耗占主要地位，不同類型的通信機(jī)房的能耗占比相差較大。

2通信機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的意義

我國(guó)通信業(yè)發(fā)生了日新月異的變化，通信設(shè)備也得到了相應(yīng)的改善，即快速向集成電路方向發(fā)展，但目前存在的唯一缺點(diǎn)就是機(jī)房設(shè)備在日常運(yùn)行中其穩(wěn)定性和安全性均會(huì)受到影響，究其原因主要是機(jī)房?jī)?nèi)的高溫環(huán)境造成的，而導(dǎo)致機(jī)房?jī)?nèi)的高溫原因是設(shè)備的電路集成化高和大功率電。電信企業(yè)中通信機(jī)房的耗電量與總耗電量相比，其占比約達(dá)到90%；通信機(jī)房的空調(diào)系統(tǒng)耗電量與機(jī)房耗電量相比，其占比可達(dá)到40%。因此，提高空調(diào)的節(jié)能技術(shù)來(lái)降低機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)的能耗成為了亟需解決的問(wèn)題。

3利用自然冷源

利用自然冷源的原理就是將室外的的自然環(huán)境設(shè)為冷源，就是當(dāng)室外空氣的溫度降低到足夠低時(shí)（低于室內(nèi)空氣溫度很多）進(jìn)行通風(fēng)，然后利用流動(dòng)風(fēng)帶走機(jī)房?jī)?nèi)的熱量，直至機(jī)房?jī)?nèi)部的溫度逐漸降低。這樣制冷的技術(shù)不僅可使空調(diào)的使用時(shí)間有效減少，還可實(shí)現(xiàn)節(jié)能的作用?，F(xiàn)如今，可通過(guò)自然通風(fēng)新風(fēng)系統(tǒng)和熱交換新風(fēng)系統(tǒng)以下兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)利用自然冷源進(jìn)行降溫：（1）自然通風(fēng)新風(fēng)系統(tǒng)：一方面，當(dāng)室外的空氣溫度明顯低于室內(nèi)的空氣溫度時(shí)，利用流動(dòng)風(fēng)將室外的冷空氣輸送至室內(nèi)，達(dá)到降低室內(nèi)溫度的作用；另一方面，當(dāng)室外溫度沒(méi)有室內(nèi)低時(shí)，可通過(guò)開空調(diào)的方式降低室內(nèi)的溫度。而自然通風(fēng)新風(fēng)系統(tǒng)是需要引入室外的冷空氣進(jìn)行室內(nèi)降溫的，這種方法的缺點(diǎn)就是外界的環(huán)境極易影響機(jī)房?jī)?nèi)的環(huán)境，因此，目前接待解決的首要問(wèn)題就是如何才能確保機(jī)房的溫濕度和潔凈度滿足通信設(shè)備的需求。（2）熱交換新風(fēng)系統(tǒng)：一方面是只允許室外新風(fēng)帶走室內(nèi)的熱量，不允許室外空氣進(jìn)入室內(nèi)；另一方面是室內(nèi)的空氣通過(guò)換熱冷卻繼續(xù)被送回室內(nèi)。室內(nèi)和室外的溫差極易影響新風(fēng)系統(tǒng)的制冷效率。我國(guó)不同地區(qū)差異很大，因此熱交換新風(fēng)系統(tǒng)的制冷節(jié)能效率必須要通過(guò)實(shí)踐進(jìn)行驗(yàn)證。

4使用新型制冷劑

現(xiàn)在市場(chǎng)上有一種制冷劑可達(dá)到節(jié)能環(huán)保的作用，即R4制冷劑，這是一種多元非共沸制冷劑，是由多種氟利昂按照固定比例均勻混合而形成的。這種制冷劑直接注入就可正常使用，既不需要改變?cè)O(shè)備原有的結(jié)構(gòu)，也不需更換部件和潤(rùn)滑油。在目前有些地方已進(jìn)行了試運(yùn)行，依據(jù)調(diào)查的資料顯示，R4制冷劑在實(shí)際中使用時(shí)，各種各樣的因素都會(huì)影響它的節(jié)能效果，這與理論上預(yù)期的制冷效果差異較大，因此還需對(duì)R4制冷劑在不同的條件和環(huán)境中進(jìn)行持續(xù)實(shí)驗(yàn)和測(cè)試，觀察設(shè)備運(yùn)行的異常情況。此外，空調(diào)設(shè)備的工作狀況會(huì)受到不同制冷劑的影響，因此只有得到了空調(diào)設(shè)備廠商的認(rèn)可，才能運(yùn)用R4制冷劑替換現(xiàn)有的制冷劑，否則需謹(jǐn)慎使用R4制冷劑。

5風(fēng)冷式冷凝空調(diào)系統(tǒng)改造方案

通信樞紐樓空調(diào)制冷需求是全年性的，即24（小時(shí)/天）×365天，如何保證空調(diào)系統(tǒng)安全運(yùn)行同時(shí)有效降低制冷能耗成為節(jié)能減排工作的重中之重。對(duì)于水資源豐富的上海或其它水資源豐富地區(qū)，通信樞紐樓空調(diào)冷卻系統(tǒng)建議采用水冷式冷凝空調(diào)系統(tǒng)，充分合理利用水資源進(jìn)行原有風(fēng)冷式冷凝空調(diào)系統(tǒng)改良和優(yōu)化，為已建或新建通信樞紐樓空調(diào)節(jié)能減排工作的落實(shí)，提供理論研究和改造參考。針對(duì)已建的風(fēng)冷式冷凝空調(diào)系統(tǒng)，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)屋頂建造結(jié)構(gòu)情況和承重條件，布置對(duì)應(yīng)風(fēng)冷式冷凝器的水冷式換熱器以及冷卻水塔系統(tǒng)。在每組風(fēng)冷冷凝器后端串聯(lián)一套水冷換熱器，通過(guò)循環(huán)水泵將冷卻水從冷卻塔內(nèi)輸送到水冷換熱器內(nèi)，將空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑進(jìn)一步冷凝換熱，再將水循環(huán)到冷卻塔內(nèi)，通過(guò)冷卻水塔降溫，再一次傳輸?shù)剿鋼Q熱器內(nèi)。不僅可以增加空調(diào)系統(tǒng)的冷凝換熱量，而且有效降低空調(diào)的冷凝壓力和冷凝風(fēng)機(jī)的工作負(fù)荷。改良方案系統(tǒng)圖如圖1所示。

具體實(shí)施方案如下。

（1）把原來(lái)的風(fēng)冷冷凝器串聯(lián)殼管式換熱器，安裝在原風(fēng)冷室外機(jī)的上方或下方。殼管式冷凝器按照風(fēng)冷100%設(shè)計(jì)考慮。高壓的冷媒氣體通過(guò)殼管式換熱器與水進(jìn)行充分的熱交換，冷媒由氣體變成氣液混合物。換熱量可以通過(guò)調(diào)節(jié)殼管式換熱器的閥門去調(diào)節(jié)，使得冷凝壓力保持在精密空調(diào)合適運(yùn)行壓力范圍之內(nèi)。使水系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下，風(fēng)冷系統(tǒng)不運(yùn)行，達(dá)到降噪的效果。（2）在樓頂承重條件許可情況下，增設(shè)冷卻塔，做好主備用，冷卻塔與水冷冷凝器之間采用銅管連接。冷卻塔設(shè)計(jì)為37℃/32℃進(jìn)出水的換熱溫差。（3）增設(shè)循環(huán)水泵，做好主備用，使冷卻水能夠在水塔與換熱器之間完成換熱循環(huán)。施工前應(yīng)考慮到通信大樓各層均為在用通信機(jī)房，精密空調(diào)不能全部停機(jī)改造，所以施工時(shí)先預(yù)安裝樓頂冷卻塔與各層的冷卻水管道、水冷換熱器、水泵、及電源線。待冷卻水路管道系統(tǒng)和冷卻水塔全部安裝完成，先對(duì)冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，待水系統(tǒng)運(yùn)行正常后再將冷媒管與水冷換熱器連接。施工期間按照通信機(jī)房為單位，逐臺(tái)割接逐臺(tái)并網(wǎng)，即連接一臺(tái)精密空調(diào)并調(diào)試成功并網(wǎng)后施工下一臺(tái)精密空調(diào)，以確保工程改造不影響機(jī)房設(shè)備的正常運(yùn)行。（4）增設(shè)一套水系統(tǒng)自動(dòng)制藥系統(tǒng)，能夠根據(jù)冷卻水塔水的清潔度指標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)投藥，以保證開式系統(tǒng)內(nèi)冷卻水質(zhì)，確保水冷換熱器運(yùn)行正常。冷卻水系統(tǒng)示意圖如圖2所示。

6結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在通信機(jī)房中，為了使用不同種類的節(jié)能技術(shù)達(dá)到節(jié)能減耗的目的，會(huì)相應(yīng)地增加一些設(shè)備，當(dāng)然還有可能會(huì)在原始設(shè)備的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行改造，但是此時(shí)也會(huì)相應(yīng)的加大設(shè)備維護(hù)的工作量。因此，在實(shí)際中還需對(duì)不同種類的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行跟蹤和評(píng)估其節(jié)能項(xiàng)目的節(jié)能效率和運(yùn)營(yíng)成本，然后再確定使用節(jié)能項(xiàng)目的必要性。

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