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江苏联通环保空调工程应用实例综合分析

来源:苏州诺华德环保空调 发布时间:2012年06月06日 浏览量:8256

从2010年11月开始,中国联通江苏分公司(以下简称江苏联通)通过比较环保空调与机房精密空调、智能通风系统、热交换器的功效,发现环保空调在通信机房应用的可行性及效果有独到之处。江苏联通针对通信机房环境和控制要求,与环保空调专业厂商合作,开发了可用于通信中心机房、基站的环保空调系统,并通过不断试点,最终大范围应用在了现网之中。

截止2012年10月份,全省共建设完成535个基站环保空调,每年约可节省电费375万元;同?#20445;?#20849;建设完成22个机楼的92个机房改造,安装225台环保空调,月均节省电费43万元,年约可节省电费387万元(9个月计算)。

环保空调工程应用实例

2010年11月,江苏联通根据蒸发冷却原理,自制一套水帘通风系统,在南平关口局机房进行试验。从试验的结果看,节能效果非常明显,机房的温?#21462;?#30456;对湿?#21462;?#27905;净度都可?#26376;?#36275;要求。但试验用简易水帘通风系统安装?#20445;?#38656;在机房的进风侧、排风侧开大孔洞,不能满足机房的消防安全要求,而且高温天气开启空调时不能满足机房的密封等要求。根据通信机房特点,我公司与环保空调专业厂商合作,成立环保空调项目研发小组,已完成一个中心机房、两个基站的试验,验证了环保空调适用于中心机房、基站等通信局站。现以苏州金山数据机房、榕路活动房基站应用实例,进行详细说明。

1、金山数据机房

机房概况。金山数据机房面积为380m,层高4m;机房主设备功耗45kw(直流负荷296AX54V+交流负荷112A×220V,效率按0.9计算);配置3台机房精密空调,每台空调制冷量为46kW、功耗为15.6kW;夏季高温季节3台机房精密空调均需处于制冷状态,其他季节1~2台空调处于制冷状态,为了保证机房环境温度的均衡性,3台空调全年365天均处于运行状态。该机房全年耗电约65.875-度,其中空调耗电约26.4万?#21462;?/P>

环保空调设?#21697;?#26696;。我们设计了安装5台环保空调,每台环保空调的设计风量为15000m3/h、功耗为1.1kw;对应配置5台抽风机,每台抽风机的排风量为10000m3/h、功耗为1.1kw:机房安装的送风管高度为2.1m。如图所示。

图1 金山数据机房环保空调设?#21697;?#26696;

表1环保空调耗水量

 

每台每小时理论耗水量(升)

水冷空调数量(台)

月总耗水量(吨)

水费单价(元)

月水费(元)

金山数据机房

20~25

5

90

2

180

榕路活动房基站

6~8

1

5.76

2

11.52

机房的最大换气?#38382;?#20026;:15000X5/(380X2.1)=90次/小时。当室外温度25℃,相对湿度80%?#20445;?#36865;风口温度22.8℃(相对湿度为30%?#20445;?#36865;风口温度只有16.1℃);当室外温度35℃,相对湿度35%?#20445;?#36865;风口温度约为24.2℃。因此,当室外温度低于25℃,相对湿度低于80%?#20445;?#20197;及当室外温度高于30℃小于35℃,相对湿度低于35%?#20445;?#29702;论上环保空调基本上可?#26376;?#36275;机房的制冷要求,不需启动机房精密空调。

运行情况。苏州金山数据机房的环保空调改造项目于2009年1月23日改造完成,1月23日至2月22日期间,室外温度基本上都在32℃以内,一直采用环保空调进行制冷降温,未启动机房精密空调。

经过测试,我们发现当室外温度在7℃~25℃问变化?#20445;?#26426;房环境温度控制在18℃~22℃范围;当室外温度升高到132℃(室外相对湿度为48%)?#20445;?#26426;房环境温度为24℃,满足机房的温度要求。

机房相对湿度略高于室外相对湿度(1月26日~28日下雨,且室外温度低于10℃例外),当室外相对湿度在35%~70%间变化?#20445;?#26426;房相对湿度基?#31350;?#21046;在55%~73%范围内。以上机房相对湿度的测量点为距环保空调送风口1.5m处,我们通过现场测量还发现,距离送风口越远,相对湿度也相对应降低,在机房及机柜表面没有发现结露现象。满足机房的相对湿度要求。

2、榕路活动房基站

基站概况。基站为彩钢板结构的活动房,基站面积约为13m2,层高为2.8m。基站主设备功耗3.6kW(直流负荷60AX54V,效率按0.9计算);配置2台2匹的基站专用空调。

环保空调设?#21697;?#26696;。我们具体设计安装了1台环保空调,环保空调的设计风量为55003/h、功耗为0.25kw;对应配置2台抽风机,抽风机的排风量为1500m3/h、功耗为0.1kw:基站安装的送风管高度为2.0m。如图2所示。

图2 榕路活动房基站空调设?#21697;?#26696;

表2:不同制冷方案功效对比

 

机房精密空调

水冷空调

智能通风系统

热交换器

工作原理及降温方式

封闭式房间,机械制冷

通风方式+水蒸发制冷

通风方式无制冷功能

封闭式房间,热交换,无制冷功能

耗电量

——

精密空调的10%~20%

精密空调的10%~20%

精密空调的10%~20%

送风口温度

15℃左右

低于室外温度

高于室外温度

高于室外温度

防尘效果

不理想

加温效果

×

结论

属传统式制冷方案,技术成熟,但能耗大

适用于有水源所有通风局站,干燥地区效果最好。

适用于周边?#39029;?#23567;、室外温度低于要求控制温度的基站。

适用于室外温度低于要求控制温度10℃以?#31995;?#23616;站

基站的最大换气?#38382;?#20026;:5500×1/13×2.0=200次/时。当室外温度30℃,相对湿度80%?#20445;?#36865;风口温度27.6℃(相对湿度为3O%?#20445;?#36865;风口温度只有19.8℃);当室外温度40℃,相对湿度30%?#20445;?#36865;风口温度约为27.4℃。因此,当室外温度低于30℃,相对湿度低于80%?#20445;?#20197;及当室外温度高于30℃小于40℃,相对湿度低于30%?#20445;?#29702;论上环保空调基本上可?#26376;?#36275;机房的制冷要求,不需启动机房精密空调。

运行情况。从1月22日至24日,启动水冷降温系统进行工作后,机房的室内温度最高值为28.1℃,最低值为25.7℃,湿度最大值为47.9%,最小值为37%,均能满足基站的环境要求。

环保空调节能效果

1、耗电餐实际测试数据

在环保空调?#24230;?#20351;用前,金山数据机房每台机房精密空调各安装一个独立的三相电表,记录每天空调的耗电量,从1月15日~23日的8天(192/小时)内空调累计耗电3971度,该期间平均室外温度为152℃,室内平均温度为15.2℃。安装环保空调后,环保空调也单独安装三相电表,记录每天环保空调的耗电量,从1月27日~2月4日的8天(192zJ\时)内环保空调累计耗电386度,该期间平均室外温度为155℃,室内平均温度为2O.7℃。

从测试记录看,金山机房环保空调较机房精密空调节能率达到9O%;按类似的方法,测得榕路活动房基站的节能率达到86%。

2、耗水量及水费估算

环保空调用水可循环使用,而且达到机房温湿度要求时自动停止运行。按全速不问断运行情况计算,金山机房、榕路活动房基站耗水量及水费见表1,1~2月实际测试耗水量不到

三分之一。与节省的电费相比,需要的水费?#36127;?#21487;以忽略不计。

3、金山节能效果评估

苏州属于中湿度地区,年平均相对湿度为72%,年平均温度20.8℃,4月~6月三个月月均相对湿度超过75%,6月~9月月均温度超过25℃。经过分析,可得出以下初步结论。

其一,类似苏州中湿度地区的通信中心机房:在室外温度低于30℃的环境下,环保空调基本上都可以替代机房精密空调进行使用。预计每年可运行300天左右。苏州金山数据机房2010年空调耗电约26.4万度,预计2009年将可节省17万?#21462;?/P>

其二,类似苏州中湿度地区的通信基站:在室外温度低于33℃的环境下(即除7月份的高温天气以外),环保空调基本上都可以替代基站专用空调进行使用。预计每年可运行320天以上。苏州榕路活动房基站2010年总耗电4.5万度(其中空调约1.6万度),预计2009年将可节省1.3万?#21462;?/P>

其三,类似乌鲁木齐干燥地区,环保空调可使用的时间将更长,甚至除个别高温天气外可以全年替代机房精密空调、基站专用空调进行使用,节能效果将更为显著。

待改进的功能

经过?#36234;?#23665;数据机房以及2个通信基站环保空调的试验,部分功能还有待进一步改善,部分指标的可靠性也需进一步观察和测试,主要包括以下几个方面。

其一,通信中心机房的环保空调与机房精密空调联动方面。金山数据机房内有多台不同品牌的机房精密空调,从现场实际测试情况看,个别品牌的机房精密空调无法与环保空调进行自动联动切换,该功能还需进一步完善。

其二,通信中心机房环保空调与消防系统的联动方面。目前设计的模式是:一旦出现火灾?#20445;?#21487;以通过一键控制方式按下紧急关机开关停止环保空调机运行(在此情况下不与空调联动),同时密闭进排消防防火阀门,保证机房的绝对密封。

其三,通信基站强制抽风改为自然出风。目前的试验方案是安装2台排风量为1500m3/h的轴流风机,进行强制排风,每台风机功耗为0.1kW。计划将强制排风改造成自然通风,减少风机的功耗,进一步节能,该方案目前正在测?#36234;?#27573;。

综上所述,环保空调是以水代替氟利昂作为制冷剂,将室外空气经过水降温、水除尘及滤网过滤后再送入机房的新型节能、环保空调,较传统式机械制冷空调节能效果达到80%以上。环保空调不仅可以应用于通信基站,而且可以在通信中心机房进行使用。对于苏州等中湿度地区的通信机房预计每年可替代机房精密空调运行300天左右;通信基站预计每年可替代基站专用空调运行320天以上。对于西?#22791;?#29157;地区,环保空调可运行的时间将更长,除个别高温天气外可以全年替代机房精密空调、基站专用空调运行I廿能效果将更为显著。

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