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通信电源
地下室冷气应用于通信机房的节能分析
文章来源:本站原创  发布时间:2014-08-08  浏览次数:1538

地下室冷气应用于通信机房的节能分析


马  骥

(阜新市联通公司网络维护中心固网电源班  123000)

摘要:通信行业的能耗主要在通信机房,因为通信机房内设备的发热量大,需要空调全年运行进行降温,空调运行能耗大。针对通信机房的节能工作,以我公司枢纽楼地下室的测量数据为基础,分析发现利用我公司枢纽楼地下室的冷气及湿度对通信机房进行降温、加湿效果显著。现以引枢纽楼地下室的冷气对二楼电力机房进行降温加湿为例,进行经济性、实用型分析,为通信机房节能改造提供参考。

关键词:地下室冷气、通信机房、节能

引言:电信行业的电能消耗主要包括非生产用电和生产用电两部分。节能降耗也是通信企业的重要工作。生产用电的节能工作主要在通信机房,通信机房中的用电又主要表现在以下两个方面:(1)通信设备的用电:从数据统计中可以得知,通信设备用电占总用电量的50%左右。(2)机房环境用电:包括机房照明、空调制冷和制热。其中照明及其它用电占总用电量的15%左右,空调用电占总用电的35%左右。大量使用空调设备,有力保障了通信设备的正常运行。但空调设备又是耗电的主要设备,能耗占了相当大的比例。从实际情况来看,通信机房节能是大有潜力的。 对于通信机房这类几乎全年都需要向外排热的特殊场所,全年运行空调能耗很大,目前通信机房采用以下几种节能手段:变频技术;机房空调机组自适应控制技术;热交换、双冷源、送风优化、水喷淋技术等。现在我们利用地下室的冷气作为冷源,通过风机将地下室冷气不断地送到机房里,同时室外新空气也源源不断地进入地下室被降温,通过排风将机房内的热量带走,利用自然冷源冷却技术,达到降低机房内部温度的目的。

1、机房的环境要求

1.1  通信机房环境要求 《中国网络通信集团公司通信网络运行维护规程(试行)》(中网网运[2006]378号)及《中国电信数据中心机房电源、空调环境设计规范(暂行)》(中国电信[2005]741号)中对通信机房环境温湿度、及防尘要求的设计作出了如下规定: (1)一类环境机房温度为10~25℃;相对湿度30%~70%。二类环境机房温度为10~28℃;相对湿度20%~80%。 (2)机房使用粒子检测机房内灰尘粒子浓度,应满足直径大于0.5mµ的灰尘粒子浓度≤18000粒/升,直径大于5mµ的灰尘粒子浓度≤300粒/升的要求。为保证机房环境的温度、湿度和洁净度要求,需要合理的配备机房专用空调设备,以保证机房设备的安全可靠运行。

1.2  通信机房空调的特点 

通信机房机房空调系统主要有以下特点: (1)空调方式偏重于工艺性空调,对空调温湿度有特殊要求  (2)通信设备自身发热量大、散热量大 通信设备密度高发热量大,是通信机房最主要热源(约占机房空调区显热85%以上),因此机房降温是机房专用空调机组的主要任务。低负荷机房选配空调设备时,可按250 W/m2~350W/m2冷负荷指标确定,而对于中、高负荷机房,冷负荷指标一般在1000W/m2以上。 (3)送风量大、送风焓差小 由于机房内没有特定的湿源,湿量主要来自工作人员及渗入的室外空气,因此散湿量很小,机房内散热量中95%以上为显热,热湿比近似无穷大。因此,空调机的空气处理过程可近似看作等湿降温过程。 (4)通信机房环境要求空调全年可靠稳定运行 通信机房内部设备属于全年不间断高负荷运行,即使在冬季,也存在需要供冷的。因此空调机在全年的大部分时间均须运行,某些情况下须全年运行,空调耗能大。引入地下室冷气可为机房可以提供一年四季的冷源及适宜湿度。

2、案例分析:以阜新市联通公司枢纽楼二楼动力机房为例,引枢纽楼地下室的冷气来降低动力机房温湿度的经济分析

2.1阜新市联通公司枢纽楼二楼动力机房环境介绍:该机房为动力机房,机房内均为开关电源设备及交直流配电设备,设备散热量大。使用面积106平米,举架高5米。原有5P空调3台,送风距离短,风量小,产生的冷量也满足不了电力设备发热量,从而出现在夏季机房温度较高,最高达到38度左右。严重影响电力设备正常工作。如安装机房空调,不但占用有限的机房空间而且耗电量又很大,又增加了经济投入。

2.2对通信机房温度过高,湿度低的解决方案

根据对整个大楼实地勘察。发现地下室温度相对较低,夏季温度在8℃-19.8℃左右,湿度达到60%-80%左右;冬季温度在5℃-8℃左右,湿度达到35%左右。地下室的空间为:3280M3,也就是说地下室存储3280M3冷气,机房空间为:530 M3通过计算得出:在夏季地下室冷量可为机房连续提供6个多小时的冷气,冬季、夏季可提供24小时冷气。地下室冷气不断地送到机房里,同时室外新空气也源源不断地进入地下室被降温。利用这天然冷气在夏季完全可以为动力机房实现辅助降温。通过相应的技术手段将地下室冷源引入机房内,把机房的热量带走,达到降低机房温度的目的。从而减少机房空调的使用时间,达到节约电能的目地。

2.3工作原理

利用风机将地下室冷气抽上来通过初效过滤(选装)+电子过滤三级过滤(选装)后通过管路直接送到机房;同时热气通过排风管排出室外。形成机房冷热气流交换。从而达到降温节能的目的。

2.4节能效果分析

在夏季按100%采用空调制冷:按全天工作20小时计算,3台5P空调日耗电共276KWH,引地下室冷气2台风机日耗电20KWH.(空调功率:4.6KWH,风机功率:0.5KWH)

如在夏季按60%采用地下冷气换热系统制冷:2台4000M3/H风机功率

日耗20KW*60%=12KW

共:12KW.+ 40%采用

空调制冷3台5P空调日耗电共:132 KWH。共耗电:144KWH.

通过计算得出;在夏季日节电率为:60%

如在冬季空调完全不用使用,仅靠新风就能满足机房温度。节电率为90%以上

2.5实际效果

2.5.1实际测试情况

自2013年3月27日开始测试。1、室外温度:0℃— -20℃间:该系统单独工作的情况下,地下室温度:5℃—8℃,机房进风口温度 : 10℃—12℃,机房排风口温度:  27.2℃—28.5℃,机房内温度 : 25.3℃—25.9℃   机房内湿度: 30%— 50%

2、室外温度:0℃—32℃间   开启1台空调加该系统工作的情况下, 地下室温度: 8℃—19.8℃  机房进风口温度: 12℃—20.8℃  机房排风口温度: 28.5℃—32.2℃  机房内温度: 25.9℃—28.2℃  机房平均湿度:50%—70%

经过近一年测试,测试结果:机房室内环境平均温度:26.5℃,进风口平均温度:12.2℃,排风口平均温度:28.7℃,平均湿度:45%,地下室平均温度9℃,地下室平均湿度55%。

2.5.2经济分析

通过测试,引进地下室冷气可以满足动力机房环境要求,节能明显。

引进地下室冷气节电情况

引冷气前                      引冷气后

室内平均温度   (室内3台5P空调)  30℃         26.3℃(关闭2台空调)

月耗功率      4.6KWH*3(台)*24*30=9936KWH       4.6KWH*24*30+2*0.5KWH*24*30=4032KWH

月平均耗电费   9936*0.889=8843.00元              4032*0.889=3588.00元

与2012年同期相比,温度湿度满足机房需要,节能明显:夏季高温情况下,月可节电4800KW,月节约电费4272元。冬季单独用该系统月可节电9216KW,月节约电费8202.2元(空调功率4.6KW,该系统风机功率0.5KW)。通过计算月平均节电率为70%。如加上维修成本费用(压缩机、电路板、外风机损坏等)节约资金更可观。

结论:引入地下室冷气节能是采用低温送风技术、温度智能控制技术及天然湿度来降低动力机房的温度。其原理是:最大限度利用地下室环境天然低温冷源的空气送入机房内,然后再通过排风将机房内余热带走来降低机房温度的目的。通过温度智能控制,保证机房内的温度在要求的范围内;在室外环境温度较低时,可以全部取代传统机房专用空调工作,从而大大地降低了能源的消耗。能最大限度利用地下室冷源对机房室内空气进行降温和加湿处理的特点。在适合的条件下可以长期稳定运行,用来作为机房空调的补充。在北方地区可降低机房空调能耗60%以上。可以应用在交换机房、IDC数据机房、电力机房,可以部分取代机房空调的工作。采用这种方式进行机房节能改造,投资少资金回报周期短,可以为我们公司在节能降耗方面带来明显经济效益。

 

 

阜新市联通公司枢纽楼二楼动力机房引地下室冷气系统示意图

 

 

 

        

 

参考文献;《中国网络通信集团公司通信网络运行维护规程(试行)》(中网网运[2006]378号)及《中国电信数据中心机房电源、空调环境设计规范(暂行)》(中国电信[2005]741号)


 

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