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通信电源
机房专用空调机冷凝器改造
文章来源:本站原创  发布时间:2014-08-08  浏览次数:680

机房专用空调机冷凝器改造


张玉富

(中国联合网络通信有限公司锦州市分公司网络维护中心   邮编:121000)

摘要:阐述了超过使用年限专用空调机的节能改造方案,通过改造前后的数据分析,既为企业节约了投资成本, 又为企业节约了能源及运行成本,使改造后的机房专用空调机运行稳定、可靠、节能、高效。

关键词:专用空调机  节能  冷凝器  成本   改造

 

1、 可行性及必要性

锦州网通分公司天安、枢纽楼通信机房所使用的海洛斯机房专用空调机,安装运行了10年,对于整台机组来说尽管室内机组控制系统和压缩机、室内蒸发器及室内主风机的运转状况甚佳,完全可以继续良好的运转一个周期,但由于室外冷凝器盘管铜管内部自然形成热阻油膜,受环境污染,散热翅片集灰,经日晒和酸雨的不断侵蚀,散热翅片严重腐蚀老化,冷凝器的散热量减少,散热效率只能达到原来的70%左右,因此空调的制冷量急剧下降,而且噪音增大,故障发生率频繁,电量消耗激增,频繁出现高压保护和高压告警故障,空调的运行效率降低,甚至正常稳定运行都没有保证,也给通信设备的正常运行带来隐患。由于改革开放经济的大发展,信息时代的前进,通信市场出现了史无前例的竞争,相继出现了多家运营企业,在高效的市场竞争中,降低运营成本,让原有设备继续增值服务,是运营企业必须考虑的问题。如果重新购置4台机房专用空调,所需费用为60万元。为了保证空调设备的正常运行,节约投资成本,同时达到节能降耗目的,对空调冷凝器进行更新改造,4台机房专用空调的改造只投资6万就解决了存在的问题,在实现了空调正常运行、制冷效果得到改善的基础上,节电效果在8%以上。

2、 冷凝器更新改造

冷凝器的更新改造内容包括:室内机蒸发器的清洗,更换干燥过滤器,更新室外冷凝器。费用包括:专用空调系统调试、检漏、保压、清洗管道、抽真空、运行检测、铜管、保温管、铜管弯头、焊条、氮气、乙炔、氧气和各种辅助材料等。冷凝器是根据事内设备的制冷量配置的,同时也根据环境温度进行配置。

2.1机房专用空调改造的前提条件

一般来说,使用10年以上,且室内机组控制系统和压缩机系统完好。因

为这些已达到更新报废周期的空调机,重新投资费用较大,进行改造后可大幅度节约资金,其次可以延长空调机的使用寿命5年。

2.2改造前所做的工作

具有一定实践经验的空调技术人员在改造前要去现场检测设备运行数据,根据数据做出判断,整台机组的运行的实际状况,室内机组的完好率,需要更换室外冷凝器的型号,冷凝器安装的位置,做出具体的改造方案。

2.3机房空调回风量的测量

我们以机房的U55空调机组为例,测量空调机组的回风量。

把空调机组的回风口均匀分割成8等分,利用转轮式风速仪在8个分割区域中心点测量风速值并记录下来(详见下表)

表格:U55空调机组回风风速测量值,单位:m/s




利用以上数据计算出回风口的平均风速:=[Σ(v)]/N =1.84m/s;再利用卷尺测量出空调回风口的长边和短边长度:2.4米 * 0.6米,则回风口面积:S=1.44平方米。

推算出该空调机组的回风量(体积流量):L =  * S =2.65(m³/s),折算出质量流量 =  * ρ(密度)= 2.65*1.2 = 3.18(kg/s)。

主要测试仪器:香港生产的SMART SENSOR 数码转轮式风速仪,型号:AR826

2.4机房空调送、回温湿度值的测量。

把空调温度设定点设低(低于机房当前温度2℃以下),观察空调电脑显示屏,当两台压缩机均启动后,用数码温湿度仪对空调的送风和回风口的温湿度值进行测定。详见测试数据登记表,现摘抄如下:

空调机组开启两台压缩机时的送回风温湿度值

         




以上空气焓值为查找中国建筑工业出版社发行的《高等专科学校试用教材:空气调节》附录1-2之湿空气焓湿图所得数据。则,可推算出空调处理空气的焓差值:Δi = 39.83-27.27 = 12.56(kJ/kg干空气)。

2.5、计算出机房空调的实际制冷量

根据上述两个步骤的测试和计算,可以计算出‘U55’机组的实际制冷量:Q =  *Δi = 3.18 kg/s * 12.56 kJ/kg干空气 = 40(KW)。

与该型号(海洛斯U55)空调的名义制冷量52.9KW相比,制冷量出现以下衰减率:(52.9-40)/52.9= 23% 。

发生制冷量衰减的原因分析:

①制冷系统的运行年限长,脏堵现象,影响机组制冷量的产出;

②空调压缩机的往复式活塞环出现磨损,导致压缩机的容积效率严重降低;

③室外冷凝器脏堵,散热效果不佳,降低了制冷系数;

④蒸发器翅片表面长时间未保养,发生钝锈,降低了蒸发器与空气之间的传热系数。

所以: 通过改善以上衰减的原因,从而提高制冷效果,同时降低能耗.

2.6冷凝器选择

方案(1):在空调原有的冷凝器基础上加装全新的冷凝器

方案(2):全部更新为全新的冷凝器

加装的冷凝器的排热量功率要比原来的小,在安装的过程中一定要把加装的冷凝器与原来的冷凝器串联起来。同时对压力控制器的压力进行合理调整,避免冬天出现低压现象。

更新的冷凝器散热面积一定要比原来的大。主要用于弥补原来冷凝器的老化及环境温度升高给冷凝器造成增加的热交换负荷,从而达到室内外机匹配的换热量。

例如:现有空调存在制冷效果不好的现象,如空调制冷量为48160Kcal/h(环境温度35度,室内温度24度,湿度50%RH)约合56KW,两台压缩机的输入功率为2*7.5=15KW,风机的输入功率为4.4KW,室内的热交换量为56KW,室外机按环境温度35度应配置换热能力为56KW的冷凝器,考虑到实际环境温度较高,应按40度配置并留有一定的富余量,应配置换热能力为66KW的冷凝器。考虑到节省电能资源并保证空调的正常运转,鉴于原冷凝器压力高,冷凝温度在55度,现把冷凝器更新,把冷凝器温度降到45度。经查R22制冷剂每过冷度,它的制冷量会相应增加15Kcal/r3,所以在空调能耗一定时提高空调的过冷度,来增加空调的能效比.

2.7改造后冷凝器的再利用问题

一般来说,改造下来的冷凝器不可以和新冷凝器串联使用,由于改造下来的冷凝器盘管铜管内部自然形成的热阻油膜,散热翅片出现锈蚀、结垢、倒塌老化等原因,使冷凝器的散热量面积减小、风阻量增大等情况,散热效率低。若空调室外机的换热能力小于室内机散热所需的换热量,则制冷系统必然经常出现高压告警现象或空调工作小于标准制冷量,而且电机几乎全速运转,耗电量增大,因此使用价值不大。

但是改造下来的冷凝器,外风机电机和压力控制器更新冷凝器时可以再利用,每台可以节约投资8000元人民币,只需要购买冷凝器外壳即可。由于进口冷凝器的价钱要比国产冷凝器的价格高的多,因此建议使用国产同型号的冷凝器,具有同样的制冷效果。

3、 机房专用空调机进行冷凝器更新改造前后数据比较








   经过测算,机房专用空调进行冷凝器改造后,可节电8%

如果对4台专用空调机进行更换,设备及安装费为60万元,而改造费用为6万元。改造费用只有整机更新的10%,节约投资效果非常明显。

4、 冷凝器更换后的效果说明

经更换后的冷凝器由于散热量增大,制冷效果加强,压缩机和冷凝电机运转恢复额定值。

经更换后的室外冷凝器使用寿命8年,厂商保证5年,整机预期延长使用寿命5年。这样不仅节约了运行成本,也延长了使用寿命。

更换后的冷凝器比更换前的冷凝器的散热效率大大提高了,压缩机、室内风机、冷凝器风机工作电流恢复正常运行实际数值,耗电量也大幅度减少,经量测可节能10%以上。制冷效果也得到了提高,保证了通信设备的安全运行,改造后的专用空调机没有出现压缩机高压告警、保护停机等故障,同时也减少了维护成本。

5、 结论

从以上分析比较可以得到的结论是:专用空调机节能改造不仅可以大幅度节省投资成本,而且改造后的机房专用空调机运行稳定、可靠、节能、高效。既能满足通信机房环境温、湿度要求,又为企业节约了能源及运行成本。

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