自然冷源在通信机房中的新型节能应用

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1、自 然 冷 源 在 通 信 机 房 中 的 新 型 节 能 应 用杨 攀 、 吴 俊 、 侯 宁 、 刘 礼 庚（ 中 国 移 动 通 信 集 团 广 西 有 限 公 司 ， 广 西 南 宁 ）摘 要 ： 随 着 通 信 网 络 规 模 不 断 扩 大 ， 节 能 减 排 已 成 为 通 信 业 务 发 展 的 一 个 重 要 方 面 。 文 中 创 新 性 的 将 自 然 冷 源 概 念 引 入 通 信 机 房 降 温 过 程 中 ， 设 计 了 新 型 的 智 能 换 热 系 统 ， 通 过 在 通 信 机 房 的 应 用 及 数 据 分 析 ， 可 以 发 现 该 系 统 在 节 能 减

2、 排 方 面 表 现 出 了 较 好 的 性 能 。关 键 词 ： 自 然 冷 源 ； 智 能 换 热 系 统 ； 节 能 ； 减 排 前 言随 着 我 国 经 济 的 快 速 发 展 ， 能 源 紧 张 问 题 日 益 突 出 ， 通 信 网 络 规 模 的 不 断 扩 容 ， 特 别 是 通 信 机 房 单 位 面 积 设 备 功 耗 的 不 断 增 加 ， 造 成 主 设 备 运 行 能 耗 逐 年 上 升 ， 通 信 机 房 的 制 冷 系 统 能 耗 持 续 升 高 ， 已 占 据 通 信 机 房 用 电 总 量 的 很 大 一 部 分 。 因 此 ， 如 何 节 约 通 信 机 房

3、 能 耗 已 成 为 通 信 发 展 与 提 高 通 信 业 务 负 载 能 力 的 一 大 重 要 课 题 。新 型 的 智 能 换 热 系 统 利 用 室 外 自 然 冷 空 气 ， 通 过 智 能 控 制 器 将 外 部 冷 空 气 经 过 净 化 处 理 直 接 引 入 设 备 ， 在设备内部通过 隔 离 的 显 热 交 换 芯 体 与 机 房 内 部 热 空 气 进 行 交 换 ， 排 出 机 房 内 部 热 量 的 空 气 调 节 系 统 。 该 系 统 在 本 身 不 带 任 何 制 冷 元 件 的 条 件 下 实 现 室 内 风 冷 降 温 ， 从 而 在 确 保 机 房 设

4、备 正 常 运 行 的 前 提 下 ， 尽 可 能 减 少 空 调 的 运 行 时 间 ， 达 到 节 约 电 能 的 目 的 。 自 然 冷 源 节 能 原 理图 智 能 换 热 系 统 原 理 图 自 然 冷 源 应 用 环 境 及 智 能 换 热 系 统 设 计 应 用 环 境实 验 地 点 为 广 西 桂 林 某 三 层 通 信 机 房 ， 机 房 总 面 积 约 为 ， 机 房 层 高 ， 地 板 高 度 ， 梁 下 净 高 （ 气消管底离机房 地 面 ） 。 机 房 的 通 信 设 备 采 用 面 对 面 方 向 布 置 的 方 式 ， 目 前 该 机 房 通 信 设 备 区 域

5、配 套 台 恒 温 恒 湿 机 房 专 用 空 调 ， 单 台 总 冷 量 为图 为 智 能 换 热 系 统 原 理 图 。 智 能 换 热 系 统 通 过 ， 显 冷 量 ， 风 量 均 采 用 地 板引 入 低 温 的 室 外 空 气 ， 排 出 高 温 的 室 内 空 气 ， 减 少 机 房 下 送 风 方 式 ，。 电 力 电 池 室 区 域 配 套 台 恒 温 恒 湿 机 房空调运行时间 ， 从 而 达 到 节 能 的 目 的 。 本 工 程 采 用 机 房智能换热系统 ， 通 过 智 能 控 制 器 实 时 监 测 室 内 室 外 温 度 湿 度 。 当 室 外 温 度 低 于 某

6、 个 设 定 值 ， 控 制 器 开 启热交换 ， 关闭机房 空 调 达 到 节 能 效 果 。 在 确 保 机 房 环 境的前提下 ， 依据室 内 外 温 湿 度 ， 控 制 风 机 、 空 调 的 切专 用 空 调 ， 单 台 总 冷 量 为 ， 显 冷 量 ， 风 量 ， 采 用 风 管 上 送 风 方 式 。 设 计 参 数设 计 参 数 见 表 、 表 。表 设 计 参 数换 运 行 。 空 调 计 算 干 球温 度 通 风 计 算 干 球温 度 夏 季 空 调室 外 计 算 冬 季 空 调计 算 相 对 冬 季 空 调日 平 均在 智 能 热 交 换 器 内 除 风 机 外 还 设

7、 置 有 空 气 空 气 冬 季 夏 季 冬 季 夏 季 湿 球 温 度 湿 度 计 算 温 度热 交 换 芯 体 ， 机 房 内 空 气 经 过 热 交 换 后 仍 送 入 房 内 ， 而机 房 外 空 气 经 过 热 交 换 芯 体 后 再 排 出 机 房 外 ， 在 热 交 换 芯 体 内 机 房 内 外 的 空 气 进 行 热 量 的 交 换 ， 低 温 室 外 表 室 内 设 计 参 数夏 季 冬 季空 气 吸 收 室 内 空 气 的 热 量 变 成 中 高 温 空 气 仍 排 出 室房 间 名 称 备 注温 度 （ ） 湿 度 （ ） 温 度 （ ） 湿 度 （ ） 外 ， 也 即

8、 机 房 内 的 热 量 随 机 房 外 的 空 气 排 出 房 外 ， 而 高温 室 内 空 气 在 热 交 换 芯 体 内 将 热 量 交 换 给 室 外 空 气 后 变 成 中 低 温 空 气 再 送 回 室 内 。 由 于 在 热 交 换 芯 体 内 这 两 股 空 气 是 被 金 属 传 热 壁 隔 离 ， 机 房 外 空 气 不 会 进 入 机 房 内 ， 除 温 湿 度 外 不 会 对 室 内 空 气 带 来 其 它 影 响 。三 层 传 输 机 房 全 年 供 冷 新 风 量 的 计 算 方 法根 据 机 房 设 备 运 行 的 要 求 ， 机 房 内 所 要 求 的 环 境

9、参 数 设 为 ： 温 度 ， 相 对 湿 度 ， 查 空气 焓 湿 图 得 焓 ， 含 湿 量 （ 干 空 气 ） 。 适 合 智 能 换 热 机 组 运 行 的 室 外 环 境 参 数 设 定 为 ： 温 度 ， 相 对 湿 度 ， 查 空 气 焓 湿 图 得 焓 ， 含 湿 量 （ 干 空 气 ） 。焓 差 ， 含 湿 量 差 （ ） （ 干 空 气 ） （ 干 空 气 ） 。新 风 量 计 算 公 式 如 下 ：（ ） （ ）式 中 ， 为 通 信 设 备 产 生 的 热 量 ； 为 空 气 密 度 ， 三 层 机 房 远 期 规 划 设 备 的 功 耗 分 布 情 况 ： 直 流 设

10、备 功 耗 为 ： ， 交 流 设 备 功 耗 为 ： ； 按 设 备 功 耗 全 部 转 化 为 热 量 计 算 ， 设 备 冷 负 荷 为 ： （ ） ； 新 风 量 （ ） （ ） 。综 合 考 虑 设 备 所 需 新 风 量 和 机 房 内 外 的 可 安 装 位 置 等 因 素 ， 并 参 考 智 能 换 热 机 组 的 产 品 规 格 ， 本 设 计 建 议 放 置 套 智 能 换 热 系 统 ， 采 用 地 板 下 送 风 系 统 ， 单 套 风 量 为 。 智 能 换 热 系 统 开 启 后 联 动 关 闭 部 分 机 房 恒 温 恒 湿 空 调 ， 从 而 降 低 机 房 耗

11、 电 量 。 智 能 换 热 系 统 设 计根 据 机 房 平 面 布 置 ， 拟 安 装 套 智 能 换 热 系 统 ， 通信 设 备 区 配 套 台 下 送 风 机 组 。 智 能 换 热 系 统 均 于 机 房 室 内 布 置 ， 机 房 内 空 气 经 过 热 交 换 后 仍 送 入 房 内 ， 机 房 外 空 气 经 过 热 交 换 芯 后 再 排 出 机 房 外 ， 在 热 交 换 芯 内 机 房 内 外 的 空 气 进 行 热 量 交 换 ， 低 温 室 外 空 气 吸 收 室 内 空 气 的 热 量 变 成 中 高 温 空 气 后 排 出 室 外 。 室 外 侧 新风为下部进风

12、 ， 上 部 排 风 ， 保 证 进 风 温 度 ； 通 信 设 备 室 内 侧 为 地 板 下 送 风 ， 机 组 上 部 回 风 。控 制 系 统 由 四 大 部 分 组 成 ： 温湿度控制回路 ： 能 对 室 内 外 温 度 、 湿 度 控 制 。 空 调 控 制 回 路 ： 与 通 信 机 房 精 密 空 调 系 统 进 行 联 动 ， 控 制 精 密 空 调 的 启 停 。 消 防 联 动 控 制 ： 新 风 管 和 排 风 管 穿 越 机 房 处 设 置 全 自 动 防 火 阀 ， 火 灾 报 警 时 应 瞬 间 关 闭 ， 智 能 换 热 机 组 能 与 消 防 联 动 ， 全

13、自 动 防 火 阀 关 闭 后 ， 联 动 机 组 风 机 停 止 运 行 。 新 增 的 智 能 换 热 系 统 根 据 温 湿 度 控 制 启 停 ， 并 联 动 启 闭 相 应 的 机 房 空 调 机 组 ， 把 经 冷 却 后 的 冷 风 送 到 通 信 机 房 内 ， 以 消 除 设 备 产 生 的 散 热 量 。 由 于 智 能 换 热 系 统 机 组 耗 电 量 远 低 于 相 同 显 冷 量 的 机 房 专 用 空 调 设 备 ， 故 在 低 温 季 节 里 智 能 换 热 机 组 设 备 运 行 时 ， 机 房 空 调 的 总 耗 电 量 将 会 明 显 减 少 ， 通 过 减 少 机 房 专 用 空 调 开 启 台 数 ， 降 低 能 耗 与 运 行 成 本 ， 从 而 产 生 良 好 的 经 济 与 社 会 效 益 。其他设计参数 ： 新 增 的 台 智 能 换 热 机 组 需 同 步 接 入