机房空调-乙二醇自然冷却机组通信产业报200811

1、机房空调节能解决方案乙二醇自然冷却节能机纟且 阿尔西制冷工程技术（北京）有限公司陈磊弓丨言在连续几年能源消耗高强度增长、煤电油运全面紧张后，节能降耗已经成为 全社会的共识，节能减排工作已经成为我国的基本国策之一。中国移动网络部对 通信机房中各种用电设备耗电量的统计，空调用电占到机房总用电的50%左右，因而存在较大的节能潜力。在确保机房温度符合其它设备正常运行要求的前提下， 科学有效地降低空调用电，减少电力资源浪费应成为通信机房节能的主要手段。设 法降低空调设备的能耗，特别是常年运行的空调设备能耗，对于能源问题 严峻的 我国具有重要的意义。系统简介机房专用空调大部分是采用压缩机制冷，耗电量非常大

2、，同时一般都需要全 年制冷。因此在机房总耗电量中，专用空调的耗电量一般占通信机房总耗电量的 60%左右，也就是说，专用空调是电量耗损的最大来源。机房专用空调制冷主要 靠 压缩机的运转将系统内的氟利昂从气体压缩成高温高压的液体，在通过室外冷 凝及 室内蒸发，从液态变成气态，吸收室内的热量来达到降温的目的，这样就需 要消 耗大量的电能，并造成大量的温室气体。乙二醇自然冷却节能系统在室外温 度适 宜的时候，实现自然冷却，降低压缩机的工作时间，从而实现节能的目的。工作原理乙二醇自然冷却节能系统利用室外冷源将室内的热量传到室外换热器的空 调机 组。当室内温度高于空调设定温度值时，控制系统发出信号给原风冷

3、机组、乙二醇 机组及水泵，原风冷机组停机，乙二醇机组及水泵开始运转，室外干冷器通电，室外温度传感器反馈干冷器盘管温度信号给干冷器风机， 如果室外散热器 盘管温度高于设置温度，风机启动，低于设置温度，风机停止运转；当室内温度 低 于空调设定温度值，控制系统发出信号，水泵停止工作，室外风机断电，以此 来保 证室内的恒定温度。在保证机房在恒温、恒湿和机房的洁净条件下，达到节 能降耗 的目的。系统组成乙二醇自然冷却系统由室内机组 （包 括：循环风机与自然冷却热交换盘管）、室 外机组（包括：热交换盘管及冷却风 机）、 乙二醇溶液系统（包括：乙二醇水 泵、三通 调节阀、控制器及管路）组成。其中：乙二 醇溶

4、液系统根据现场情况可 以安装于室内或 室外，一般情况下，为节约室内空间，将其 与室外机组集成在一起。该系统也可以做成 一台整体机组（可以最大限度节约室内空 间，并减少安装工作量）,也可以做成两到 三个独立部份（室内机组、室外机组、水泵 与控制）,视安装场地情况而定。热交换盘管.）乙二醇自然冷却节能系统室外机组（冷却风机、乙二醇溶液系（乙二醉水泵.逊调节阀、控制器、室内侧机组与室外侧机组各有一个换热盘管，用管路将这两者连接成封闭环 路。工 作流体经过室内侧的换热盘管时，被室内的空气加热。由于加热后的工 作流体温度 高于室外空气温度，当它循环经过室外侧的换热器时，其热量传递 到室外空气，温 度降低

5、。工作模式水泵室内侧自然冷却盘管自然冷却调节阀风机系统在室内侧机组与室外侧机组各有一个换热盘管，用管路将这两者连接 成 封闭环路。在冬季，工作流体经过室内侧的换热盘管时，被室内的空气加 热。由 于加热后的工作流体温度高于室外空气温度，当它循环经过室外侧的换热器时， 其热量传递到室外空气，温度降低。干式冷却器出风干式冷却器干式冷却器进风部分自然冷却模式当机房专用机组检测到室外气温低于室内气温6到8C时（可设置）， 启动自然冷却系统。此时，水泵启动，室内机组与室外机组的风机 全 速运转。工作流体全部流经室外机（三通阀的A, B接通，C关闭）。 此工作模块为部份自然冷却，可以为室内提供一部份冷量。机

6、房专用 机组的制冷系统根据需要起动，补充冷量的不足。全部自然冷却模式在部份自然冷却过程中，如果室外气温进一步降低，自然冷却系统 的 制冷能力提高，可以满足整个机房的冷量需求，此时机组即工作 在全 部自然冷却状态。当室外温度继续降低，机组的制冷能力大于冷量需求，此时室外风 机转 速降低，调节制冷能力。当转速降到最低值后，根据室外气温 情况，逐 个关闭室外风机。室外风机全部关闭后，如果室外气温还在降低，三通 阀B位逐步关闭，C位逐步打开。主要特点减少冷季压缩机的运行时间，节能效果显著延长压缩制冷空调设备的使用寿命避免了压缩机的低温启动而可能存在的故障全部自然冷却时，压缩制冷停止，降低了机房内噪音自

7、然冷却装置系统、控制简单，故障率低，维修简便与直接引入室外新风的自然冷却方式相比，机房不会受到室外空气的污 染减少冷李压缩机的运行时间独工加Y显系 统.高精度的 空调控制器避免了压缩 机的低温启 动能效比可迖6.0以丄乙二醇机伪不受到 室外空气的 污染全部门然冷却 时，压缩制冷 停I上，系统节能分析在冬季户外环境温度达到乙二醇机组运行条件、且当室内温度高于空调设定 温 度值时，控制系统发出信号给原风冷机组、乙二醇机组及水泵，原风冷机组停 机， 乙二醇机组及水泵开始运转，室外干冷器通电，室外温度传感器反馈干冷器 盘管温度 信号给干冷器风机，如果室外散热器盘管温度高于设置温度，风机启动，低于设置温

8、 度，风机停止运转；当室内温度低于空调设定温度值，控制系统发出信号，水泵停 止工作，室外风机断电，以此来保证室内的恒定温度。在乙二醇机 组单独运行不能保 证机房的温度控制要求时，原风冷机组自动投入补充运行。当春秋季节，室外温度高于5 C时，乙二醇系统不能100%满足室内温度控制要 求时，空调压缩机系统启动，来保证室内恒定温度；如室内温度达到原设备设定点的 控制要求，压缩机停止工作，室外温度低于5C时，乙二醇系统开始启 动，来保持室 内恒定温度，以达到省电的目的。如果乙二醇机组单独运行不能保 证机房温度的控 制，原风冷机组自动投入补充运行。(1) 节能趋势图不同室外气温时的节能比例趋势图(对具有

9、最咼负荷85%勺稳定热负荷机房)在坏境温度为10C时，可以节省35流右的能耗 环境温度在5C 时，可以节省75流右的能耗 机房热负荷随着室外温度的降低而降7060-40-w201005051015_室外空气逐度tC低，因此，实际节能比例更高(2) 城市节能对比从三个城市的节能比例对比图可以看出，三个城市在一年中可以有 个月使用 乙二醇自然冷却机组达到节能的效果，并且在哈尔滨应用该机组的节能效果 最好，节能比例最大，高达70%左右，说明室外温度相对低的地区使用乙二 醇自然冷却机组的节能效果更为显著，可以在长时间内利用室外低温环境， 关闭压缩机制冷，利用乙二醇循环实现自然冷却。系统节能实例以某电信

10、运营商内蒙分公司为例，涉及12个盟市如呼和浩特、包头、呼伦贝尔 等市 的热负荷大的核心机房，现有机房空调179台，需要改造机房精密空调73台，改造费用为983.469万元。暑!乌海彦淖尔多斯包头和浩特兰察赤峰林郭淬兴安呼尔 阿矿布勒空调类型制冷量单内风机功率数量单压缩机 冰泵)功率数量加湿功单外风机数总功率率功率CM60AR空调(普通)57.9KW2.2KW28KW25.6KW1.5KW330.5KW乙二醇空调56.1 KW2.55KW23KW15.6KW1.1 KW317KW备注：制冷量的环境条件为：24 度 dB,50%RH。以60KW的空调为例，设空调每天有2/3时间运行80706050

11、40302010(1)乙二醇空调理论上节电率为：(30.5-17)/30.5=44.3%,平均节电率为35%二种空调耗电比率为：17/30.5=55.7%(2) 乙二醇空调年平均开启时间为200天a) 乙二醇空调200天消耗电量:17KW*73台*24小时/台检00天*2/3=397万度相同制冷量普通空调需要消耗电量为：5956800/55.7%*2/3=713万度b) 改造后一年节约的电量：713-397=316万度(3) 全区平均每度电0.6元，一年节约电费：0.6元/度*316=190万元因乙二醇空调的使用，普通空调的使用寿命(10年)延长了 4.5年 在10年内，投入983万元的费用，扣除所有支出，