通信機房中新風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)的作用分析

楊海平

陜西通信規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司 710065

摘要：新風(fēng)系統(tǒng)是在通信機房和需要散熱的固定場所應(yīng)用效果和實用性得到肯定，是一個應(yīng)用自然風(fēng)達(dá)到節(jié)能減排降低能耗新的系統(tǒng)，其有兩個作用，一是保持房間正壓，給居室或辦公環(huán)境適當(dāng)?shù)男嘛L(fēng)量，保持空氣新鮮，濕度和溫度比較舒適，達(dá)到國標(biāo)每人每小時30立方米要求的新風(fēng)量。另一個作用是節(jié)能，一般用在工業(yè)或商業(yè)領(lǐng)域，例如機房服務(wù)器散熱，需要機房專用空調(diào)制冷來保持機房所需的溫度，秋天、冬天、春天或者過度季節(jié)將室外的低溫空氣處理后引入機房，通過給服務(wù)器散熱，并配備一定的排風(fēng)系統(tǒng)，將機房內(nèi)的熱空氣排出室外，省去了運行機房專用空調(diào)所需的大量能耗，這就是新風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)。本文著重闡述了通信機房降低能源消耗的措施，實施節(jié)能減排工作中采用新風(fēng)技術(shù)措施的情況進(jìn)行重點分析。

關(guān)鍵詞：機房；節(jié)能通風(fēng)；新技術(shù)

一、概述

在運營的通信機房中，隨著設(shè)備不斷增加規(guī)模的不斷擴大，電力能源支出成本在運營總成本中的比例也在逐漸增加。為進(jìn)一步貫徹“節(jié)能降耗、增效節(jié)支”的思想，降低能耗成本，開展通信機房節(jié)能降耗活動將是促進(jìn)公司經(jīng)營效益增長，提高維護(hù)水平的重要途徑。新風(fēng)節(jié)能空調(diào)是一種新型制冷控制技術(shù)，它采用新風(fēng)制冷和新風(fēng)二次降溫雙重制冷工作制式，應(yīng)用了軟件分析和智能控制與機電設(shè)備相結(jié)合的自動控制技術(shù)，以能耗低、制冷量大、功能強，可靠性高、高智能化等性能優(yōu)于以往的傳統(tǒng)空氣調(diào)節(jié)設(shè)備。新風(fēng)節(jié)能空調(diào)根據(jù)周邊環(huán)境和氣候監(jiān)測分析軟件，可自動調(diào)控新風(fēng)制冷或壓縮機制冷的工作制式轉(zhuǎn)換，設(shè)備運行時將盡可能由新風(fēng)制冷（實際能量消耗不及壓縮機能耗的20%）替代壓縮機制冷，可以大幅度減少壓縮機運行頻次和時間，實現(xiàn)高效率的制冷，在地區(qū)干燥的氣候條件下節(jié)能效果顯著。

二、項目實施機房及設(shè)備安裝情況

例如：截止2013年10月份某地完成了6個局房的新風(fēng)節(jié)能技術(shù)改造，共安裝新風(fēng)節(jié)能設(shè)備8套，具體如下：

機房名稱 節(jié)能空調(diào)型號 安裝數(shù)量

1#5樓2G機房 FCX-300B 1

2#5樓3G機房 FCX-400B 1

3#8樓機房 FCX-200B 2

4#機房 FCX-150B 1

5#機房 FCX-150B 1

6#機房 FCX-150B 2

三、通信機房能源消耗的分析及節(jié)能技術(shù)原理

機房節(jié)能技術(shù)的改造是利用新風(fēng)設(shè)備低能耗的制冷工作方式，在保證機房內(nèi)環(huán)境溫度的情況下合理的減輕空調(diào)的制冷壓力，空調(diào)制冷系統(tǒng)節(jié)約下來的電費及日常的維護(hù)成本將是一個可觀的數(shù)字。

根據(jù)中國氣象數(shù)據(jù)共享網(wǎng)（http：//cdc.cma.gov.cn）提供的某地區(qū)氣象數(shù)據(jù)，該市年平均氣溫6.1℃，機房溫度控制在22℃，相對濕度在20%RH。

下表為某地區(qū)近年月平均溫濕度統(tǒng)計：

月份 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月

月均溫（℃） -9.7 -5 0.3 5.9 7.4 15.9 17.6 16.4 11.9 6.2 -1.5 -7.2

月降水（mm） 1.2 2.2 7 19 43 59.2 88.2 74 54.4 20.5 3.9 1.2

為保證機房通信設(shè)備的安全運行，需要保證恒溫恒濕的運行環(huán)境條件。機房通信設(shè)備發(fā)熱量大，一年四季機房空調(diào)消耗電能制冷降溫。而在冬季室外有豐富的自然冷源，安裝新風(fēng)節(jié)能空調(diào)將室外冷空氣采用合理的技術(shù)方法引入機房，達(dá)到為機房降溫的目的，所以，利用室外自然冷源替代機房空調(diào)制冷，具有非常大的節(jié)能潛力和節(jié)能空間。

節(jié)能空調(diào)-新風(fēng)系統(tǒng)的工作原理

智能通風(fēng)節(jié)能設(shè)備是利用室外自然冷源替代機房空調(diào)壓縮機制冷，從而節(jié)約大量電力能源。它不同于普通的通風(fēng)節(jié)能設(shè)備，引入室外新風(fēng)的同時，采用新風(fēng)等焓加濕降溫的技術(shù)，使其EER（能效比）極高，當(dāng)室內(nèi)外溫差8℃時，EER≧15，而一般機房空調(diào)的EER=3左右。所以，采用智能通風(fēng)節(jié)能設(shè)備對機房進(jìn)行節(jié)能改造可以節(jié)約大量的能源。智能通風(fēng)節(jié)能設(shè)備采用先進(jìn)的焓值控制理論，通過控制電動閥門的開關(guān)，實現(xiàn)對室外或室內(nèi)空氣降溫加濕的處理，當(dāng)室外焓值小于室內(nèi)焓值時，將室外空氣引進(jìn)設(shè)備內(nèi)，通過新風(fēng)使水蒸發(fā)降溫的功能，降低機房溫度，由于某地區(qū)氣候干燥，大大增加了智能通風(fēng)節(jié)能設(shè)備開啟時間。

四、實測機房節(jié)能數(shù)據(jù)

1、1#五樓2G機房

原有專用空調(diào)參數(shù)：

空調(diào)型號 風(fēng)量（m?/h） 制冷量（Kcal/h） 功率（KW）

主風(fēng)機 制冷

系統(tǒng) 加濕器

寶華KPR240LW*2 6900*2 20640*2 2.1*2 6.7*2 0

依頓U35M-A 10000 30100 2.7 7.4 0

配置節(jié)能空調(diào)參數(shù)：

空調(diào)型號 風(fēng)量（m?/h） 制冷量（Kcal/h） 功率（KW）

風(fēng)機 水泵 電除塵

FCX-300B*1 30000 116000 7.6 0.12 1.2

注：制冷量為送風(fēng)溫度12℃，機房溫度22℃的制冷量

機房參數(shù)：

總制冷量（Kcal/h） 總風(fēng)量

（m?/h） 單位面積制冷量（Kcal/m?） 換氣次數(shù)

專用空調(diào) 71380 23800 549 40

節(jié)能空調(diào) 116000 30000 892 51

節(jié)能空調(diào)安裝平面圖如下：（俯視圖）

系統(tǒng)能耗分析：

1#五樓2G增值業(yè)務(wù)機房未實施節(jié)能改造前的機房空調(diào)系統(tǒng)的總功率為27.6KW，新安裝的新風(fēng)技能設(shè)備的系統(tǒng)總功率為8.92KW。

2、2#5樓3G增值業(yè)務(wù)機房

原有專用空調(diào)參數(shù)：

空調(diào)型號 風(fēng)量（m?/h） 制冷量（Kcal/h） 功率（KW）

主風(fēng)機 制冷

系統(tǒng) 加濕器

Emerson-CM40 13320*3 30000*3 4.3*3 8.9*3 0

配置節(jié)能空調(diào)參數(shù)：

空調(diào)型號 風(fēng)量（m?/h） 制冷量（Kcal/h） 功率（KW）

風(fēng)機 水泵 電除塵

FCX-400B 40000 175120 12 0.24 2

注：制冷量為送風(fēng)溫度12℃，機房溫度22℃的制冷量

機房參數(shù)：

系統(tǒng) 總制冷量（Kcal/h） 總風(fēng)量（m?/h） 單位面積制冷量（Kcal/m?） 換氣次數(shù)

專用空調(diào) 90000 39960 360 40

節(jié)能空調(diào) 175120 40000 700 40

節(jié)能空調(diào)安裝平面圖如下：

系統(tǒng)能耗分析：

2#五樓3G機房未實施節(jié)能改造前的機房空調(diào)系統(tǒng)的總功率為39.6KW，新安裝的新風(fēng)技能設(shè)備的系統(tǒng)總功率為14.24KW。

3、3#八樓機房

原有專用空調(diào)參數(shù)：

空調(diào)型號 風(fēng)量（m?/h） 制冷量（Kcal/h） 功率（KW）

主風(fēng)機 制冷系統(tǒng) 加濕器

Emerson-CM40 13320 30000 4.3 8.9 0

Emerson-P3080 17188 59512 6.3 16.6 0

Canantal-8AU*2 10200*2 29928*2 2.7*2 7.4*2 0

寶華-10P*2 7900*2 22500*2 2.1*2 6.7*2 0

配置節(jié)能空調(diào)參數(shù)：

空調(diào)型號 風(fēng)量（m?/h） 制冷量（Kcal/h） 功率（KW）

風(fēng)機 水泵 電除塵

FCX-200B*2 20000 87560 6 0.12 1

注：制冷量為送風(fēng)溫度12℃，機房溫度22℃的制冷量

機房參數(shù)：

總制冷量（Kcal/h） 總風(fēng)量（m?/h） 單位面積制冷量（Kcal/m?） 換氣次數(shù)

專用空調(diào) 171868 58808 904 68

節(jié)能空調(diào) 175120 40000 921 48

節(jié)能空調(diào)安裝平面圖如下：

系統(tǒng)能耗分析：

3#八樓機房未實施節(jié)能改造前的機房空調(diào)系統(tǒng)的總功率為73.9KW，新安裝的新風(fēng)技能設(shè)備的系統(tǒng)總功率為7.12KW。

4、4#十五樓機房：

原有專用空調(diào)參數(shù)：

空調(diào)型號 風(fēng)量（m?/h） 制冷量（Kcal/h） 功率（KW）

主風(fēng)機 制冷系統(tǒng) 加濕器

寶華-10P*2 7900*2 22500*2 2.1*2 6.7*2

配置節(jié)能空調(diào)參數(shù)：

空調(diào)型號 風(fēng)量（m?/h） 制冷量（Kcal/h） 功率（KW）

風(fēng)機 水泵 電除塵

FCX-150B 15000 65670 4.4 0.12 0.72

注：制冷量為送風(fēng)溫度12℃，機房溫度22℃的制冷量

機房參數(shù)：

總制冷量（Kcal/h） 總風(fēng)量

（m?/h） 單位面積制冷量（Kcal/m?） 換氣次數(shù)

專用空調(diào) 45000 15800 237 23

節(jié)能空調(diào) 65670 15000 345 30

節(jié)能空調(diào)安裝平面圖如下：

系統(tǒng)能耗分析：

4#十五樓機房未實施節(jié)能改造前的機房空調(diào)系統(tǒng)的總功率為17.6KW，新安裝的新風(fēng)技能設(shè)備的系統(tǒng)總功率為5.24KW。

5、5#通信機房

原有專用空調(diào)參數(shù)：

空調(diào)型號 風(fēng)量（m?/h） 制冷量（Kcal/h） 功率（KW）

主風(fēng)機 制冷系統(tǒng) 加濕器

寶華-10P 7900 22500 2.1 6.7 0

海爾-5P*2 3500*2 10000*2 1*2 3.5*2 0

配置節(jié)能空調(diào)參數(shù)：

空調(diào)型號 風(fēng)量（m?/h） 制冷量（Kcal/h） 功率（KW）

風(fēng)機 水泵 電除塵

FCX-150B 15000 65670 4.4 0.12 0.72

注：制冷量為送風(fēng)溫度12℃，機房溫度22℃的制冷量

機房參數(shù)：

總制冷量（Kcal/h） 總風(fēng)量

（m?/h） 單位面積制冷量（Kcal/m?） 換氣次數(shù)

專用空調(diào) 42500 14900 326 32

節(jié)能空調(diào) 65670 15000 505 32

節(jié)能空調(diào)安裝平面圖如下：

系統(tǒng)能耗分析：

5#15樓機房未實施節(jié)能改造前的機房空調(diào)系統(tǒng)的總功率為17.8KW，新安裝的新風(fēng)技能設(shè)備的系統(tǒng)總功率為5.24KW。

6、6#綜合通信機房

原有專用空調(diào)參數(shù)：

空調(diào)型號 風(fēng)量（m?/h） 制冷量（Kcal/h） 功率（KW）

主風(fēng)機 制冷系統(tǒng) 加濕器

Canantal-8AD*2 10200*2 29928*2 2.7*2 7.4*2

配置節(jié)能空調(diào)參數(shù)：

空調(diào)型號 風(fēng)量（m?/h） 制冷量（Kcal/h） 功率（KW）

風(fēng)機 水泵 電除塵

FCX-150B*2 15000*2 65670*2 4.4*2 0.12*2 0.72*2

注：制冷量為送風(fēng)溫度12℃，機房溫度22℃的制冷量

機房參數(shù)：

總制冷量（Kcal/h） 總風(fēng)量

（m?/h） 單位面積制冷量（Kcal/m?） 換氣次數(shù)

專用空調(diào) 59856 20400 171 16

節(jié)能空調(diào) 131340 30000 375 24

節(jié)能空調(diào)安裝平面圖如下：

系統(tǒng)能耗分析：

6#綜合機房未實施節(jié)能改造前的機房空調(diào)系統(tǒng)的總功率為20.2KW，新安裝的新風(fēng)技能設(shè)備的系統(tǒng)總功率為10.44KW。

五、節(jié)能成效評估分析

根據(jù)新風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)日常運行情況，下面就1#5樓2G機房及4#15樓機房安裝新風(fēng)節(jié)能設(shè)備后的能耗及能耗成本節(jié)約情況進(jìn)行分析。

A、1#5樓2G增值業(yè)務(wù)機房

1、1#5樓2G通信機房環(huán)境特點為：

（1）1#5樓2G機房大樓西南側(cè)，受日光直射，機房溫度偏高。

（2）機房空調(diào)室外機在四樓室外平臺上，室內(nèi)外機管路較長，四樓室外平臺無遮擋物，受造成之中午受日光直射，且四樓室外平臺為3-7層空調(diào)室外機平臺，散熱量較高，室外機散熱不理想。

（3）2G機房設(shè)備安裝較為密集，且多數(shù)設(shè)備為高耗能、高散熱服務(wù)器等設(shè)備。

4月份 1#2G機房采用新風(fēng)節(jié)電量測算

開啟新風(fēng)兩臺空調(diào)停機電流（A） 平均日耗電量（度） 平均月耗電量（度） 耗電金額（0.63元/度） 關(guān)閉新風(fēng)兩臺空調(diào)開機電流（A） 平均日耗電量（度） 平均月耗電量（度） 耗電金額（0.63元/度）

A相 15 69 2495 1572 40 222 6653 4191

B相 12 67 1996 1257 37 205 6154 3877

C相 18 100 2994 1886 36 200 5988 3772

三相合計 45 235 7484 4715 113 626 18794 11840

平均一天節(jié)省電量及金額 391 246

平均一月節(jié)省電量及金額 11310 7125

注：開啟新風(fēng)電流數(shù)據(jù)為連續(xù)3天每天4次測量平均電流，關(guān)閉新風(fēng)電流數(shù)據(jù)為連續(xù)3天每天4次測量平均電流。測量工具為鉗形電流表。2G機房安裝有3臺10P空調(diào)，由于空間不合理機房西面安裝新風(fēng)系統(tǒng)后留有死角，西面一臺空調(diào)未與新風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)動。

2、1#2G機房安裝新風(fēng)設(shè)備后節(jié)能成效評估

（1）在未安裝新風(fēng)系統(tǒng)前機房夏天平均溫度在30攝氏度以上，局部溫度在35攝氏度，由于該機房溫度較高，空調(diào)壓縮機處于長期運行狀態(tài)，在未安裝新風(fēng)系統(tǒng)前空調(diào)發(fā)生多次故障，占用了大量的人力及物力。2012年3月份安裝新風(fēng)系統(tǒng)后平均溫度在27攝氏度左右，降低了空調(diào)設(shè)備使用時間，減少空調(diào)維護(hù)量，大大增加了空調(diào)使用壽命。

（2）2013年4月份對1#2G機房采用新風(fēng)節(jié)電量進(jìn)行測算，該機房在未安裝新風(fēng)系統(tǒng)前機房制冷設(shè)備月平均耗電量在18794度，耗電金額為11840元，安裝新風(fēng)系統(tǒng)后機房制冷設(shè)備月平均耗電量在7484度，耗電金額為4715元.月平均節(jié)電量為11310度，空氣調(diào)節(jié)設(shè)備節(jié)電率為60%。月平均節(jié)耗電金額為7125元，1年年按7個月有效計算，年平均節(jié)電量約49875元。

B、4#15樓機房

4#15樓IDC機房環(huán)境特點為：

（1）IDC機房在大樓西南側(cè)，中午至下午受日光直射，機房溫度偏高。

（2）IDC機房設(shè)備安裝較為密集，且多數(shù)設(shè)備為高耗能、高散熱服務(wù)器等設(shè)備。

2、IDC機房安裝新風(fēng)設(shè)備后節(jié)能成效評估

（1）未安裝新風(fēng)系統(tǒng)前機房夏天平均溫度在27攝氏度以上，局部溫度在29攝氏度，由于該機房溫度較高，空調(diào)壓縮機處于長期運行狀態(tài)，未安裝新風(fēng)系統(tǒng)前空調(diào)發(fā)生多次故障導(dǎo)致通信設(shè)備上報高溫告警，占用了大量的人力及物力。2012年3月份安裝新風(fēng)系統(tǒng)后平均溫度在20攝氏度左右，降低了空調(diào)設(shè)備使用時間，減少空調(diào)維護(hù)量，大大增加了空調(diào)使用壽命。

（2）IDC機房采用新風(fēng)節(jié)能成效分析

根據(jù)用電量系統(tǒng)智能電表采集數(shù)據(jù)分析，該機房未安裝新風(fēng)系統(tǒng)前，機房制冷設(shè)備月平均耗電量在5066度，耗電金額為5066元，安裝新風(fēng)系統(tǒng)后，機房制冷設(shè)備月平均耗電量在3236度，耗電金額為3236元，月平均節(jié)電量為11310度，制冷設(shè)備節(jié)電率為36%。月平均節(jié)耗電金額為1830元，年均節(jié)電量約21960元。

安裝新風(fēng)系統(tǒng)前后機房能耗情況對比

機房名稱 設(shè)備名稱 月份 使用電量（度） 電費金額（元）

安裝新風(fēng)系統(tǒng)前機房能耗情況 4#IDC

機房 制冷設(shè)備 2012年10月 5200.23 5200.23

2012年11月 5118.19 5118.19

2012年12月 6648.14 6648.14

2013年1月 4581.98 4581.98

201年2月 4323.36 4323.36

2013年3月 4522.77 4522.77

月均值 5066 5066

安裝新風(fēng)系統(tǒng)后機房能耗情況 4#IDC

機房 制冷設(shè)備 2013年4月 3228.91 3228.91

2013年5月 2656.35 2656.35