通信機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)探討

徐云龍

（華能吉林發(fā)電有限公司九臺(tái)電廠，吉林 長(zhǎng)春 130501）

0 引 言

作為電力行業(yè)，節(jié)約電能是節(jié)能的主要工作，可以通過(guò)節(jié)約用電來(lái)降低運(yùn)營(yíng)成本。通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析可以發(fā)現(xiàn)，電力行業(yè)的電能消耗主要出現(xiàn)在機(jī)房空調(diào)消耗上，機(jī)房耗電量一般占據(jù)了總電量的1/2。通過(guò)節(jié)能消耗降低企業(yè)成本是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工作，也是提高企業(yè)效益和可持續(xù)發(fā)展能力的重要途徑。企業(yè)要將節(jié)能融入到日常工作的各個(gè)環(huán)節(jié)，從而逐步建立一個(gè)以能源消耗和節(jié)約的管理體系，通過(guò)對(duì)能耗的有效控制提高能源利用率，建設(shè)節(jié)約型通信網(wǎng)絡(luò)，降低企業(yè)資金投入和開(kāi)支。

1 當(dāng)前電力行業(yè)的機(jī)房能耗現(xiàn)狀分析

隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的不斷成熟，我國(guó)電力行業(yè)也在飛速發(fā)展，電力行業(yè)的用電成本也在不斷上漲，能量的巨大消耗嚴(yán)重影響了電力行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和業(yè)務(wù)發(fā)展。一般來(lái)說(shuō)，電能消耗主要包括日常工作的用電消耗和通信網(wǎng)絡(luò)用電兩個(gè)部分，通信機(jī)房的消耗主要是用電和用油，其中電耗占電力行業(yè)用電的4/5，主要分為通信設(shè)備用電和機(jī)房環(huán)境的用電。關(guān)于通信設(shè)備的用電，一般只占總用電量的3/10左右。當(dāng)前的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備層出不窮，因此耗電量也沒(méi)有準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)。但是，必須要保證通信設(shè)備的用電量，只能從機(jī)房環(huán)境來(lái)進(jìn)行能量消耗的管理，機(jī)房中的用電主要包括機(jī)房照明、空調(diào)的制冷和制熱過(guò)程。其中，照明只占10%左右，而空調(diào)運(yùn)作產(chǎn)生的電能消耗則達(dá)到了總用電量的60%，機(jī)房通過(guò)空調(diào)設(shè)備來(lái)保證通信設(shè)備的正常運(yùn)行。從調(diào)查的實(shí)際情況來(lái)看，機(jī)房環(huán)境的節(jié)能很有執(zhí)行力度，降低空調(diào)能耗成為了機(jī)房節(jié)能的重點(diǎn)。

2 機(jī)房氣流分布和空調(diào)運(yùn)作原理

2.1 機(jī)房氣流分布

對(duì)機(jī)房氣流分布的研究是解決機(jī)房通風(fēng)不合理的前提，機(jī)房氣流的合理分布是機(jī)房能否擁有良好節(jié)能效果的關(guān)鍵。氣流在房間內(nèi)部的分布主要包括機(jī)房整體環(huán)境氣流組織和機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)創(chuàng)造出來(lái)的氣流組織。因此，要考慮機(jī)房氣流的合理分布。就目前來(lái)說(shuō)，向上送風(fēng)是機(jī)房空調(diào)主要的送風(fēng)方式，或者采用發(fā)動(dòng)機(jī)罩和管道來(lái)對(duì)空氣進(jìn)行輸送，但是較大的空調(diào)設(shè)備由于房間內(nèi)部分布不均易導(dǎo)致房間內(nèi)空氣流動(dòng)的熱源集中產(chǎn)生大量的負(fù)荷，而熱量無(wú)法及時(shí)散發(fā)致使局部發(fā)熱[1]。

想要解決房間冷熱空氣交替不均勻而導(dǎo)致的局部過(guò)熱情況，可以采用通過(guò)地板送風(fēng)來(lái)促進(jìn)室內(nèi)的空氣流動(dòng)。地板送風(fēng)可以使機(jī)房?jī)?nèi)空氣流動(dòng)更加高效，從而達(dá)到節(jié)能的效果。根據(jù)實(shí)際地下送風(fēng)的案例分析可知，通過(guò)地下送風(fēng)方式可以比原本傳統(tǒng)的向上送風(fēng)方式節(jié)能20%左右，效果十分明顯。在地下送風(fēng)工程應(yīng)用中要注意以下幾個(gè)方面：地板以下除了消防用線(xiàn)只能用來(lái)透風(fēng)，不可以布置其他的線(xiàn)纜；地下的送風(fēng)間隔應(yīng)小于15 m，超過(guò)15 m的部分可以采用安裝地下輸送管進(jìn)行遠(yuǎn)距離通風(fēng)；排擠層下時(shí)，要保持有效的凈空高度標(biāo)準(zhǔn)在350～500 mm。此外，在具體工程實(shí)施時(shí)，還應(yīng)該進(jìn)行針對(duì)性的研究，從而保證解決機(jī)房環(huán)境問(wèn)題的科學(xué)化[2]。

2.2 設(shè)備問(wèn)題導(dǎo)致的通風(fēng)不暢

要求機(jī)房需要有良好的通風(fēng)裝置，因?yàn)橥L(fēng)不暢也會(huì)導(dǎo)致機(jī)房空調(diào)產(chǎn)生的熱量無(wú)法進(jìn)行高效排放，空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量只有及時(shí)地散發(fā)在空氣中才能保證空調(diào)設(shè)備的正常運(yùn)作，同時(shí)減少機(jī)房空調(diào)的故障和報(bào)廢情況。當(dāng)前通信機(jī)房通風(fēng)設(shè)備存在的問(wèn)題如下：第一，空調(diào)機(jī)箱的通風(fēng)孔少，有的機(jī)箱在前面也開(kāi)設(shè)了空氣過(guò)濾器，導(dǎo)致冷空氣進(jìn)入存在很大阻力；第二，機(jī)房的設(shè)備眾多，物品堆放密集，導(dǎo)致空氣流通的通道過(guò)窄，同時(shí)也阻礙了機(jī)房?jī)?nèi)部的空氣循環(huán)；第三，空調(diào)內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)計(jì)不夠先進(jìn)，內(nèi)部熱氣無(wú)法暢通流出，降低了空調(diào)自身的壽命，也無(wú)法起到良好的散熱效果；第四，普通空調(diào)無(wú)法安裝風(fēng)扇或者其他散熱設(shè)備，只能通過(guò)強(qiáng)制措施對(duì)其進(jìn)行散熱，在一定程度上加大了機(jī)房的用電程度和空調(diào)設(shè)備的承載能力。因此，針對(duì)空調(diào)本身的通風(fēng)問(wèn)題，可以從機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)的前期研發(fā)入手，對(duì)空調(diào)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。例如，增加空調(diào)設(shè)備排風(fēng)孔的數(shù)量，加快空氣氣流的流通；在空調(diào)發(fā)熱明顯的地方增加相應(yīng)散熱方式，取代一些強(qiáng)制散熱的措施。

3 空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的主要措施

3.1 運(yùn)用變頻技術(shù)節(jié)能

變頻技術(shù)是通過(guò)把直流電逆變成為其他不同頻率的交流電或者反過(guò)來(lái)逆變的一種技術(shù)，在變頻過(guò)程中只產(chǎn)生電流頻率的變化，不產(chǎn)生電能的消耗，在電機(jī)節(jié)能的過(guò)程中得到了廣泛應(yīng)用。在空調(diào)系統(tǒng)中利用變頻技術(shù)一方面可以降低開(kāi)關(guān)的消耗，另一方面也能提高低頻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的能量消耗。變頻技術(shù)在空調(diào)系統(tǒng)中的運(yùn)用已十分廣泛，目前出現(xiàn)的變頻節(jié)能技術(shù)主要有以下兩種。第一，中央空調(diào)水系統(tǒng)變頻調(diào)速節(jié)能方式。在中央空調(diào)系統(tǒng)耗電量中，空調(diào)水泵的耗電量占據(jù)15%～30%，可以看出水泵節(jié)能的潛力巨大。采用變頻技術(shù)控制水泵運(yùn)行工作，是目前中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造的一個(gè)主要手段。由于室內(nèi)外空氣的溫度和濕度不斷變化，因此空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷程度也是不固定的，全年的變化可以上升到50%。而水泵的運(yùn)作則是當(dāng)所需流量減少時(shí)，水泵轉(zhuǎn)速降低，其發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需的功率會(huì)按照水泵轉(zhuǎn)速的三次方進(jìn)行減少，大大降低了電能消耗。第二，機(jī)房專(zhuān)用空調(diào)壓縮機(jī)變頻方式。和平時(shí)日常見(jiàn)到的民用空調(diào)一樣，傳統(tǒng)的機(jī)房空調(diào)由于供電頻率固定，因此壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速也基本固定，室內(nèi)的溫度主要是利用壓縮機(jī)的開(kāi)關(guān)機(jī)制進(jìn)行調(diào)整，此運(yùn)作方式易導(dǎo)致室內(nèi)的溫度無(wú)法穩(wěn)定，忽高忽低，增加了耗電量。因此，機(jī)房專(zhuān)用空調(diào)的壓縮機(jī)變頻技術(shù)就是使用在壓縮機(jī)上，利用變頻器改變壓縮機(jī)的供電頻率，調(diào)節(jié)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速率穩(wěn)定室內(nèi)溫度。以最大功率最大風(fēng)力進(jìn)行啟動(dòng)，迅速進(jìn)行室內(nèi)溫度的降低或提升，達(dá)到預(yù)定溫度后壓縮機(jī)便開(kāi)始在低轉(zhuǎn)速、低能耗的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，不僅可以穩(wěn)定室內(nèi)溫度，也避免了頻繁開(kāi)啟和關(guān)閉壓縮機(jī)導(dǎo)致的設(shè)備損壞，大大降低了耗電量。

然而，變頻技術(shù)的核心原理是高頻脈寬調(diào)節(jié)技術(shù)，安裝了變頻器的空調(diào)系統(tǒng)相當(dāng)于增加了一個(gè)諧波源，空調(diào)系統(tǒng)本身的功率很大，會(huì)對(duì)通信電源低壓配電系統(tǒng)產(chǎn)生一定程度的諧波干擾和電磁干擾。因此，中央空調(diào)水系統(tǒng)在使用變頻調(diào)速節(jié)能方式時(shí)，應(yīng)將空調(diào)系統(tǒng)與通信設(shè)備的低壓配電分隔開(kāi)，機(jī)房專(zhuān)用空調(diào)壓縮機(jī)注意與通信設(shè)備之間應(yīng)保持一定的距離，并采取一定的措施做好電磁防護(hù)。

3.2 其他空調(diào)節(jié)能技術(shù)

3.2.1 冷水機(jī)組空調(diào)水處理

空調(diào)水系統(tǒng)水管中的水垢、空氣腐蝕對(duì)冷水機(jī)組的制冷系統(tǒng)影響較大，是造成空調(diào)高耗能的原因之一。因此，需要定期對(duì)空調(diào)的水系統(tǒng)進(jìn)行水處理，以降低能耗，提高空調(diào)的工作效率。處理空調(diào)水可以在空調(diào)的水系統(tǒng)中增加緩蝕劑，或者利用高頻多端磁場(chǎng)對(duì)冷卻水進(jìn)行處理來(lái)清潔和保養(yǎng)空調(diào)水系統(tǒng)。

3.2.2 利用新風(fēng)系統(tǒng)

新風(fēng)系統(tǒng)是利用自然冷源的一種手段，工作原理是將機(jī)房室外的空氣作為冷源，當(dāng)室外溫度低于室內(nèi)溫度并且到達(dá)一定程度時(shí)，通過(guò)通風(fēng)方法可以將機(jī)房?jī)?nèi)的熱量散發(fā)出去，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度的降低。這種方法減少了空調(diào)的使用時(shí)間，并達(dá)到了節(jié)能的目的。主要有兩種方式，第一是自然通風(fēng)，直接讓室外的新風(fēng)進(jìn)入機(jī)房室內(nèi)，機(jī)房環(huán)境受室外環(huán)境的直接影響，但是要注意保證機(jī)房?jī)?nèi)部的溫度、濕度和清潔度；第二是熱交換新風(fēng)，利用室外新風(fēng)作為冷源帶走室內(nèi)的熱量，但是室外的空氣不能直接進(jìn)入機(jī)房室內(nèi)，是一種隔絕換熱的方法。

3.2.3 利用空調(diào)冷凝器

空調(diào)冷凝器即空調(diào)外機(jī)，安裝時(shí)應(yīng)注意要安裝到背陰面，注意避免陽(yáng)光直射，保證外機(jī)的散熱通風(fēng)能夠通暢，避免空氣循環(huán)不暢導(dǎo)致的短路。當(dāng)空氣冷凝器與排氣方向呈水平關(guān)系時(shí)，注意方向要與當(dāng)?shù)氐募撅L(fēng)風(fēng)向相同。冷凝器與空調(diào)內(nèi)機(jī)的鏈接不能過(guò)長(zhǎng)，通風(fēng)管不能彎曲，要對(duì)通風(fēng)管做好隔熱保溫工作。

3.2.4 蒸發(fā)器節(jié)能

與空調(diào)冷凝器很像，蒸發(fā)器節(jié)能也是通過(guò)增加清潔或更換過(guò)濾網(wǎng)的頻率進(jìn)行節(jié)能，保持空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部的清潔度，合理組織散熱氣流通道，形成良好地氣流流動(dòng)是節(jié)能的主要手段。對(duì)于地板高度不足的狀況，可以增加地板出風(fēng)口進(jìn)行排解，使空調(diào)運(yùn)作達(dá)到額定的出風(fēng)量，并且要注意地下電纜數(shù)量，盡量將地下線(xiàn)纜鋪平，減少通風(fēng)通道的阻塞，提高地下送風(fēng)能力[3]。

4 結(jié) 論

對(duì)于通信機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能工作還需要相關(guān)人士的更多參考和研究，若要實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)真正的節(jié)能優(yōu)化，需要專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)一步研究和優(yōu)化機(jī)房空氣氣流的循環(huán)和空調(diào)系統(tǒng)的散熱，以滿(mǎn)意節(jié)能效果，從而提升電力行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。