中國移動空調(diào)節(jié)能在通信核心機房中的應用

1、中國移動通信集團江蘇公司淮安分公司中國移動通信集團江蘇公司淮安分公司 “節(jié)能先鋒節(jié)能先鋒”qcqc小組小組 2 1 3 4 5 小組概況： qc小組名稱淮安移動綠色先鋒小組 所屬部門淮安移動工程維護部課題類型創(chuàng)新型 注冊日期2009.4組長唐彥 活動課題空調(diào)節(jié)能在通信核心機房的應用 活動起止日期2009.42009.11活動頻次每月一次 小組成員 姓名性別年齡文化程度職稱組內(nèi)分工 qc學習時 間 唐彥男25碩士工程師課題策劃90h 史峰男35本科經(jīng)理助理計劃實施90h 段煉男32本科設備班班長計劃實施90h 田睿女25本科創(chuàng)新管理員課題研究90h 沈孝飛男25本科工程師計劃實施90h 2 2

2、集團公司要求集團公司要求 0808年單位業(yè)務年單位業(yè)務 耗電量較耗電量較0707年年 下降下降8%,098%,09年年 下降下降16%,1016%,10年年 下降下降25%. 25%. 設設 備能耗的降低備能耗的降低 壓力巨大壓力巨大. . 通信機房能耗通信機房能耗 占公司總能耗占公司總能耗 的的66%,66%,我們對我們對 公司的能耗構(gòu)公司的能耗構(gòu) 成情況進行了成情況進行了 詳細的分析，詳細的分析， 分析情況如右分析情況如右 圖中所示。圖中所示。 核心機房能耗原因分析排列圖：核心機房能耗原因分析排列圖： 設備耗電量和空調(diào)耗電量分別占機房總耗電量的設備耗電量和空調(diào)耗電量分別占機房總耗電量的47

3、%和和41%，是造成機房耗電，是造成機房耗電 量高的主要原因，而設備屬于第三方客戶，無法強制改進，因此我們將量高的主要原因，而設備屬于第三方客戶，無法強制改進，因此我們將降低通降低通 信核心機房空調(diào)的能耗信核心機房空調(diào)的能耗作為本次活動的重點。作為本次活動的重點。 無線設備無線設備 廠廠 家家 摩托羅拉摩托羅拉阿爾卡特阿爾卡特愛立信愛立信 無線設備無線設備 型型 號號 horizonii indoor， horizonii mini indoor mbi3， mbi5 rbs2206 rbs2216 溫度溫度 范圍（范圍（ ） -5+45-5+45-5+40 機房內(nèi)配置空調(diào)機的目的，是為了使機

4、房的環(huán)境能滿足通信設備的正常工作的要機房內(nèi)配置空調(diào)機的目的，是為了使機房的環(huán)境能滿足通信設備的正常工作的要 求，因此，要確定適合機房的空調(diào)機類型，首先應了解各種設備對環(huán)境，主要是對溫求，因此，要確定適合機房的空調(diào)機類型，首先應了解各種設備對環(huán)境，主要是對溫 度和相對濕度的要求。度和相對濕度的要求。 通信維護規(guī)程對通信核心機房的溫度和濕度作出了明確的要求。通信維護規(guī)程對通信核心機房的溫度和濕度作出了明確的要求。 機房的溫度機房的溫度, ,對蓄對蓄 電池組的使用壽電池組的使用壽 命有著非常大的命有著非常大的 影響影響. .所以機房溫所以機房溫 度應該保持在度應該保持在20 20 -25 -25 為

5、宜為宜. . 機房類型溫度相對濕度 機房潔凈 度 交換機房交換機房 2121 2525 40%40%70%70% （注（注 2 2） b b級（注級（注1 1） 數(shù)據(jù)機房數(shù)據(jù)機房 2020 2323 40%40%60%60%b b級級 傳輸機房傳輸機房 2121 2525 40%40%70%70%b b級級 一般通訊設 備溫度不宜 超過30 , 否則設備運 行穩(wěn)定性顯 著下降 根據(jù)以上原因分析確定課題根據(jù)以上原因分析確定課題: 空調(diào)節(jié)能在通信機房的應用空調(diào)節(jié)能在通信機房的應用 表表2-4:2-4:活動計劃時間表活動計劃時間表 目標設定依據(jù)目標設定依據(jù) 在兄弟公司b和c都有較低的日均耗電量，分別

6、138 度/天和151度/天，而我公司的日均耗電量為217度/ 天，由于b,c兩家公司與淮安分公司在規(guī)模、軟硬 件水平類似的分公司的月均數(shù)據(jù)，兩家分公司的日 均耗電量達到目標值。 從兄弟公司那邊了解到他們都采用了一些節(jié)能措施 使得機房空調(diào)的日均耗電量大幅下降，因此我公司采用 節(jié)能技術也一定可以大幅度降低日均耗電量。 經(jīng)過小組全體成員共同研究決定， 小組將本次 qc活動的目標定為：將現(xiàn)在的每臺機房空調(diào)日 均用電量從217度/天降至152度/天。 小組召開會議，用小組召開會議，用“頭腦風暴法頭腦風暴法”的方式充分對不同方案的各個細節(jié)進行討論分的方式充分對不同方案的各個細節(jié)進行討論分 析，最后利用親

7、和圖總結(jié)創(chuàng)新方案：析，最后利用親和圖總結(jié)創(chuàng)新方案： 親和圖 利用親和圖，最后得到利用親和圖，最后得到3種創(chuàng)新型解決方案：種創(chuàng)新型解決方案： 機房智能通風換熱系統(tǒng)機房智能通風換熱系統(tǒng)1 空調(diào)風管送風系統(tǒng)空調(diào)風管送風系統(tǒng)2 空調(diào)電子膨脹閥空調(diào)電子膨脹閥3 方案一：機房智能通風換熱系統(tǒng)方案一：機房智能通風換熱系統(tǒng) 工作原理：在機房安裝通風系統(tǒng)，引工作原理：在機房安裝通風系統(tǒng)，引 入室外的冷空氣對室內(nèi)設備進行冷卻。入室外的冷空氣對室內(nèi)設備進行冷卻。 當室外溫度在當室外溫度在30 以下時，利用機房以下時，利用機房 智能通風系統(tǒng)工作，室外溫度高于智能通風系統(tǒng)工作，室外溫度高于30 時，開啟機房空調(diào)對設備進

8、行冷卻。時，開啟機房空調(diào)對設備進行冷卻。 機房智能通風系統(tǒng)的優(yōu)點：機房智能通風系統(tǒng)的優(yōu)點： 1、利用室外冷空氣，綠色環(huán)保、利用室外冷空氣，綠色環(huán)保 2、和空調(diào)聯(lián)動。、和空調(diào)聯(lián)動。 3、縮短壓縮機工作時間。、縮短壓縮機工作時間。 機房智能通風系統(tǒng)的缺點：機房智能通風系統(tǒng)的缺點： 1、不能單獨使用，必須要和機房空調(diào)配合使用。、不能單獨使用，必須要和機房空調(diào)配合使用。 2、室外冷空氣中含有的浮懸顆粒對機房的潔凈度造成影響；、室外冷空氣中含有的浮懸顆粒對機房的潔凈度造成影響； 且在進風口安裝的濾網(wǎng)容易臟，維護量較大。且在進風口安裝的濾網(wǎng)容易臟，維護量較大。 3、通風系統(tǒng)對于室內(nèi)的濕度無法控制。、通風系

9、統(tǒng)對于室內(nèi)的濕度無法控制。 方案二：空調(diào)風管送風系統(tǒng)方案二：空調(diào)風管送風系統(tǒng) 工作原理：通過壓縮機制冷，冷量通過靜壓工作原理：通過壓縮機制冷，冷量通過靜壓 箱進入到送風管道，然后每個管道輸出口對箱進入到送風管道，然后每個管道輸出口對 應相應的設備，分別對其送風散熱。通過有應相應的設備，分別對其送風散熱。通過有 針對性的送風散熱，從而達到提高空調(diào)的制針對性的送風散熱，從而達到提高空調(diào)的制 冷效果，降低空調(diào)的能耗。冷效果，降低空調(diào)的能耗。 空調(diào)上送風系統(tǒng)的優(yōu)點：空調(diào)上送風系統(tǒng)的優(yōu)點： 1、利用管道直接送風，送風距離長。、利用管道直接送風，送風距離長。 2、對設備直接送風，有效降低設備溫度。、對設備

10、直接送風，有效降低設備溫度。 3、提高空調(diào)制冷效率。、提高空調(diào)制冷效率。 空調(diào)上送風系統(tǒng)的缺點：空調(diào)上送風系統(tǒng)的缺點： 1、對機房初始環(huán)境要求高，如前期沒有考慮后期改造將十分困難。、對機房初始環(huán)境要求高，如前期沒有考慮后期改造將十分困難。 2、初期投資費用偏高，安裝費用高達、初期投資費用偏高，安裝費用高達150000元。元。 3、有局部過熱的情況，導致耗能有所增加。、有局部過熱的情況，導致耗能有所增加。 熱力膨脹閥廣泛應用于機房空調(diào)。它既可控制蒸發(fā)器供液量，又可節(jié)流飽熱力膨脹閥廣泛應用于機房空調(diào)。它既可控制蒸發(fā)器供液量，又可節(jié)流飽 和液態(tài)制冷劑。熱力膨脹閥的工作原理是建立在力平衡的基礎上。隨著

11、節(jié)能降和液態(tài)制冷劑。熱力膨脹閥的工作原理是建立在力平衡的基礎上。隨著節(jié)能降 耗的呼聲愈來愈強烈，控制更精準，使用更節(jié)能的電子膨脹閥的開始逐漸被開耗的呼聲愈來愈強烈，控制更精準，使用更節(jié)能的電子膨脹閥的開始逐漸被開 發(fā)和使用。發(fā)和使用。 電子膨脹閥使用更加先進、精密的控制系統(tǒng)電子膨脹閥使用更加先進、精密的控制系統(tǒng) 通過通過evd驅(qū)動器所進行的比例驅(qū)動器所進行的比例 積分（積分（pid）過熱度控制，可以在各種條件下將最好地使用蒸發(fā)器（平均過熱）過熱度控制，可以在各種條件下將最好地使用蒸發(fā)器（平均過熱 度較低），與機械閥的運行相比較而言，提高了機組的效率。度較低），與機械閥的運行相比較而言，提高了機

12、組的效率。 通過控制器人為通過控制器人為 設定有效的控制過熱度，降低過熱值，可以將過熱值將接近與蒸發(fā)值且穩(wěn)定運設定有效的控制過熱度，降低過熱值，可以將過熱值將接近與蒸發(fā)值且穩(wěn)定運 行，確保在各種條件下最好的使用蒸發(fā)器。行，確保在各種條件下最好的使用蒸發(fā)器。 方案三：方案三： 空調(diào)電子膨脹閥空調(diào)電子膨脹閥 空氣溫空氣溫 度度 （c c） 熱力膨脹閥熱力膨脹閥電子膨脹閥電子膨脹閥 制冷量（制冷量（kwkw ） 消耗能量（消耗能量（ kwkw） copcop制冷量（制冷量（kwkw ） 消耗能量（消耗能量（ kwkw） copcop 6.26.2909033332.72.711411430303.8

13、3.8 13.813.8909033332.72.710710733333.23.2 20.620.6909033332.72.710410435.535.52.92.9 26.726.7868635.535.52.42.4999938382.62.6 37.637.6797941411.91.9898944442.02.0 表表5-1實驗室的模型進行多次測試數(shù)據(jù)實驗室的模型進行多次測試數(shù)據(jù) 方案優(yōu)點：方案優(yōu)點： 1、直接對空調(diào)節(jié)流機構(gòu)進行改造，提高空調(diào)利用率。 2、改造成本比較低，一個電子膨脹閥只要7500元。 3、改造工程實施方便，對機房和設備改造小，影響范圍小。 方案缺點：方案缺點： 1

14、、是對空調(diào)本身的節(jié)流裝置進行改進，相對不是很直觀. 2、需要和相關設備商協(xié)調(diào)完成，可能出現(xiàn)不匹配現(xiàn)象。 3、效果檢測周期相對較長。 評價表示評價說明 評價標準 5 54 43 32 21 1 節(jié)能效果 解決問題的 程度 很好較好一般不好差 可實施性 是否能小組 自行解決 部門內(nèi)實 施 公司內(nèi)實 施 部分與第三 方 合作實施 完全與第 三方 合作實施 完全依靠 第三方實 施 經(jīng)濟性費用的高低 1萬元以 下 12萬元23萬元34萬元 4萬元以 上 創(chuàng)新性 方案的創(chuàng)新 性程度 很好較好一般不好差 表表5-2 評判標準評判標準 確定最佳方案 小組成員對以上方案的可行性進行評分。小組成員對以上方案的可行

15、性進行評分。 序 號 方案評估標準 項目組成員打分 綜合得分是否采用 唐彥段煉沈孝飛田睿史峰 1 機房智能通風換 熱系統(tǒng) 可實施性33333 51不采用 創(chuàng)新性34333 節(jié)能效果33333 經(jīng)濟性11111 2空調(diào)上送風系統(tǒng) 可實施性33333 54不采用 創(chuàng)新性33334 節(jié)能效果44334 經(jīng)濟性11111 3 電子膨脹閥的應電子膨脹閥的應 用用 可實施性可實施性33333 83采用采用 創(chuàng)新性創(chuàng)新性44544 節(jié)能效果節(jié)能效果44545 經(jīng)濟性經(jīng)濟性55555 采用 在確定了采用電子膨脹閥的智能節(jié)流應用的最佳方案后，在確定了采用電子膨脹閥的智能節(jié)流應用的最佳方案后，qc 小組制定了以下

16、幾個實施的步驟。小組制定了以下幾個實施的步驟。 電子膨脹閥的安裝和調(diào)測電子膨脹閥的安裝和調(diào)測 針對現(xiàn)有空調(diào)品牌選擇合適的電子膨脹閥針對現(xiàn)有空調(diào)品牌選擇合適的電子膨脹閥 對現(xiàn)有機房空調(diào)節(jié)流器件進行確認對現(xiàn)有機房空調(diào)節(jié)流器件進行確認 檢驗電子膨脹閥的使用效果檢驗電子膨脹閥的使用效果 qc小組全體成員根據(jù)上述工作步驟，制定了相應的研究對策，小組全體成員根據(jù)上述工作步驟，制定了相應的研究對策， 具體見下表。具體見下表。 序號序號對策對策目標目標措施措施地點地點負責人負責人時間時間 1 對現(xiàn)有機房空調(diào)節(jié) 流器件進行確認 完成對所有機房 空調(diào)設備的節(jié)流 器件的確認 1.統(tǒng)計現(xiàn)有核心機房空調(diào)型 號 2.對機

17、房空調(diào)進行拆卸 3.對現(xiàn)有空調(diào)使用的膨脹閥 確認，看是否有使用電子膨 脹閥 淮安移動楚州 核心機房 沈孝飛 唐彥 8.1-8.10 2 針對現(xiàn)有空調(diào)選擇 合適的電子膨脹閥 確定一款合適型 號的電子膨脹閥 1.對市場上主流的電子膨脹 閥調(diào)研 2.比較幾款電子膨脹閥的性 能參數(shù) 3.選擇合適的電子膨脹閥 淮安移動楚州 核心機房 田睿 段煉 8.11-8.31 3 電子膨脹閥的安裝 和調(diào)試 合理完成電子膨 脹閥的安裝測試 1.在現(xiàn)有機房空調(diào)中安裝電 子膨脹閥。 2.對電子膨脹閥耗電量繪制 控制圖 淮安移動楚州 核心機房 史峰 唐彥 9.1-9.10 4 檢驗電子膨脹閥的 使用效果 測試電子膨脹閥 的

18、節(jié)能效果 1.與現(xiàn)有安裝熱力膨脹閥的 空調(diào)做耗電量對比測試 淮安移動楚州 核心機房 田睿 段煉 9.10-9.20 3 3 實施步驟一、對現(xiàn)有機房空調(diào)節(jié)流器件進行確認 地點樓層品牌數(shù)量 安裝何種類 型的膨脹閥 楚州綜 合樓 三樓 力博特2熱力膨脹閥 海洛斯2熱力膨脹閥 二樓力博特4熱力膨脹閥 檢查發(fā)現(xiàn)，所有空調(diào)基本都是采用熱力膨脹閥 表表7-1 統(tǒng)計結(jié)果統(tǒng)計結(jié)果 卡樂（carel ） 美國alco丹佛斯（ets ） 市場占有率50%30%15% 用戶滿意度80%75%75% 返修率5%10%10% e2ve3ve4v 兼容性cfc, hcfc, hfc r22, r134a, r407 c,

19、r410a r22, r134a, r407 c, r410a 最大工作壓力 (mop)高達 40 bars最大到42 bar高達 42 bar 制冷劑溫度-40到65 c-20到65 c-20到65 c 室內(nèi)溫度-30到50 c-10到50 c-10到50 c 相電流450 ma450 ma450 ma 驅(qū)動頻率100 hz 1050 hz50 hz 相電阻 (25 c / 77 f)36 10%36 10%36 10% 價格（元）350040004300 首先對現(xiàn)在市場上主流的電子膨脹閥進行調(diào)研，對幾種電子膨脹閥的性能參數(shù) 進行比對，經(jīng)過對市場調(diào)研，市場上主流電子膨脹閥的品牌有卡樂（car

20、el）， 美國alco，丹佛斯（ets）電子膨脹閥。 根據(jù)對市場占有率，用戶滿意度以及產(chǎn)品 的返修情況，綜合考慮，決定選用卡樂公 司的電子膨脹閥 考慮到性價比等綜合 因素，決定采用電子 膨脹閥e2v，另外電 子膨脹閥的控制部分 選擇驅(qū)動器evd4的組 合方案。 卡樂（卡樂（carel）電子膨脹閥產(chǎn)品參數(shù)對比）電子膨脹閥產(chǎn)品參數(shù)對比 實施步驟二、針對現(xiàn)有空調(diào)選擇合適的電子膨脹閥 小組成員在確定好電子膨脹閥的選型后，聯(lián)系相應的設備商， 所以決定先采購一套電子膨脹閥和驅(qū)動器，進行前期測試。 地點地點樓層樓層品牌品牌數(shù)量數(shù)量 安裝何種類型的安裝何種類型的 膨脹閥膨脹閥 楚州綜合 樓 二樓 力博特2#1

21、 電子膨脹閥 力博特3#1 熱力膨脹閥 根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)楚州核心機房的2樓2號和3號空 調(diào)平時日均消耗較大，決定用這兩臺空調(diào)做比對試驗。 實施步驟三、電子膨脹閥的安裝和調(diào)試 運用專業(yè)軟件數(shù)學matlab6.5繪制了2#空調(diào)耗電 量平均值與標準差控制圖，根據(jù)判斷準則，沒 有出現(xiàn)失控的點，整個過程完全受控。 兩臺空調(diào)耗電量對比 2#空調(diào)電表讀數(shù) 3#空調(diào)電表讀數(shù) 實施步驟四：實施步驟四：檢驗電子膨脹閥的使用效果 2#空調(diào)與3#空調(diào)相比 發(fā)現(xiàn)能耗明顯有所下降 3 3 目標達到了目標達到了 本次本次qc活動成果創(chuàng)造性的將電子膨脹閥在機房空調(diào)中使用，具活動成果創(chuàng)造性的將電子膨脹閥在機房空調(diào)中使用，具

22、備極大的效益?zhèn)錁O大的效益: 節(jié)省能源，彰顯中國移動的企業(yè)責任。節(jié)省能源，彰顯中國移動的企業(yè)責任。 響應了國家和集團公司節(jié)能減排的號響應了國家和集團公司節(jié)能減排的號 召。召。 使節(jié)能減排的觀念深入人心。使節(jié)能減排的觀念深入人心。 目前截止本項目結(jié)束時，共運行安裝熱力膨脹閥目前截止本項目結(jié)束時，共運行安裝熱力膨脹閥 共用電共用電39264kwh, 安裝電子膨脹閥共用電安裝電子膨脹閥共用電 26830kwh，累計節(jié)能，累計節(jié)能12434 kwh，節(jié)電率為，節(jié)電率為 30 %，按照淮安，按照淮安1度電度電0.8元計算，半年時間已節(jié)元計算，半年時間已節(jié) 約電費約電費9947.2元，三個季度就可回收成本。元，三個季度就可回收成本。 社會效益社會效益 經(jīng)濟效益經(jīng)濟效益 5 5 通過本次通過本次qc小組活動的開展，我們創(chuàng)造性的實現(xiàn)了空