冷凝器噴淋降溫技術(shù)在通信機(jī)房空調(diào)節(jié)能中的應(yīng)用

1、冷凝器噴淋降溫技術(shù)在通信機(jī)房空調(diào)節(jié)能 中的應(yīng)用冷凝器噴淋降溫技術(shù)在通信機(jī)房空調(diào)節(jié)能中的應(yīng)用 摘要如何進(jìn)行通信機(jī)房空調(diào)的節(jié)能，是通信電源專業(yè)面臨的 一個(gè)十分現(xiàn)實(shí)的課題。本文論述了一種新型的節(jié)能方案冷凝器噴淋降溫節(jié)能技 術(shù)，并介紹了該方案在中國聯(lián)通太原分公司第二通信樞紐大 樓的改造實(shí)踐及節(jié)能成果。關(guān)鍵詞冷凝器；噴淋降溫；節(jié)能；應(yīng)用節(jié)約能源是中國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的一項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)，建設(shè)節(jié)能型社 會，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，是實(shí)現(xiàn)全面建設(shè)小康社會的宏偉 目標(biāo)，是構(gòu)建和諧社會的重要基礎(chǔ)保障。目前，中國的能源利用效率很低，單位產(chǎn)值能耗是世界平均水平的2.4倍，是日本的 8.7倍。節(jié)約能源必須依靠技術(shù)進(jìn)步，用高新技術(shù)

2、和先進(jìn)適用的 技術(shù)來改造傳統(tǒng)的能耗系統(tǒng)。對于通信企業(yè)來說，機(jī)房空調(diào)是保障通信設(shè)備及電源 設(shè)備正常工作的重要設(shè)備，而空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗已成為通 信企業(yè)主要運(yùn)營成本。通信行業(yè)的運(yùn)營成本主要是電耗成本，根據(jù)多年來的統(tǒng) 計(jì)數(shù)據(jù)，在電耗成本中，機(jī)房空調(diào)的電耗約占總電耗的 50%, 可以說降低機(jī)房空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用，可以有效地降低通信企業(yè)的運(yùn)營成本隨著太原聯(lián)通分公司的快速發(fā)展，業(yè)務(wù)量的迅猛增加， 能源的消耗量也在急劇增長，電費(fèi)的支由也在逐年加大，節(jié) 能降耗已經(jīng)迫在眉睫。根據(jù)聯(lián)通集團(tuán)公司的長遠(yuǎn)戰(zhàn)略規(guī)劃，結(jié)合太原市分公司 要求精確化管理和應(yīng)對企業(yè)轉(zhuǎn)型的需要，電源專業(yè)應(yīng)在保障 用電安全和機(jī)房環(huán)境符合運(yùn)行要求的前提下

3、，最大限度地節(jié) 約能源消耗。通信機(jī)房的節(jié)能技術(shù)非常豐富，針對不同的機(jī)房環(huán)境 及特定情況，理論界提由了諸多節(jié)能方法使用高效空調(diào)、機(jī) 房溫濕度設(shè)定值節(jié)能控制、更換制冷劑添加耐磨劑、壓縮機(jī) 變頻技術(shù)、新風(fēng)節(jié)能、送風(fēng)節(jié)能、設(shè)置水噴淋裝置、冷凝熱 回收利用等。文章主要探討了針對太原聯(lián)通通信大樓實(shí)際情況的冷凝 器噴淋降溫節(jié)能技術(shù)。隨著地球大氣層溫室效應(yīng)的不斷加劇。夏季室外氣溫越來越高。惡劣的散熱條件使得大中型風(fēng)冷式冷凝機(jī)組的散熱能力 越來越不能滿足空調(diào)設(shè)備的由廠設(shè)計(jì)要求一般空調(diào)室外夏 季設(shè)計(jì)溫度為35 C,如今全球氣候在最炎熱夏季可達(dá)干球溫 度的50%以上，空調(diào)室外冷凝器的散熱面積和通風(fēng)量明顯偏 小1?，F(xiàn)

4、以中國聯(lián)通太原分公司第二樞紐大樓為例，由于室外 機(jī)全部放于樓體西側(cè)，與當(dāng)?shù)叵募炯撅L(fēng)向相逆，通風(fēng)不暢。容易形成氣流短路，影響了冷凝器散熱效率，當(dāng)夏季室外氣溫達(dá)到30c時(shí)，室外平臺中的空氣溫度將超過50%以上，一旦大氣氣溫上升至 35C,機(jī)房專用空調(diào)普遍由現(xiàn)高壓 警報(bào)而當(dāng)機(jī)，嚴(yán)重影響機(jī)房溫度的穩(wěn)定性。要想空調(diào)達(dá)到節(jié)能，在空調(diào)設(shè)備選定后。有兩種基本途徑可以獲得。一種方法是在機(jī)房電子設(shè)備允許的范圍內(nèi)，盡量把機(jī)房溫度設(shè)高，該方法雖然可以達(dá)到節(jié)能降耗的目的，但是對機(jī) 房內(nèi)昂貴的設(shè)備可能會帶來負(fù)面影響；而另一種方法是設(shè)法 降低冷凝器的冷凝溫度值，目前，現(xiàn)有的大中型風(fēng)冷式冷凝 機(jī)組冷凝器的降溫都是采用風(fēng)冷方式

5、，如果不采取其他輔助 降溫措施的話，其在夏日工作時(shí)已不能滿足需要。為了保證熱量從制冷劑傳遞給外界空氣，冷凝溫度會隨 著大氣溫度的上升而提升很高，直至發(fā)生高壓警報(bào)為止，其 結(jié)果是直接影響制冷系統(tǒng)的產(chǎn)冷量，加大壓縮機(jī)的功耗。1冷凝器噴淋降溫節(jié)能系統(tǒng)的技術(shù)原理太原聯(lián)通風(fēng)冷式冷凝機(jī)組軟化水自動噴淋降溫裝置改造方案， 是太原聯(lián)通分公司動力維護(hù)中心聯(lián)合社會專業(yè)研發(fā)安裝機(jī) 構(gòu)共同改造完成的項(xiàng)目，該降溫節(jié)能裝置的目的是提供一種 在不改變冷凝器的散熱面積及風(fēng)量的前提下，增設(shè)自動噴淋 降溫裝置，使得冷凝器的散熱量由冷卻空氣和水兩部分媒介 來承擔(dān)，相應(yīng)降低了冷凝器向冷卻空氣的散熱量，它包括軟 水器、儲水箱、增壓機(jī)構(gòu)

6、、控制閥和霧化噴頭等裝置，軟水 器一端與水源相連接，另一端連接儲水箱的入水口，儲水箱 的由水口與提高軟化水壓力的增壓機(jī)構(gòu)相連接，該增壓機(jī)構(gòu) 經(jīng)控制閥與置于空調(diào)機(jī)組冷凝器下方的霧化噴頭相連接。系統(tǒng)將水進(jìn)行增壓后采用霧化處理，把軟化水直接噴 灑在冷凝器翅片上進(jìn)行汽化吸熱，使得冷凝器的整體散熱量 增大冷凝器的整體散熱量包括以下兩部分一部分是通過外 界空氣傳導(dǎo)散熱，另一部分是通過霧化的水滴汽化吸熱，散 熱效率提高。通過將噴淋水增壓，再經(jīng)霧化噴頭產(chǎn)生霧化水滴，微小 的水滴被冷卻空氣帶到冷凝器的翅片表面，它一旦接觸到熱 翅片后。將進(jìn)行汽化吸熱，最終轉(zhuǎn)變成水蒸氣。水所發(fā)生的汽化吸熱過程是物態(tài)的轉(zhuǎn)變過程，在滿

7、足同 樣的散熱量條件下，霧化水滴通過物態(tài)相變所耗水量比液態(tài) 水直接噴射在翅片上產(chǎn)生熱傳導(dǎo)所需水量要少得多。舉例計(jì)算水的比潛熱約為2450kJ/kg ,而冷卻水噴射到翅片后若不發(fā)生相變， 溫升最多只有10 C,即每千克冷卻水 只能帶走421kJ的熱量，所以理論上霧化噴淋的耗水量只是 直接水噴淋冷卻的1 / 60。此系統(tǒng)目前使用的噴霧直流無刷電機(jī)，它的轉(zhuǎn)速達(dá)到 上萬轉(zhuǎn)，使用壽命在50000h以上，它能把水滴霧化成1/500 的小水霧，這樣一滴水的接觸面積就能增加500倍。通常一滴水在溫度不超過100 %的冷凝器上不可能全部變蒸氣，但是經(jīng)霧化后水滴的體積變1/500,接觸面增加了，蒸發(fā)速度就加快了，

8、所以霧化后的一滴水比霧化前的一滴水 熱交換起碼增加500倍。將水噴成霧狀后，在冷凝器外圈約20 % 30 %的水霧在空氣中快速蒸發(fā)成水蒸氣，當(dāng)其在空中揮發(fā)成水蒸氣時(shí)，吸收 的熱量是水溫上升1 C時(shí)吸收熱量的536倍。因此當(dāng)水霧變成水蒸氣時(shí)，其周圍空氣溫度也迅速下降。這樣會使冷凝器散熱效果更好。其次，剩余的70% 80%的水霧經(jīng)冷凝器風(fēng)扇收入冷凝器 時(shí)，首先遇到高溫的翅片，蒸發(fā)時(shí)將部分熱量帶走，在冷凝 器內(nèi)部又將管道上的熱量吸走，促使冷凝器內(nèi)氟利昂加快液 化，從而使管道內(nèi)壓力減輕，壓縮機(jī)電流減小，使機(jī)房空調(diào) 的制冷效果明顯提高。該節(jié)能裝置只需花少量的水就能達(dá)到很大的節(jié)能效 果，加裝冷凝器水噴淋裝

9、置后，可以很好地控制系統(tǒng)壓力， 降低機(jī)房專用空調(diào)的能耗。啟動該系統(tǒng)后，機(jī)房專用空調(diào)的室外冷凝壓力可以從原 先的 23kgf / cm324kgf / cm2 降低至 18kgf/cm219kgf /cm2,下降4kgf/cm25ksf/cm2,既冷凝溫度從 60c降低至 50%達(dá)10度之多。節(jié)能效率約為20%。若冷凝器壓力超過16kg時(shí)才開始噴霧，能減少噴霧時(shí)間 節(jié)省用水量。經(jīng)過調(diào)試，每臺空調(diào)的耗水量保持在100L/d以內(nèi)，這樣，用于噴霧的水的費(fèi)用每天控制在了0.5元以內(nèi)。2冷凝器噴淋降溫節(jié)能系統(tǒng)實(shí)施及節(jié)能效果2.1 第一次節(jié)能改造 2.1.1改造措施 根據(jù)機(jī)房的實(shí)際情 況，對太原聯(lián)通第二樞紐

10、樓 13層IDC機(jī)房進(jìn)行空調(diào)噴淋改 造，并桂表測試。具體措施如下在 2、3空調(diào)電源線上加裝 40倍交流互感 器、三項(xiàng)電度表；在3機(jī)冷凝器 上加裝噴淋裝置、P77壓力 控制器。當(dāng)冷凝器壓力達(dá)到18bar時(shí)，壓力開關(guān)閉合，噴淋裝置開 始噴水，風(fēng)機(jī)隨之啟動。當(dāng)壓力下降至v 15bar時(shí)，壓力開關(guān)打開，噴淋裝置關(guān)閉， 風(fēng)機(jī)停機(jī)。2.1.2測試結(jié)果2.1.3節(jié)能效果正常使用時(shí)間段，2空調(diào)在對照測試時(shí)間內(nèi)用電866.8度，每24h用電460.55度，采取節(jié)能措施時(shí)間段，2空調(diào)在對照測試時(shí)間內(nèi)用電552.4度，每24h用電5199度；可以看由，由于氣溫的升高，空調(diào)用電量也隨之加大按照這個(gè)比例，3機(jī)如不采取節(jié)

11、能措施，在采取節(jié)能措施 時(shí)間段用電量應(yīng)該為 368.95519.9 460.55100%416.5度；由 此算由采取節(jié)能措施后每 24h節(jié)電4165-341A675.04度；節(jié) 電率 75.04 *16.5100% 18%。改造前3空調(diào)用電量416.5度/天，改造后降至341.46 度/天，每天節(jié)電75.04度，一年按使用6個(gè)月計(jì)算.每年可 節(jié)電13507.2度，每度電按1元計(jì)算，每年節(jié)省費(fèi)用13507.2 元；每天用水2t, 一年用水360t,每噸水按4元計(jì)算，每年 需交水費(fèi)1440元；每年節(jié)約費(fèi)用 13507.2-144012067.2元。噴淋裝置的投資預(yù)算 1萬元，使用壽命按 8年計(jì)算，

12、每 年的投資投資額為10000元3年1250元，改造后每年凈節(jié) 省費(fèi)用 12067.2 元-1250 元 10817.2 元。2.2第二次節(jié)能改造2.2.1改造措施2008年5月29日6月19日、7月8日7月18日，對太原聯(lián)通第二樞 紐13層IDC機(jī)房進(jìn)行噴淋改造。在機(jī)房溫度、濕度不變的情況下，分 2次對該機(jī)房的HIROSS 660A、HIROSSQ190A上送風(fēng)機(jī)房空調(diào)做了噴霧節(jié) 能實(shí)驗(yàn)，并桂表記錄，得由了準(zhǔn)確的節(jié)能數(shù)據(jù)。2.2.2 測試結(jié)果測試地點(diǎn)1二樞紐13層IDC機(jī)房。設(shè)備型號HIROSS660A機(jī)房空調(diào)3機(jī)加裝噴霧裝置。從測量記錄計(jì)算得由，從 2008年5月29日到6月5日7天內(nèi)，啟

13、用噴霧裝置空調(diào)日平均用電量為241.63度；從6月5日至U 6月19日14天內(nèi)，空調(diào)正常工作日平均用電量 為292.8度，用電量相差 51.17度，節(jié)電率為17.48%;從7 月14日7月18日4天內(nèi)，啟用噴霧裝置空調(diào)日平均用電量 為344.47度；從7月8日到7月14日6天內(nèi)，空調(diào)正常工 作日平均用電量為 437.95度，用電量相差93.48度，節(jié)電率 為 21.34%。止匕外，維護(hù)人員對空調(diào)進(jìn)行了手動強(qiáng)制運(yùn)行試驗(yàn)，期間 進(jìn)行了開、關(guān)噴霧試驗(yàn)。從測試記錄可知。在手動強(qiáng)制運(yùn)行1臺空調(diào)的2臺壓縮機(jī)的情形下，同一 臺空調(diào)開、關(guān)噴霧相比，開啟噴霧每小時(shí)約節(jié)電4.2度。2.2.3 節(jié)能效果 采取節(jié)能措施后每24h節(jié)電 51.1793.48 272.325 度。噴霧節(jié)能一年按使用 6個(gè)月計(jì)算，每年可節(jié)電 72.325度 182天13163.15度，每度電按 0.8元計(jì)算，每年節(jié)省費(fèi)用 0.8131