保定市某通信机房节能改造分析

保定市某通信机房节能改造分析摘要通信机房的空调能耗费用是通讯企业运行维护费用的重要支出之一，为了解决此问题，对通信机房采用空气节能换热器代替空调运行效果进行了分析，分析表明此换热器的使用，可以减少原有空调机的工作时间，延长其使用寿命，从而降低了空调机的运行维护费用以及通信企业的投资成本。本文结合保定市某通信机房实例，采用逐月分析法对该技术实施后通信机房的节电率以及换热器的回收期进行了计算。结果表明，节电效果比较显著，换热器的回收期不足两年半，经济效益良好，是值得推广的节能技术。关键词能耗空气换热器经济效益ANALYSISOFENERGYSAVINGREFORMTOACOMMUNICATIONSROOMINBAODINGCITYABSTRACTCOMMUNICATIONSROOMAIRCONDITIONINGENERGYCONSUMPTIONCOSTSISONEOFTHEIMPORTANTSPENDINGOFTHECOMMUNICATIONSBUSINESSOPERATIONANDMAINTENANCECOSTS,INORDERTOSOLVETHISPROBLEM,USEOFTHECOMMUNICATIONSROOMAIRHEATEXCHANGERTOREPLACEENERGYSAVINGAIRCONDITIONINGRUNNINGEFFECTWASANALYZED，THISANALYSISSHOWSTHATTHEUSEOFHEATEXCHANGERCANREDUCETHEWORKINGHOURSOFTHEORIGINALAIRCONDITIONING,EXTENDINGITSLIFE,ITREDUCEAIRCONDITIONINGCOSTSANDTHEOPERATIONANDMAINTENANCECOSTOFINVESTMENTCOMMUNICATIONSENTERPRISESTHISCOMBINATIONOFACOMMUNICATIONSROOMINBAODINGCITY,AMONTHLYANALYSISOFTHETECHNICALIMPLEMENTATIONOFTHECOMMUNICATIONSROOMRATEOFENERGYSAVINGHEATEXCHANGEROFDIOXINANDTHEPAYBACKPERIODISCALCULATED,RESULTSSHOWASIGNIFICANTENERGYSAVINGEFFECT,THERECOVERYPERIODOFTHEHEATEXCHANGERISLESSTHANTWOANDAHALFYEARS,ITHASAGOODECONOMICBENEFITSANDTHEENERGYSAVINGTECHNOLOGIESTHATSHOULDBEPROMOTEDKEYWORDSENERGYCONSUME,AIRHEATEXCHANGER，ECONOMICBENEFIT目前，通信机房内的空调能耗问题比较显著，它已成为制约通信业发展的重要因素之一，而且因空调的使用间接或直接引起的环境问题也是不容忽视的。在我国当前大力提倡节能与环保，以及走可持续发展道路的形式下，对通信机房的改造也是迫在眉睫的问题之一。从通信机房的环境特点，以及通信设备对环境的要求这些主要方面下手进行节能改造，不仅不会影响通信设备的性能，而且可以达到节能的效果。1通信机房的特点及能耗现状11通信机房对环境的要求表1机房环境温湿度要求环境分类温度（OC）相对湿度（）一类环境二类环境三类环境四类环境1025102810303353070208020851585随着电信事业的飞速发展，越来越多的电信枢纽大楼正在建设，其中的通讯设备机房占有非常重要的地位，其内部温、湿度和洁净度等环境参数不仅直接影响着通信设备的可靠运行和使用寿命，更关系到通信的顺畅与安全。根据通信机房环境要求中国网络通信集团公司通信网络运行维护规程（试行）动力设备分册中机房环境温湿度要求，如上表所示。12通信机房用现行空调的特点通信机房的空调降温、空气净化及其运行管理始终是通信维护部门的工作重点之一。通信机房现行利用的空调设备具有以下特点1通信机房有其自有的负荷特点，程控交换设备、传输设备等机器设备散发的热量极大、而且散热量集中。同时，由于机房内没有特定的湿源，湿量主要来自工作人员及渗入的室外空气，因此散湿量很小；2空调送风焓差小，风量大。由于机房内散热量中95以上为显热，热湿比近似无穷大。因此，空调机的空气处理过程可近似看作等湿降温过程。此工况下的焓差小，同时为了提高换热效果和保证机房气流组织，通信机房空调设备的送风量一般较大。3通信机房内部设备属于全年不间断高负荷运行，即使在冬季，也可能存在需要供冷的情况。因此空调机在全年的大部分时间均须运行，某些情况下须全年运行，运行周期较长，空调耗能大。为保证全年运行的高可靠性，有时需要考虑备用。近年来随着国民经济的高速发展，我国已成为仅次于美国的世界第二大能源消耗国，同时也是世界第二大CO2排放国。能源的合理利用和新能源的开发日益得到广泛的重视。能源短缺和环境污染问题已成为我国经济可持续性发展和人民生活水平提高的瓶颈。其中能源短缺最直接的表现为电力严重不足。随着市场经济的不断深入，各种规章制度的不断完善，市场的运作模式逐步与国际接轨。同时企业之间的竞争也越来越激烈，通信运营业务收入增长会越来越缓慢，开源节流成为提高经营收益的有保定气象资料30201001020304050123456789101112月份温度平均气温最低温度最高温度效办法。各大运营商一方面要通过挖掘网络潜力、发展新业务来增加业务收入，另一方面要想尽一切办法减少运营支出，特别是降低电费支出。在这样的形势下，节电降耗不仅符合我国的基本国情，也是满足企业的生存发展策略。2通信机房空调运行节能设计技术方案21通信机房基本资料通信机房位于河北省保定市区,下表是保定市的气象资料。表2保定地区气象资料月份123456789101112平均气温370758142199244262248201314615最低温度18316153226981661144335106156最高温度1291982643336839241934434429322195图1气温与月份的关系图22通信机房冷负荷计算方法程控交换机房的冷负荷主要由Q1、Q2、Q3、Q4四部分组成，下面分别介绍。1因围护结构传热所引起的冷负荷Q1，该部分负荷主要是太阳辐射热通过机房的屋顶、门窗、墙壁、楼板等围护结构所传入的热量和因室内外温差所引起的传热量两部分之和，其计算方法同普通舒适性空调。2程控交换机的发热量Q2程控交换机的发热量是通讯交换机房空调负荷的重要组成部分，也是设计空调系统、选择空调设备的重要依据。Q2确定的准确与否将直接影响机房的空调效果，为此了解各型交换机的发热特点，对于正确配置机房空调是至关重要的。设备散热量通常由生产厂家提供安装功率进行计算或直接提供有关设备的各种散热量；当有些设备资料不全时，也可以根据该设备实际工作时的指示电流、电压进行计算。由设备安装功率计算散热量Q2KWQ2PN4式中，P程控交换机消耗功率KW；N4蓄热系数，程控交换机房，N410，机电式市话交换机N409，长机室、载波室取095。根据指示电流电压计算散热量Q2KWQ2VI/1000式中，V电网指示电压V；I电网指示电流A程控机房空调耗冷量的概算指标程控交换机的发热量很大，有关资料介绍每1万门程控交换机耗电量约4050KW，按照一般的机房排列每1M3机房容积的发热量约为166222W。3Q3和Q4的确定Q3为机房工作人员的散热量，Q4为机房照明发热量，计算方法同普通舒适性空调。确定了Q1、Q2、Q3、Q4后，可按下式求出机房总的冷负荷Q。QQ1Q2Q3Q4KW4换热器的负荷一般换热器的负荷选择是在冷负荷的基础上增加510的安全系数。3节能计算分析及选型（1）机房概述此机房位于保定市南大园局二楼东北侧，水磨地面，空调采用上送下回的送风方式。地面面积45平方米，房间高45米。通信设备布置率较低。目前安装一台制冷量为12KW的空调。基本能满足机房的温度要求。（2）换热设备选型按照上述计算方法，计算得此机房的冷负荷，并选择换热器的型号如下表所示表2计算及选型表月份123456789101112冷负荷KW132138617688938977583518富裕系数007007007007007007007007007007007007换热器负荷KW1322416582951009682623720设备选型选择一台换热器，换热量为6KW（3）机房平面布置图如图2所示（4）换热器安装位置如图2所示，初步设计为壁挂式。机房布置图如下图所示。4运行节能效益分析41间接效益该空气换热器在一定时间内可以代替空调制冷，降低了机房电耗；同时减少了空调运行时间，延长了空调的使用寿命，降低了通讯系统的投资成本及维护费用；在断电、空调故障时，可作为应急备用设备使用，最大限度地保障了通讯设备的安全可靠运行。42直接效益1理论分析由全年室外温度变化规律和热交换器本身的性能可知，在夏季约90天内，该热交换器不能承担冷却机房的任务，要单独使用空调对室内降温。在过渡季或冬季时，由于机房设备发热量较大，室内温度仍然可能升高，还需要起用降温设备来保持机房内的工作温度。在这段时间内可以启用热交换器。先计算机房安装空气换热器前空调运行全年耗电量，再计算机房安装空气换热器以后的耗电量。2计算方法全年单独使用空调时的能耗先计算每个月空调运行的时间，单位HH再计算当月空调耗电量，单位KWHW空调制冷量每月的天数小时机房冷负荷24H换热器6KW空调走廊图2机房布置图月运行时间空调耗功率W最后，每个月的能耗相加，即得空调全年能耗。安装空气换热器后的能耗综合考虑当地气温和空气换热器的性能，每年的6、7、8月空调单独运行，5、9月空调间歇运行；其他月份，则是根据室内外气温来控制室内空气换热器的开启情况。能耗计算同空调能耗计算方法。3各通信机房节能分析根据各机房发热量、围护结构、空调及换热器的容量选择等情况来计算各机房的能耗情况。具体结果见表3，表4所示。表3保定市某通信机房节电情况月份冷负荷KW换热器换热量KW换热器运行时间H换热器耗功率KW换热器月耗电KWH空调制冷量KW空调运行时间H空调耗功KW空调月耗电量KWH年节电量KWH1136150103654012075145337822162473036890120123745556533864579036164912022904510303460672000362592120360045162001062673010362628120365045164271137645790361649120229045103031220624730368901201237455565合计108386774056902表4某通信机房（59月）耗电情况月份月平均温度机房控制温度围护结构散热量W设备发热量W冷负荷W空调的额定制冷量KW空调运行折算时间H空调耗功率KW空调月耗电量KWH51992027765076231206352545285866244201188765088381207365454896572622016747650932412077745349658248201296765089461207455453354892002007650765012063754528688合计174752注上表中，围护结构散热量与室外温度有关，正值表示机房通过围护结构向室外传递的热量，负值表示通过围护结构由室外向室内传递的热量；冷负荷指的是为维持室内温度保持在控制温度20，需要制冷设备除去的热量，其值等于围护结构散热量与设备发热量之和。4节电率由表3和表4可知，通信机房安装空气换热器后比全年单独使用空调节电56902KWH节电率为569021747526774235。分析由于5月份的室外平均温度比机房的控制温度要低，因此在5月份空气节能换热器仍能运行一定的时间，这样实际的节电量更多，节电效果要更好一些。43回收期设备价格换热量为6KW的换热器的出厂价格是12000元；安装费用及安装附材费按设备价格的10计算。由此可得初投资为12000（110）13200元。商业用电按1元/KWH计算，则静态回收期为1320056902232A5结论通过对保定市某通信机房的经济性进行分析，结果表明通信机房在使用空气换热器辅助空调制冷后，节能效果是显著的。而且在北方地区，除夏季以外，全年其余时间，均可使用该产品单独运行或与空调设备联合运行，这样就更加增强了机房的节能效果。目前通信行业已经融入到了人们的日常生活当中，通信成为了人们交流的一重要途径，因此通信事业具有广阔的发展前景。就目前情况来看，通信机房空调设备运行能耗已成为制约通信企业运营成本的重要因素，而且节约能源和保护环境走可持续发展的道路是国家一直倡导的，因此通信业作为一耗能大户，为了国家和企业的双重