空调用乙二醇节能机组的研究

1、附件1：成果上报申请书成果名称空调用乙二醇节能机组的研究成果申报单位 黑龙江省（自治区/直辖市）公司成果承担部门/分公司 计划部部门 / 分公司项目负责人姓名项目负责人联系电话和Email成果专业类别*动力成果研究类别*节能减排省内评审结果*优秀关键词索引（35个）乙二醇 空调节能 冷凝文章摘要（200字左右）：简要描述成果目的和意义，解决的问题，取得的社会和经济效益。我国建筑节能的重点包括建筑本体节能、提高用电效率、采暖系统节能和空调系统节能4个主要方面。由于空调能耗占到总能耗的50%左右，因而存在较大的节能潜力。随着信息产业的发展，由此带来了大量的移动基站建设，而通信机房是移动基站的中心枢

2、纽，机房内通信设备用电和空调用电平均各占50%，因此科学管理降低空调用电，减少资源浪费成为移动基站的当务之急。我国北方地区的冬季时间较长，有着丰富的、可以利用的自然冷源，以哈尔滨市为例，冬季长达半年之久，室外最低气温可达-38。通常，一月份的平均气温在-20左右。开发应用的乙二醇节能机组，利用自然冷源降温节约电能，同时确保机房内其它设备的安全，其投资综合效益高、运行成本低、且设备运行稳定。乙二醇节能机组图1 乙二醇节能机组组成图乙二醇节能改造有以下优点Ø 采用可靠的工业控制单元使乙二醇机组工作稳定，控制精度高。Ø 不改变原有空调系统风量和加湿，不改变原有机房温湿度参数。&#

3、216; 乙二醇系统工作期间，空调压缩机停止运行，延长压缩机使用寿命50%。Ø 进行乙二醇节能改造后，在原有空调室内机上加装室内换热器，不改变原有空调制冷机构，不影响原有空调运行。Ø 进行乙二醇节能改造，不破坏机房维护结构，不影响机房外观。Ø 乙二醇节能机组采用独立控制系统，不影响原有空调控制系统正常工作。Ø 乙二醇机组独立制冷不影响原有空调制冷系统。Ø 乙二醇机组独立控制不影响不参与原有空调控制系统。Ø 经济效益及预期经济效益分析条件下，当乙二醇节能机组控温点低于空调控温点时，利用乙二醇系统制冷节能效果显著，经济效益可观，由于北方冬

4、夏温差很大，冬季自然冷源充分节能潜力较大，每台空调加装一套乙二醇节能机组年节约电费为4万元，黑龙江移动交换局用空调300余台，节能潜力较大。根据乙二醇节能机组额定制冷量的不同，改造投资在79万元人民币之间，根据应用地域的不同，投资回收期在1.53年。社会效益分析Ø 对空调运行时间可缩短29%-59%，延长了压缩机使用寿命；Ø 我国火力发电大量燃煤，造成严重的环境污染。通过乙二醇节能机组的改造，大幅降低了电信行业对电力的需求，进而减少了火力发电过程中所产生的环境污染，因此具有重要的环保效益；Ø 这种装置在利用室外冷源时采用换热方式，只利用冷量部分，避免了空气中尘埃对

5、机房内空气的污染，不会影响机房内通信设备的正常工作。技术要点：将本成果的技术或创新内容归纳出5个左右的技术要点。项目的要点Ø 室外选择合理的安装位置。Ø 与机房空调不采用电气互锁控制方式、减少故障率；Ø 考虑泵、散热器、管路及距离的匹配问题；Ø 根据不同区域配置乙二醇溶液的浓度；Ø 水泵的维护及解决电机轴与水泵接口处溶液的渗漏问题；Ø 室内散热器的风阻问题，指标将风阻控制在20Pa以内。省内试运行效果（300字以上）：描述试运行方案、取得的效果、推广价值和建议等。 目前已经生产出样机，截至2007年底，在黑龙江省内安装85台乙二醇循环

6、空调机组，根据实际测量运行数据得节能率均在25%以上。 我公司已对“无压缩机式机房专用节能空调机组”已经申请了实用新型专利证书，并已经被审批下来，专利号为：ZL 2006 2 0021911.3。文章主体（3000字以上，可附在表格后）：根据成果研究类别，主体内容的要求有差异，具体要求见表格后的“填写说明”。空调用乙二醇节能机组的研究摘要：本文研究了乙二醇节能机组的开发组成和工作原理，可独立工作，可靠性高，经济效益显著，在空调节能方面具有广阔的应用前景。关键字：乙二醇 空调节能 冷凝1. 课题立项背景我国建筑节能的重点包括建筑本体节能、提高用电效率、采暖系统节能和空调系统节能4个主要方面。由于

7、空调能耗占到总能耗的50%左右，因而存在较大的节能潜力。随着信息产业的发展，由此带来了大量的移动基站建设，而通信机房是移动基站的中心枢纽，机房内通信设备用电和空调用电平均各占50%，因此科学管理降低空调用电，减少资源浪费成为移动基站的当务之急。我国北方地区的冬季时间较长，有着丰富的、可以利用的自然冷源，以哈尔滨市为例，冬季长达半年之久，室外最低气温可达-38。通常，一月份的平均气温在-20左右。开发应用的乙二醇节能机组，利用自然冷源降温节约电能，同时确保机房内其它设备的安全，其投资综合效益高、运行成本低、且设备运行稳定。2. 乙二醇节能机组节能原理2.1 系统组成乙二醇管道泵图2-1 乙二醇节

8、能机组组成图2.2 工作原理乙二醇节能机组乙二醇制冷循环系统图 图2-2 乙二醇制冷循环系统图控制系统通过回风口的温度传感器发出信号，当回风温度高于设备温度，控制系统发生信号给水泵，水泵开始运转，室外风机通电，在由室外冷凝器上的温度传感器反馈信号，室外冷凝器盘管温度高于设置温度，风机起动，低于设置温度，风机停止运转，当回风口温度低于设置温度，恒温控制系统发出信号，水泵停止工作，室外风机断电，以此来保证室内的恒定温度，原空调系统设置温度高于乙二醇设置温度12，当春秋季节，白天室外温度过高，乙二醇系统不能满足室内温度要求，原设置压缩机系统启动，来保证室内恒定温度，如室内温度低于原设备设定点，压缩机

9、停止工作，乙二醇系统开始启动，来保持室内恒定温度，起到互锁作用，以达到省电的目的，乙二醇系统室外冷凝盘管处加装温度传感器，对乙二醇冷凝风机进行控制，以防止冬季乙二醇回液温度过低。2.3 数学模型的建立从制冷系统模拟的角度分析，乙二醇节能机组各部件可以分为两类热力模型：一类是制冷压缩机和节流元件，另一类是冷凝器、蒸发器等热交换器。压缩机和节流元件的相互匹配情况，决定着制冷系统中乙二醇流量的大小和乙二醇的冷凝压力和蒸发压力。在这一类部件建立模型时，重点关注的是乙二醇流量、冷凝压力和蒸发压力的模拟结果的精度。在制冷系统中由压缩机出来的高温高压的乙二醇气体经过冷凝器的冷却至两相区或过冷区。在三个区中的

10、物理性质与换热机理是不一样的，因此换热系数也不一样。本文的稳态模型基于以下假设：（1）乙二醇在管内作一维逆流流动 （2）只考虑径向热量交换不及轴向热量传递（3）换热器金属管壁的导热热阻不计（4）忽略乙二醇在管内的压降 根据上述假设将冷凝器简化如图2-4所示物理模型示意图图2-4冷凝器模型示意图稳态情况下，采用集中参数法计算：（1）乙二醇侧流动换热方程包括换热温差与流动焓差的计算公式： （1）管中乙二醇储量 乙二醇的焓乙二醇侧换热系数管外空气温度冷凝器管内断面积微元断面管内壁乙二醇液体的温度（2）空气侧流动换热方程包括换热温差与流动焓差的计算公式： （2）管中空气储量空气焓空气侧换热系数（3）乙

11、二醇侧换热系数的计算： （3）组合物性参数 冷凝温度管壁温度（4） 空气侧换热系数的计算： （4）最大迎面风速空气运动粘度横向的管间距N管排数 当量直径3. 乙二醇制冷循环系统图图3-1 乙二醇制冷循环系统图4. 总结4.1 专业空调经过乙二醇节能改造后具有以下优点Ø 采用可靠的工业控制单元使乙二醇机组工作稳定，控制精度高。Ø 不改变原有空调系统风量和加湿，不改变原有机房温湿度参数。Ø 乙二醇系统工作期间，空调压缩机停止运行，延长压缩机使用寿命50%。Ø 进行乙二醇节能改造后，在原有空调室内机上加装室内换热器，不改变原有空调制冷机构，不影响原有空调运行。

12、Ø 进行乙二醇节能改造，不破坏机房维护结构，不影响机房外观。Ø 乙二醇节能机组采用独立控制系统，不影响原有空调控制系统正常工作。Ø 乙二醇机组独立制冷不影响原有空调制冷系统。Ø 乙二醇机组独立控制不影响不参与原有空调控制系统。4.2 项目的要点Ø 室外选择合理的安装位置。Ø 与机房空调不采用电气互锁控制方式、减少故障率；Ø 考虑泵、散热器、管路及距离的匹配问题；Ø 根据不同区域配置乙二醇溶液的浓度；4.3 项目的难点Ø 水泵的维护及解决电机轴与水泵接口处溶液的渗漏问题；Ø 室内散热器的风阻问题，

13、指标将风阻控制在20Pa以内；5. 课题应用情况及效益分析5.1应用情况 目前已经生产出样机，截至2007年底，在黑龙江省内安装85台乙二醇循环空调机组，根据实际测量运行数据得节能率均在25%以上。 我公司已对“无压缩机式机房专用节能空调机组”已经申请了实用新型专利证书，并已经被审批下来，专利号为：ZL 2006 2 0021911.3。5.2经济效益及预期经济效益分析2006年10月16日至2007年5月份在黑龙江省机房29号楼挂表实测记录机房空调数据，把加装乙二醇节能系统的海洛斯34UA空调与海洛斯34UA空调（单机）数据进行相比，结果如下：项目海洛斯34UA(KWH)加装乙二醇节能系统的

14、海洛斯空调(KWH)空调压缩机日功耗21636室外风机日功耗14.4加湿器日功耗21.0721.07室内风机日功耗69.669.6单台日总功耗321.07126.67单台年总功耗117190.5581712.55年节约35478百分比100%69.73%年节能率30.07%条件下，当乙二醇节能机组控温点低于空调控温点时，利用乙二醇系统制冷节能效果显著，经济效益可观，由于北方冬夏温差很大，冬季自然冷源充分节能潜力较大，每台空调加装一套乙二醇节能机组年节约电费为4万元，黑龙江移动交换局用空调300余台，节能潜力较大。根据乙二醇节能机组额定制冷量的不同，改造投资在79万元人民币之间；根据应用地域的不同，投资回收期在1.53年；