空调室外机水喷雾节能技术在大型所应用

实际工作中，部分通信机房空调系统因室外机阳光直接照射，或因实施降噪工程冷凝器运行环境密闭，导致夏季高温天气时经常发生压缩机高压保护现象。有的机房维护人员为使机房空调正常工作，保证机房温度环境，不得不使用自来水冲淋冷凝器降温，暂时解决问题，但因缺乏自动控水功能，水利用率较低，且维护人员需忍受冷凝器周围的高温环境，工作条件极其艰苦。针对此类问题及夏季空调节能的需求，目前北京联通正在试验、推广空调室外机（冷凝器）水喷雾节能技术（以下简称（冷凝器）进风侧安装自动水喷雾装置，水雾的蒸发会带走大量的热量，因此降低了室外机进风侧空气温度，增强了热交换能力，使进冷凝器铜管内的制冷剂蒸汽加速转化为液体，达到节能的效果。空调喷雾节能装置使用的喷雾头能生成几千分之一滴的小水雾，这样一滴水的接触面积就能增加数十倍，蒸发速度加快，因而雾化后的一滴水比雾化前的热交换能力增加数十倍。

蒸发成水蒸汽，可使周围空气温度下降1~5℃，特别是在北方夏季温度较高而相对湿度不大的环境下，降温效果更加明显。此外，剩余的70～80%的水雾在风扇的作用下被吸入冷凝器时，首先遇到高温的铝翅片，迅速蒸发并将部分热量带走，促使铜管内气体制冷剂加速液化，减轻管道内压力，减少压缩机运行电流，空调喷雾节能系统由喷雾装置、进水装磁阀、喷雾头、喷雾管路和水阀组成。喷雾控制器能够获得空调压缩机的工作信号，并根据温度感应器的参数进行复合控制，使喷雾在冷凝器温度为45℃时开始，40℃时停止，以便增强效果并提高水利用率（喷雾控制器还可根据冷凝压力设置喷雾开启条件，实施降温）磁阀根据喷雾控制器指令对每路进入喷雾头的进水控制装置由进水控制器、水泵、储水罐、水处理器、压力感应器、进水管路和水阀组成。系统还配备了独立供电装置，以保证整62个节能系统的独立性，减少对原空调系统的依赖及造成的不良影响，避免针对空调喷雾节能技术，北京联通于2009年7~10月在12处局所对147台空调进行了规模试验。为了保证取样的覆盖度，参与试验的机房包括交换机房、IDC机房等多种用途机房；空调机制冷量为50～100kW·h；空调机形式有单压缩机和双压缩机；室外机位置包括了平台和侧廊；安装形式有水北京联通在以上试验局所共安装了20套水处理一体柜，每台水处理一体柜均安装了水表用于记录耗水情况，根据现场情况选择安装了52台电表。空调喷雾节能装置安装时，北京已进入盛夏，气温升高。因参与试验的空调机冷凝器安装环境较为恶劣，未开启喷雾节能装置的空调机冷凝器

频繁发生高压保护告警，按原试验方案实施对试验结果影响较大。为取得可靠的数据，实验对比选取同一机房、同一机型的设备，选取两个基本相同的时间段，分别开通喷雾和关闭喷雾来进行测试，测试时长一般设定为半小时。在各局空调上都安装三相电度表进行测量，分别记录当时的时实验方案为：以24h为测试时间单位，进行非节电模式（空调机按常规条件运行）与节电模式（喷雾节能因北京联通此次试验涉及通信局所较多，数据量较大，此处仅举其中少量典型数据，见表1和表2（电能单北京联通机房现场实验数据表明，当室外环境温度高于20℃时，空调喷雾节能装置就能显现节能效果。当环境温度超过30℃时，除个别空调因为高压报警停机无法比对外，大部

分的节能效果都超过25%。特别是对于外部排风散热环境较差的空调机冷凝器效果尤为突出，如安装在区局北侧室外平台的一组空调，受降低噪声工程影响，冷凝器效率极低，在大气温度33℃左右的情况下，相同时段开喷除了单机的节能效果之外，由于每台空调在节能的同时提高了制冷量，所以机房内的温度得到了有效的控制。以某区局机房为例，机房平均温度降低了1.5℃。由于机房温度达到标准，机房内的多数空调压缩机实现消除了空调的高压报警。以某IDC机房为例，安装空调喷雾节能装置前高压报警每月为142次，使用节能装置后降低为每月19次。在测试过程中也对部分空调进行了运行压力和运行电流的检测，高压在1700kPa以上的设备通过喷雾措施能下降100～200kPa。空调喷雾节能装置的耗水量不大，节电效果明细：在某区局机房测试期间实测机组安装了24个喷雾头，每个喷头用水5L/h，每小时耗水0.12吨。开启喷表1某区局机房节能测试数据（2009年8月4日表1某区局机房节能测试数据（2009年8月4日开454关44开3813关393开2872关22表2某DC关3033开83033雾时空调系统耗电总量210kW·h，关闭喷雾时系统总耗电量为262kW·h，节电52kW·h，节电率为19.8%。经过对各局所及累计汇总的空调设备用电、用水的计算和分析，每台空调日均节能量为40～130kW·h，其中大多数场地集中在47～67kWh。对于大型机房、IDC空调机数量较多的机房，单台日均节能量较大。本试验项目总的节能率为21.89％，单台空调日均节电量为98.84kW·h，据此估算的投资回收期保守估计小于3年。空调喷雾节能装置使得进入冷凝的空气温度下降。进气温度下降后，冷凝器的换热量效果提高，这样加快了高压、高温制冷剂蒸汽的冷凝速度，提高了空调的制冷量。安装空调喷雾节能装置后补足制冷剂，可使机房内的备用空喷雾后冷凝器换热量增大，降低了冷凝压力。冷凝压力的降低减小了压

压缩机在压缩空气的过程中，为了保持运动的平稳，保护动涡旋和静涡旋的磨合面，必须使用润滑油。润滑油的有效温度一般为40～50℃。油温过热会使润滑油失效，导致油封失效，压缩机的蜗旋室串气。润滑油碳化会造成系统积碳，阻塞管路，运行阻力加大，压缩机电机功率增加，过热严重时甚至会烧毁。空调喷雾节能装置能有效地降低冷凝压力、排气压力和排气温度，避免压缩机在恶劣的工况下运行，延长压此外，冷凝器侧的温度降低也会提高冷凝风扇的使用寿命。冷凝风扇的轴承同样需要润滑油，降低温度能够保证冷凝风扇轴承的润滑，减少风夏季高温天气时，如果冷凝器

空调喷雾节能技术在测试期间总体效果较明显，但也暴露出了一些问一是为使空调机夏季能够正常运行，减少高压报警，相当数量的空调制冷剂充注不足，致使在安装了空调喷雾节能装置后出现制冷剂不够等问题。建议在安装了空调喷雾节能装置后及时补二是虽然空调喷雾节能装置中安装有水处理一体柜，通过技术手段使得水垢缓释和改性，但仍旧有一些结垢的现象，水中的钙、镁离子生成的水垢会敷在冷凝器的翅片上，影响换热效率。这种结垢不易清除，长期积淀腐蚀甚至影响冷凝器的正常使用。此问题在北方表现尤为突出，有待进三是空调喷雾节能装置有一定的维护工作量，需要定期更换水过滤器和检测有无漏水的情况。目前，