通信机房免维护空气换热器

韩炳臣，王立华，朱 磊

（中国联通德州市分公司，山东 德州 253000）

0 引 言

随着公司业务量的不断增长，公司的用电成本也在不断增加。在当前公司成本较紧张的大环境下，节能降耗、降低成本已成为公司增收节支的一个重要环节，而通信机房的节能又是重中之重。

通信机房的用电主要有通信设备、空调系统、电源系统、照明及其他部分组成。历史数据分析可以统计，各部分用电消耗占比约为：通信设备占45%，空调系统占40%，电源系统占10%，照明及其他占5%。由于通信设备、电源设备及照明设备的用电在投入运行后基本不变，因此只有在设备采购、选型时考虑选用节能性设备，从源头上最大限度地节约用电[1]。空调系统的能耗与设备选型、环境温度、送风方式等都有很大关系，成为电信行业节能的首选对象。本文主要研究如何利用自然冷源冷却室内空气，降低室内温度，从而降低空调系统工作时间，达到节能降耗的目的。

1 空气换热器节能原理

1.1 节能原理

本文研究的空气换热器是机房内空调的条件性替代品。该设备的节能原理是在室内温度较高、室外温度较低时，采取隔绝换热方式，室外空气不直接进入室内，利用风机将室内热空气送至室外换热器循环，利用室内外的温差消除通信机房的余热量，在春、秋季或冬季部分替代或完全替代机房空调设备，实现通信机房的空调节能[2]。

与现行空调相比，空气换热器主要具有以下三个优点：

（1）空气换热器的风机功率明显低于空调机的压缩机功率，在一定时间内替代空调工作，节能效果明显。

（2）由于空气换热器的应用，空调系统的工作时间明显减少，延长了使用寿命，降低了投资成本和维护费用。

（3）该空气换热器与空调相比，基本是免维护的，大大降低了维护人员的维护量和维护成本[3]。

1.2 效益理论分析

对于通信机房节能效益的计算，主要是以通信机房负荷特性和全年室外温度变化特性为依据，通过逐月计算的方法，计算通信机房用空气换热器辅助空调降温的全年节电情况。机房内的温度一般设置在高温25～26℃。由全年室外温度变化规律和空气换热器本身的性能可知，华北地区夏季气温约高于22 ℃，该换热器不能承担冷却机房的任务，要单独使用空调对室内降温。所以，夏季大部分时间不能使用换热器对机房降温，只有环境温度低于22 ℃的晚上或下雨时才可使用。通过温度控制器，可以实现根据室内外温度的差值适时开启或关闭换热器[4]。在春、秋季和冬季时，由于机房内发热量较大，室内温度仍然可能升高，需要起用降温设备来保持通信机房内的工作温度。这段时间内可以启用换热器，达到对机房内设备降温的目的。

换热器的工作条件是通过温度控制器采集室外、室内的温度值，根据设置条件开启或关闭换热器。一般，室内温度高于室外温度3～5 ℃或以上时，开启换热器比较合适。

2 实例分析

2.1 案例分析

下面以德州市某基站机房为例，分析用空气换热器替代空调的节能效果。图1为基站的空调外机，图2为蓄电池组。

图1 空调外机

图2 蓄电池组

该基站从4月16日安装完换热器后进行测试，测试方法为换热器隔天工作的方式，即今天打开换热器工作24小时，明天关闭换热器24小时，空调始终正常工作，换热器作为空调的工作补充，尽量使机房内温度低于空调启动温度。每24小时记录空调用电量，从而做出比较。表1为一段周期内的测试数据。

表1 小东关基站换热器测试记录

效果分析：不考虑天气因素，关闭换热器空调用电量936.34 kWh。打开换热器空调用电量767.3 kWh，节约用电169.63 kWh，平均每天节约用电6.06 kWh。

2.2 回收期

设备价格。本套设备采用在市场自行选材制作，铝方管价格350元，外加工送风箱体300元，风机240元，自行安装，共计约900元。

安装费及安装附材费。按设备价格的10%计算，由此得出投资为1 000元（没有包含安装费）。

若按商业用电费用为0.85元/kWh计算，静态回收期为195天。

3 结论

对德州市某通信机房的经济性分析表明，通信机房用空气换热器辅助空调制冷，节能效果显著。尤其在北方地区，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。

目前，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。本项目研发的节能产品是解决这一问题的有效方法，一方面可有效减少机房空调运营成本，另一方面可减少机房空调设备投资，具有较高经济效益和社会效益，极具市场发展潜力。

续表1

参考文献：

[1] 侯福平.通信机房空调系统节能技术探讨[J].通信电源与机房空调的安全节能，2006，（6）：20-21.

[2] 贺小营.通讯机房专用空调及其冷负荷计算[J].制冷，2005，24（3）：64-67.

[3] 中国电信电源技术支撑中心.通信机房用电分析及节能方法概述[J].广东通信技术，2009，29（2）：38-46.

[4] 鲍玲玲.通信机房用空气换热器经济效益分析[J].河北工程大学学报（自然科学版），2007，24（3）：20-22.