通信机房风冷空调节能改造

吴正南

摘要：目前在通信运营商的能耗构成中，通信机房的能耗占主要地位，不同类型的通信机房的能耗占比相差较大。随着运营商通信发展面向“全业务”，大型通信综合楼宇和数据中心的建立，通信机房的用电能耗正在逐年递增，其中通信机房空调用电能耗占较大比重。

关键词：通信机房；风冷空调；节能改造

1导言

目前在通信运营商的能耗构成中，通信机房的能耗占主要地位，不同类型的通信机房的能耗占比相差较大。

2通信机房空调系统节能的意义

我国通信业发生了日新月异的变化，通信设备也得到了相应的改善，即快速向集成电路方向发展，但目前存在的唯一缺点就是机房设备在日常运行中其稳定性和安全性均会受到影响，究其原因主要是机房内的高温环境造成的，而导致机房内的高温原因是设备的电路集成化高和大功率电。电信企业中通信机房的耗电量与总耗电量相比，其占比约达到90%；通信机房的空调系统耗电量与机房耗电量相比，其占比可达到40%。因此，提高空调的节能技术来降低机房空调系统的能耗成为了亟需解决的问题。

3利用自然冷源

利用自然冷源的原理就是将室外的的自然环境设为冷源，就是当室外空气的温度降低到足够低时（低于室内空气温度很多）进行通风，然后利用流动风带走机房内的热量，直至机房内部的温度逐渐降低。这样制冷的技术不仅可使空调的使用时间有效减少，还可实现节能的作用。现如今，可通过自然通风新风系统和热交换新风系统以下两种方法来实现利用自然冷源进行降温：（1）自然通风新风系统：一方面，当室外的空气温度明显低于室内的空气温度时，利用流动风将室外的冷空气输送至室内，达到降低室内温度的作用；另一方面，当室外温度没有室内低时，可通过开空调的方式降低室内的温度。而自然通风新风系统是需要引入室外的冷空气进行室内降温的，这种方法的缺点就是外界的环境极易影响机房内的环境，因此，目前接待解决的首要问题就是如何才能确保机房的温湿度和洁净度满足通信设备的需求。（2）热交换新风系统：一方面是只允许室外新风带走室内的热量，不允许室外空气进入室内；另一方面是室内的空气通过换热冷却继续被送回室内。室内和室外的温差极易影响新风系统的制冷效率。我国不同地区差异很大，因此热交换新风系统的制冷节能效率必须要通过实践进行验证。

4使用新型制冷剂

现在市场上有一种制冷剂可达到节能环保的作用，即R4制冷剂，这是一种多元非共沸制冷剂，是由多种氟利昂按照固定比例均匀混合而形成的。这种制冷剂直接注入就可正常使用，既不需要改变设备原有的结构，也不需更换部件和润滑油。在目前有些地方已进行了试运行，依据调查的资料显示，R4制冷剂在实际中使用时，各种各样的因素都会影响它的节能效果，这与理论上预期的制冷效果差异较大，因此还需对R4制冷剂在不同的条件和环境中进行持续实验和测试，观察设备运行的异常情况。此外，空调设备的工作状况会受到不同制冷剂的影响，因此只有得到了空调设备厂商的认可，才能运用R4制冷剂替换现有的制冷剂，否则需谨慎使用R4制冷剂。

5风冷式冷凝空调系统改造方案

通信枢纽楼空调制冷需求是全年性的，即24（小时/天）×365天，如何保证空调系统安全运行同时有效降低制冷能耗成为节能减排工作的重中之重。对于水资源丰富的上海或其它水资源丰富地区，通信枢纽楼空调冷却系统建议采用水冷式冷凝空调系统，充分合理利用水资源进行原有风冷式冷凝空调系统改良和优化，为已建或新建通信枢纽楼空调节能减排工作的落实，提供理论研究和改造参考。针对已建的风冷式冷凝空调系统，需要结合现场屋顶建造结构情况和承重条件，布置对应风冷式冷凝器的水冷式换热器以及冷却水塔系统。在每组风冷冷凝器后端串联一套水冷换热器，通过循环水泵将冷却水从冷却塔内输送到水冷换热器内，将空调系统的制冷剂进一步冷凝换热，再将水循环到冷却塔内，通过冷却水塔降温，再一次传输到水冷换热器内。不仅可以增加空调系统的冷凝换热量，而且有效降低空调的冷凝压力和冷凝风机的工作负荷。改良方案系统图如图1所示。

具体实施方案如下。

（1）把原来的风冷冷凝器串联壳管式换热器，安装在原风冷室外机的上方或下方。壳管式冷凝器按照风冷100%设计考虑。高压的冷媒气体通过壳管式换热器与水进行充分的热交换，冷媒由气体变成气液混合物。换热量可以通过调节壳管式换热器的阀门去调节，使得冷凝压力保持在精密空调合适运行压力范围之内。使水系统正常运行情况下，风冷系统不运行，达到降噪的效果。（2）在楼顶承重条件许可情况下，增设冷却塔，做好主备用，冷却塔与水冷冷凝器之间采用铜管连接。冷却塔设计为37℃/32℃进出水的换热温差。（3）增设循环水泵，做好主备用，使冷却水能够在水塔与换热器之间完成换热循环。施工前应考虑到通信大楼各层均为在用通信机房，精密空调不能全部停机改造，所以施工时先预安装楼顶冷却塔与各层的冷却水管道、水冷换热器、水泵、及电源线。待冷却水路管道系统和冷却水塔全部安装完成，先对冷却水系统进行测试，待水系统运行正常后再将冷媒管与水冷换热器连接。施工期间按照通信机房为单位，逐台割接逐台并网，即连接一台精密空调并调试成功并网后施工下一台精密空调，以确保工程改造不影响机房设备的正常运行。（4）增设一套水系统自动制药系统，能够根据冷却水塔水的清洁度指标进行自動投药，以保证开式系统内冷却水质，确保水冷换热器运行正常。冷却水系统示意图如图2所示。

6结语

综上所述，在通信机房中，为了使用不同种类的节能技术达到节能减耗的目的，会相应地增加一些设备，当然还有可能会在原始设备的基础上对其进行改造，但是此时也会相应的加大设备维护的工作量。因此，在实际中还需对不同种类的节能技术进行跟踪和评估其节能项目的节能效率和运营成本，然后再确定使用节能项目的必要性。

参考文献：

[1]贾德晋.通信机房空调节能气流优化措施研究[J].中国新通信，2017，19（11）：76.

[2]丁海泳.对通信机房空调节能的探讨[J].无线互联科技，2015（01）：67.

[3].如何走出通信机房空调节能的误区[J].通讯世界，2013（16）：42-44.

[4]李红霞.通信机房空调节能气流优化措施[J].邮电设计技术，2011（09）：6-8.