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机房空调系统的节能技术探讨

来源:机房360 作者:尕刺编辑 更新时间:2011-6-15 13:15:56

摘要:通信机房的空调系统节能是电信企业节能降耗的关键。降低机房空调系统的能耗需要从多方面着手,采用综合节能技术,使机房总能耗明显下降是有可能的。

  随着经济高速发展,使得在能源及环境上的压力不断增大,节约能源成了首要选择。
  
  通信产业是一个高科技产业,同时通信产业也是一个高能耗产业。随着中国电信事业的飞速发展和通信网络规模的不断扩大,电信企业的能源消耗也在迅速增加。要抓好电信企业的节能工作,其重点是降低通信机房的电能消耗。
  
  通信机房中的电能应用主要包括两个方面:通信设备的用电和机房建筑能耗。一般通信设备用电占总用电量的30%左右,通过更换效率低下的在网设备,合理调整用电负荷能够有效的达到节能的效果。机房建筑能耗主要有机房照明、暖通空调系统。机房使用空调设备能有效地保障通信设备的正常运行,而调查表明,在机房用电消耗中,空调用电占了50%以上。因此通信机房的空调节能,是电信企业节能降耗的关键。从实际情况来看,机房热湿环境保障系统的节能也是大有潜力的,节能措施可以是多方面的:
  
  一、变频技术节能
  
  变频技术是一种应用广泛的电机节能技术。应用了变频技术的空调机一方面降低了开关损耗,另一方面提高了低频运转时的能效。在空调行业多种节能技术的应用中,变频技术是有效和成熟的技术目前,变频器技术已很成熟,在市场上有很多国内外品牌的变频器,这为变频调速节能提供了充份的技术和物质基础。变频器已在国民经济各部门广泛使用。在通信机房空调系统中,目前变频节能技术主要有两种方式的应用:
  
  1)中央空调系统水系统变频调速节能方式。
  
  空调水泵的耗电量,可占中央空调空调系统耗电量的15%~30%,所以水泵节能非常重要,节能潜力也比较大。
  
  ●变频调节水泵转速的节电原理


  采用交流变频技术控制水泵的运行,是目前中央空调系统节能改造的有效途经之一,上图中,图一和图二绘出了阀门调节和变频调速控制两种状态的压力-流量(H-Q)关系及功率-流量(P-Q)关系。
  
  室外空气温度、湿度参数在整个供冷季是在不断变化的,所以空调系统的冷负荷在一年中也在不断变化,并不保持一成不变。空调的冷负荷一年中变化很大,全年大部分时间的负荷只有最大负荷的50%左右。
  
  从上图中可见用变频调速的方法来减少水泵流量的经济效益是十分显著的,当所需流量减少,水泵转速降低时,其电动机的所需功率按转速的三次方下降。如水泵转速下降到额定转速的60%,即f=30Hz时,其电动机轴功率下降了78.4%,即节电率为78.4%。
  
  ●冷冻和冷却水泵节电率的计算:
  
  计算公式:
  
  冷冻和冷却水泵节电率
  
  式中:f1为变频器运行频率:
  
  f0为市电频率,一般为50Hz
  
  例如:变频器运行频率=35Hz
  
  水泵节电率=[1-(35Hz/50Hz)3]×100%=65.7%
  
  变频器运行频率=40Hz
  
  水泵节电率=[1-(40Hz/50Hz)3]×100%=48.8%
  
  2)机房专用空调压缩机变频方式
  
  传统的机房专用空调和普通的民用空调一样,由于供电频率不能改变,传统的定频空调的压缩机转速基本不变,是依靠压缩机不断地“开、停”来调整室内温度,其一开一停之间容易造成室温忽冷忽热,并消耗较多电能。机房专用空调压缩机变频技术通过变频器来改变压缩机供电频率,调节压缩机转速。依靠压缩机转速的快慢达到控制室温的目的。空调在每次开始启动时,先以最大功率、最大风量进行制热或制冷,迅速接近所设定的温度后,压缩机便在低转速、低能耗状态下运转,仅以所需的功率维持设定的温度,这样不但温度稳定,还避免了压缩机频繁地开开停停所造成的对寿命的衰减,而且耗电量大大下降,实现了高效节能。
  
  应用了变频技术的空调机一方面降低了开关损耗,另一方面提高了低频运转时的能效。在空调行业多种节能技术的应用中,变频技术是有效和成熟的技术。
  
  但是,由于变频技术的核心原理为高频脉宽调制技术,使用变频器就相当增加了一个谐波源,而且空调设备的功率一般都比较大,因此,对通信电源低压配电系统的谐波干扰以及通信设备的电磁干扰不容忽视。
  
  在采用中央空调系统水系统变频调速节能方式,应尽量将空调系统的低压配电与通信设备的低压配电分隔开。机房专用空调压缩机采用变频技术,应注意与通信设备保持距离并做好电磁防护措施。
  
  二、机房专用空调的自适应控制节能技术
  
  上海电信公司根据机房专用空调只利用本机回风口传感器的温湿度值,作为数据采样参考点,无法监测整个机房平面的真实环境温湿度数据,准确性不够等缺陷。着眼于机房专用空调系统组合的综合控制能力以及机房内气流组织的优化处理。通过总结实际使用中的经验和理论分析,利用采用计算机温度模拟技术建立的数学模型,取得最佳的合理调控配置。
  

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