保定市某通信機房節(jié)能改造分析摘要通信機房的空調(diào)能耗費用是通訊企業(yè)運行維護費用的重要支出之一，為了解決此問題，對通信機房采用空氣節(jié)能換熱器代替空調(diào)運行效果進行了分析，分析表明此換熱器的使用，可以減少原有空調(diào)機的工作時間，延長其使用壽命，從而降低了空調(diào)機的運行維護費用以及通信企業(yè)的投資成本。本文結(jié)合保定市某通信機房實例，采用逐月分析法對該技術(shù)實施后通信機房的節(jié)電率以及換熱器的回收期進行了計算。結(jié)果表明，節(jié)電效果比較顯著，換熱器的回收期不足兩年半，經(jīng)濟效益良好，是值得推廣的節(jié)能技術(shù)。關(guān)鍵詞能耗空氣換熱器經(jīng)濟效益ANALYSISOFENERGYSAVINGREFORMTOACOMMUNICATIONSROOMINBAODINGCITYABSTRACTCOMMUNICATIONSROOMAIRCONDITIONINGENERGYCONSUMPTIONCOSTSISONEOFTHEIMPORTANTSPENDINGOFTHECOMMUNICATIONSBUSINESSOPERATIONANDMAINTENANCECOSTS,INORDERTOSOLVETHISPROBLEM,USEOFTHECOMMUNICATIONSROOMAIRHEATEXCHANGERTOREPLACEENERGYSAVINGAIRCONDITIONINGRUNNINGEFFECTWASANALYZED，THISANALYSISSHOWSTHATTHEUSEOFHEATEXCHANGERCANREDUCETHEWORKINGHOURSOFTHEORIGINALAIRCONDITIONING,EXTENDINGITSLIFE,ITREDUCEAIRCONDITIONINGCOSTSANDTHEOPERATIONANDMAINTENANCECOSTOFINVESTMENTCOMMUNICATIONSENTERPRISESTHISCOMBINATIONOFACOMMUNICATIONSROOMINBAODINGCITY,AMONTHLYANALYSISOFTHETECHNICALIMPLEMENTATIONOFTHECOMMUNICATIONSROOMRATEOFENERGYSAVINGHEATEXCHANGEROFDIOXINANDTHEPAYBACKPERIODISCALCULATED,RESULTSSHOWASIGNIFICANTENERGYSAVINGEFFECT,THERECOVERYPERIODOFTHEHEATEXCHANGERISLESSTHANTWOANDAHALFYEARS,ITHASAGOODECONOMICBENEFITSANDTHEENERGYSAVINGTECHNOLOGIESTHATSHOULDBEPROMOTEDKEYWORDSENERGYCONSUME,AIRHEATEXCHANGER，ECONOMICBENEFIT目前，通信機房內(nèi)的空調(diào)能耗問題比較顯著，它已成為制約通信業(yè)發(fā)展的重要因素之一，而且因空調(diào)的使用間接或直接引起的環(huán)境問題也是不容忽視的。在我國當前大力提倡節(jié)能與環(huán)保，以及走可持續(xù)發(fā)展道路的形式下，對通信機房的改造也是迫在眉睫的問題之一。從通信機房的環(huán)境特點，以及通信設(shè)備對環(huán)境的要求這些主要方面下手進行節(jié)能改造，不僅不會影響通信設(shè)備的性能，而且可以達到節(jié)能的效果。1通信機房的特點及能耗現(xiàn)狀11通信機房對環(huán)境的要求表1機房環(huán)境溫濕度要求環(huán)境分類溫度（OC）相對濕度（）一類環(huán)境二類環(huán)境三類環(huán)境四類環(huán)境1025102810303353070208020851585隨著電信事業(yè)的飛速發(fā)展，越來越多的電信樞紐大樓正在建設(shè)，其中的通訊設(shè)備機房占有非常重要的地位，其內(nèi)部溫、濕度和潔凈度等環(huán)境參數(shù)不僅直接影響著通信設(shè)備的可靠運行和使用壽命，更關(guān)系到通信的順暢與安全。根據(jù)通信機房環(huán)境要求中國網(wǎng)絡(luò)通信集團公司通信網(wǎng)絡(luò)運行維護規(guī)程（試行）動力設(shè)備分冊中機房環(huán)境溫濕度要求，如上表所示。12通信機房用現(xiàn)行空調(diào)的特點通信機房的空調(diào)降溫、空氣凈化及其運行管理始終是通信維護部門的工作重點之一。通信機房現(xiàn)行利用的空調(diào)設(shè)備具有以下特點1通信機房有其自有的負荷特點，程控交換設(shè)備、傳輸設(shè)備等機器設(shè)備散發(fā)的熱量極大、而且散熱量集中。同時，由于機房內(nèi)沒有特定的濕源，濕量主要來自工作人員及滲入的室外空氣，因此散濕量很?。?空調(diào)送風(fēng)焓差小，風(fēng)量大。由于機房內(nèi)散熱量中95以上為顯熱，熱濕比近似無窮大。因此，空調(diào)機的空氣處理過程可近似看作等濕降溫過程。此工況下的焓差小，同時為了提高換熱效果和保證機房氣流組織，通信機房空調(diào)設(shè)備的送風(fēng)量一般較大。3通信機房內(nèi)部設(shè)備屬于全年不間斷高負荷運行，即使在冬季，也可能存在需要供冷的情況。因此空調(diào)機在全年的大部分時間均須運行，某些情況下須全年運行，運行周期較長，空調(diào)耗能大。為保證全年運行的高可靠性，有時需要考慮備用。近年來隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，我國已成為僅次于美國的世界第二大能源消耗國，同時也是世界第二大CO2排放國。能源的合理利用和新能源的開發(fā)日益得到廣泛的重視。能源短缺和環(huán)境污染問題已成為我國經(jīng)濟可持續(xù)性發(fā)展和人民生活水平提高的瓶頸。其中能源短缺最直接的表現(xiàn)為電力嚴重不足。隨著市場經(jīng)濟的不斷深入，各種規(guī)章制度的不斷完善，市場的運作模式逐步與國際接軌。同時企業(yè)之間的競爭也越來越激烈，通信運營業(yè)務(wù)收入增長會越來越緩慢，開源節(jié)流成為提高經(jīng)營收益的有保定氣象資料30201001020304050123456789101112月份溫度平均氣溫最低溫度最高溫度效辦法。各大運營商一方面要通過挖掘網(wǎng)絡(luò)潛力、發(fā)展新業(yè)務(wù)來增加業(yè)務(wù)收入，另一方面要想盡一切辦法減少運營支出，特別是降低電費支出。在這樣的形勢下，節(jié)電降耗不僅符合我國的基本國情，也是滿足企業(yè)的生存發(fā)展策略。2通信機房空調(diào)運行節(jié)能設(shè)計技術(shù)方案21通信機房基本資料通信機房位于河北省保定市區(qū),下表是保定市的氣象資料。表2保定地區(qū)氣象資料月份123456789101112平均氣溫370758142199244262248201314615最低溫度18316153226981661144335106156最高溫度1291982643336839241934434429322195圖1氣溫與月份的關(guān)系圖22通信機房冷負荷計算方法程控交換機房的冷負荷主要由Q1、Q2、Q3、Q4四部分組成，下面分別介紹。1因圍護結(jié)構(gòu)傳熱所引起的冷負荷Q1，該部分負荷主要是太陽輻射熱通過機房的屋頂、門窗、墻壁、樓板等圍護結(jié)構(gòu)所傳入的熱量和因室內(nèi)外溫差所引起的傳熱量兩部分之和，其計算方法同普通舒適性空調(diào)。2程控交換機的發(fā)熱量Q2程控交換機的發(fā)熱量是通訊交換機房空調(diào)負荷的重要組成部分，也是設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)、選擇空調(diào)設(shè)備的重要依據(jù)。Q2確定的準確與否將直接影響機房的空調(diào)效果，為此了解各型交換機的發(fā)熱特點，對于正確配置機房空調(diào)是至關(guān)重要的。設(shè)備散熱量通常由生產(chǎn)廠家提供安裝功率進行計算或直接提供有關(guān)設(shè)備的各種散熱量；當有些設(shè)備資料不全時，也可以根據(jù)該設(shè)備實際工作時的指示電流、電壓進行計算。由設(shè)備安裝功率計算散熱量Q2KWQ2PN4式中，P程控交換機消耗功率KW；N4蓄熱系數(shù)，程控交換機房，N410，機電式市話交換機N409，長機室、載波室取095。根據(jù)指示電流電壓計算散熱量Q2KWQ2VI/1000式中，V電網(wǎng)指示電壓V；I電網(wǎng)指示電流A程控機房空調(diào)耗冷量的概算指標程控交換機的發(fā)熱量很大，有關(guān)資料介紹每1萬門程控交換機耗電量約4050KW，按照一般的機房排列每1M3機房容積的發(fā)熱量約為166222W。3Q3和Q4的確定Q3為機房工作人員的散熱量，Q4為機房照明發(fā)熱量，計算方法同普通舒適性空調(diào)。確定了Q1、Q2、Q3、Q4后，可按下式求出機房總的冷負荷Q。QQ1Q2Q3Q4KW4換熱器的負荷一般換熱器的負荷選擇是在冷負荷的基礎(chǔ)上增加510的安全系數(shù)。3節(jié)能計算分析及選型（1）機房概述此機房位于保定市南大園局二樓東北側(cè)，水磨地面，空調(diào)采用上送下回的送風(fēng)方式。地面面積45平方米，房間高45米。通信設(shè)備布置率較低。目前安裝一臺制冷量為12KW的空調(diào)?；灸軡M足機房的溫度要求。（2）換熱設(shè)備選型按照上述計算方法，計算得此機房的冷負荷，并選擇換熱器的型號如下表所示表2計算及選型表月份123456789101112冷負荷KW132138617688938977583518富裕系數(shù)007007007007007007007007007007007007換熱器負荷KW1322416582951009682623720設(shè)備選型選擇一臺換熱器，換熱量為6KW（3）機房平面布置圖如圖2所示（4）換熱器安裝位置如圖2所示，初步設(shè)計為壁掛式。機房布置圖如下圖所示。4運行節(jié)能效益分析41間接效益該空氣換熱器在一定時間內(nèi)可以代替空調(diào)制冷，降低了機房電耗；同時減少了空調(diào)運行時間，延長了空調(diào)的使用壽命，降低了通訊系統(tǒng)的投資成本及維護費用；在斷電、空調(diào)故障時，可作為應(yīng)急備用設(shè)備使用，最大限度地保障了通訊設(shè)備的安全可靠運行。42直接效益1理論分析由全年室外溫度變化規(guī)律和熱交換器本身的性能可知，在夏季約90天內(nèi)，該熱交換器不能承擔冷卻機房的任務(wù)，要單獨使用空調(diào)對室內(nèi)降溫。在過渡季或冬季時，由于機房設(shè)備發(fā)熱量較大，室內(nèi)溫度仍然可能升高，還需要起用降溫設(shè)備來保持機房內(nèi)的工作溫度。在這段時間內(nèi)可以啟用熱交換器。先計算機房安裝空氣換熱器前空調(diào)運行全年耗電量，再計算機房安裝空氣換熱器以后的耗電量。2計算方法全年單獨使用空調(diào)時的能耗先計算每個月空調(diào)運行的時間，單位HH再計算當月空調(diào)耗電量，單位KWHW空調(diào)制冷量每月的天數(shù)小時機房冷負荷24H換熱器6KW空調(diào)走廊圖2機房布置圖月運行時間空調(diào)耗功率W最后，每個月的能耗相加，即得空調(diào)全年能耗。安裝空氣換熱器后的能耗綜合考慮當?shù)貧鉁睾涂諝鈸Q熱器的性能，每年的6、7、8月空調(diào)單獨運行，5、9月空調(diào)間歇運行；其他月份，則是根據(jù)室內(nèi)外氣溫來控制室內(nèi)空氣換熱器的開啟情況。能耗計算同空調(diào)能耗計算方法。3各通信機房節(jié)能分析根據(jù)各機房發(fā)熱量、圍護結(jié)構(gòu)、空調(diào)及換熱器的容量選擇等情況來計算各機房的能耗情況。具體結(jié)果見表3，表4所示。表3保定市某通信機房節(jié)電情況月份冷負荷KW換熱器換熱量KW換熱器運行時間H換熱器耗功率KW換熱器月耗電KWH空調(diào)制冷量KW空調(diào)運行時間H空調(diào)耗功KW空調(diào)月耗電量KWH年節(jié)電量KWH1136150103654012075145337822162473036890120123745556533864579036164912022904510303460672000362592120360045162001062673010362628120365045164271137645790361649120229045103031220624730368901201237455565合計108386774056902表4某通信機房（59月）耗電情況月份月平均溫度機房控制溫度圍護結(jié)構(gòu)散熱量W設(shè)備發(fā)熱量W冷負荷W空調(diào)的額定制冷量KW空調(diào)運行折算時間H空調(diào)耗功率KW空調(diào)月耗電量KWH51992027765076231206352545285866244201188765088381207365454896572622016747650932412077745349658248201296765089461207455453354892002007650765012063754528688合計174752注上表中，圍護結(jié)構(gòu)散熱量與室外溫度有關(guān)，正值表示機房通過圍護結(jié)構(gòu)向室外傳遞的熱量，負值表示通過圍護結(jié)構(gòu)由室外向室內(nèi)傳遞的熱量；冷負荷指的是為維持室內(nèi)溫度保持在控制溫度20，需要制冷設(shè)備除去的熱量，其值等于圍護結(jié)構(gòu)散熱量與設(shè)備發(fā)熱量之和。4節(jié)電率由表3和表4可知，通信機房安裝空氣換熱器后比全年單獨使用空調(diào)節(jié)電56902KWH節(jié)電率為569021747526774235。分析由于5月份的室外平均溫度比機房的控制溫度要低，因此在5月份空氣節(jié)能換熱器仍能運行一定的時間，這樣實際的節(jié)電量更多，節(jié)電效果要更好一些。43回收期設(shè)備價格換熱量為6KW的換熱器的出廠價格是12000元；安裝費用及安裝附材費按設(shè)備價格的10計算。由此可得初投資為12000（110）13200元。商業(yè)用電按1元/KWH計算，則靜態(tài)回收期為1320056902232A5結(jié)論通過對保定市某通信機房的經(jīng)濟性進行分析，結(jié)果表明通信機房在使用空氣換熱器輔助空調(diào)制冷后，節(jié)能效果是顯著的。而且在北方地區(qū)，除夏季以外，全年其余時間，均可使用該產(chǎn)品單獨運行或與空調(diào)設(shè)備聯(lián)合運行，這樣就更加增強了機房的節(jié)能效果。目前通信行業(yè)已經(jīng)融入到了人們的日常生活當中，通信成為了人們交流的一重要途徑，因此通信事業(yè)具有廣闊的發(fā)展前景。就目前情況來看，通信機房空調(diào)設(shè)備運行能耗已成為制約通信企業(yè)運營成本的重要因素，而且節(jié)約能源和保護環(huán)境走可持續(xù)發(fā)展的道路是國家一直倡導(dǎo)的，因此通信業(yè)作為一耗能大戶，為了國家和企業(yè)的雙重