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通信機房新風節能系統

發布時間:2019-09-23

    新風節能技術的應用可大大降低空調能耗,這是目前空調系統最有效的節能措施之一。例如,上海地區可以利用時間為210天,北方利用時間就更長;這種方法的節能效果非常明顯,根據資料,部分節能效果高達70%。
        智能新風節能系統以先進的溫濕度控制理論作為設計依據,具有顯著的節能效果。溫濕度控制理論是以空調系統中的“風系統”為理論依據,結合大自然的能量與自動化控制理論進行改造,在保證機房溫、濕度及潔凈度的前提下,透過傳感器實時地比較機房室內外的溫、濕度,當室外溫、濕度達到可利用標準時,機房節能控制模塊就控制進風設備開始工作,引入室外經過凈化、處理后的新風,降低空調負荷甚至停用空調,應用大自然的能量達到最佳的節能效果。
        但是為了引入外界的新風,需對墻體開孔等,對機房土建和消防會有一定的影響。新風系統在下列環境條件下應能正常工作。
        (1)室內環境溫度為5~40℃。
        (2)室外環境溫度為-30~+45℃。
        (3)相對濕度不大于90%。
        (4)海拔高度小于2000m。
       注:海拔高度超過2000m時需降額使用或與用戶協商。
 
1、新風系統的分類及名自特點
        (1)按風量來分可分為:
        ① 小型系統:額定風量≤3000m3/h。
        ② 中型系統:3000m3/h<額定風量≤9000m3/h。
        ③ 大型系統:額定風量>9000m3/h。
        (2)按照新風進入室內的形式可分為新風直接冷卻(直排式)和新風間接冷卻(熱交換式)。
        1. 機房新風直接冷卻系統(直排式)
        當室外空氣溫度較低時,直接將室外低溫空氣送至室內,為室內降溫;當室外溫度高,不足以帶走室內熱量時,則開啟空調。該方式直接引入室外的空氣,機房環境易受外界的影響。
        產品結構依據空氣動力學的原理,在機房相對的兩面墻壁上按不同的高度開兩個孔,分別作為出風口和進風口。在排風扇的作用下,使機房內形成流動氣流,不斷地引進低溫的室外空氣,排出高溫的室內空氣,從而達到降溫節能的目的。
        新風直接冷卻系統主要由進風裝置、過濾裝置、排風裝置、加濕裝置(可選)、控制器、環境監測傳感器和其他安裝附件(如調節閥、管道系統等)組成。
        在實際應用中,有不同的排風模式,包括主動進風被動排風、被動進風主動排風、主動進風/主動排風等。其中,主動進風被動排風方式是機房較為適合的送風方式,被多數的廠家推廣使用。
        但該新風置換系統具有以下缺點:
        (1)戶外空氣質量難以保證符合機房設備對塵埃度的要求,需要加裝防塵柵,并定期對其進行清洗和更換,維護成本高。
        (2)當戶外濕度較大或者空氣質量差時,必須關閉進風口。
        (3)由于新風導入、機房內空氣的導出,使得機房內原有火災報警檢測靈敏度降低或失效,因此給機房安全帶來很大的隱患。
        (4)戶外環境中的有害或者腐蝕氣體及微塵會進入機房,影響機房內設備(機柜等)的安全運行,存在運行安全隱患。
        2. 機房新風間接冷卻系統(熱交換式)
        該類產品由兩套獨立的循環風道組成,室外冷空氣經過管道,進入室內換熱器與強制循環流動的室內熱空氣通過特制形狀的金屬換熱芯體進行熱量交換,從而降低室內溫度。控制器的功能智能化,可以實現與空調機的聯動,按預定的程序執行換熱器與空調機之間的開/關機。
        產品的關鍵部件是換熱芯體,又稱為能量回收裝置,室外空氣不進入機房,在換熱芯體內完成熱交換作用。
        熱交換節能系統的主要優點如下:
        (1)系統獨立內風道可保持室內氣壓、濕度始終不變、符合國家通信基站、機房設計標準。
        (2)隔離性:內外空氣只進行熱量交換,空氣成分間完全隔離,解決了普通新風置換系統存在的問題,杜絕了戶外空氣進入機房內,可應用于通風系統無法使用的化工廠附近粉塵較大、海霧較大、氣候惡劣等地區,確保通信設備安全可靠運行。
        (3)保濕性:因內外空氣成分不交換,裝置運行時,戶內空氣的濕度不會因裝置運行而流失;相反,因為空調運行時間的減少,可以最大限度地減少因空調運行帶走的戶內空氣濕度。
        (4)全氣候性:不受外界環境影響,在合適的內外部溫度溫差條件下,可全氣候運行。
 
2、節能產品的發展
        限制通風節能產品普及應用的原因主要是人們希望節能產品不僅能節電,也要避免對機房環境產生影響。因此,一些公司對產品進行了技術改進和發展。
        (1)一方面,直排式通風節能產品改進了空氣灰塵含量檢測與空氣過濾與除塵能力。具體做法是分別增加室內、室外灰塵傳感器,實時檢測室內灰塵含量,經控制器及時發出報警信息及停機指令。增加進風口空氣過濾除塵能力,在兩層空氣過濾棉的前端增加100目以上的細鋼絲網,在鋼絲網室外側安裝自動除塵刷,定時除塵。
        (2)另一方面,熱交換式節能產品中應用新工藝提高換熱芯體的熱交換能力。研發新型換熱芯體材料取代鋁板等,努力降低生產成本。采用低功耗電動機,改進風箱結構,最大限度地提高節電率指標。
 
3、機房通風節能產品的適用性和經濟性
        1. 節能產品的特點
        通過前面的介紹,我們可以將兩類節能產品的性能特點進行對比,見下表:
 
直排式跟熱交換式性能對比
 

對比項目/產品    直排式    熱交換式    

科技含量    低,結構簡單    高,換熱芯體的結構比較復雜    

生產成本    低    高    

是否對機房環境有影響    有,多次過濾后,進入機房空氣中的扔含有灰塵顆粒    無,室內、外的空氣隔離,沒有灰塵進入機房    

是否對機房設備有影響    有,空氣中的偏酸或偏堿含量會進入機房,間接影響電子元器件的壽命    無,室內、外的空氣隔離,不影響設備的工作狀態    

維護成本    高,需要定期清洗、更換空氣過濾裝置    低,產品結構上沒有空氣過濾裝置,無需維護    

運行節電率    高    較低    

占用機房空間情況    占用機房內的空間小    占用機房內的空間大,有吸頂、落地、壁掛等多種形式可以選擇    

對安裝環境的要求    因為需要在相對的兩名墻壁上開孔,一面是背陰的北側,所以要求是獨立的房間    需要在背陰的北側墻壁開兩個相距1m以上的孔    

 
        從上面的對比結果可以看到,直排式的主要特點是節電效率高,對機房所在地區的空氣質量與環境狀況要求較高;熱交換式的主要特點是室外空氣不進入室內,對機房環境沒 影響,節電效率較低。
        2. 節能產品的適用性
        我國幅員遼闊,各個省不同地市/地區的地理環境、氣溫溫差及空氣質量的差異很大。參照節能產品的特點,可以看到氣溫溫差及空氣質量的優差,決定了是否有必要安裝節能 品及安裝哪一種類型的節能產品。通過實踐考察與產品性能分析證明,節能產品具有適用性:溫差大,空氣質量差的地區適合安裝熱交換式;溫差小的地區不需要安裝通風節能產品;溫差大,空氣質量好的地區適合安裝直排式。
另外,下列幾個方面同樣需要綜合考慮是否適宜安裝:
        1)機房耗電量的大小
        為獲得理想的節電效果,應選擇直流負荷大于45A的機房安裝使用節能產品。
        2)機房所在地區是否潮濕
        沿海城市如果空氣中含堿性成分過多或潮濕,則不適宜安裝直排式;否則對通信設備中的電路板有腐蝕危害。
        3)機房是自建還是租用
        因為需要打過墻孔,對于租用的機房,需要得到出租方的同意后安裝。


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