机房新风节能系统

机房新风节能一．机房新风节能系统机设计原理随着通信设备集成化程度的提高，通信设备的单位体积功率密度增加，设备对温度的要求也越来越严格，通信设备对环境的要求也越来越重要。目前控制机房环境变化的主要手段是通过机房空调进行调节，机房空调的能耗已占到总能耗的一半以上。在企业精细化管理的今天，通过合理可行的方式可以节约大量的能耗，降低维护运行成本。此外，目前大量的有源节点并没有配置空调，机房夏季温度高，对设备影响很大，特别是对于蓄电池组，当温度超过25℃，每升高1℃，充电电流上升10%，失水增加1.5%；同时增加了反应热量，提高了电池的反应温度，形成恶性循环。温度每升高10℃，时间使用寿命缩短一半，超过55℃，电池毁灭性损坏。机房新风节能系统可以做为机房的配套工程，引入室外自然冷源为机房设备降温，有效的保护通信设备。1、工作原理机房新风节能系统利用室内外温度差，引入室外自然风制冷，缩短空调工作时间，达到节能减耗目的。置换通风属于上送风的一种，气流从位于侧墙上部或窗户的进气风扇强制送入室内，经导流口进入工作区，吸收人员和设备负荷形成热羽流，然后再由排风机将热空气排到室外。机房新风节能系统在置换过程中，冷空气的密度大于热空气，冷空气在下降的过程中，流量逐渐增加。热力分层高度将整个空间分为上下两区，下区空气由下向上呈单向“活塞流”，沿高度方向形成明显的温度梯度和污染物浓度梯度；上区热交换充分的空气被排气扇排出。2、机房新风节能系统新风装置风量计算不使用新风置换装置的费用计算：按300W/㎡制冷量计算，假如机房面积在1000㎡，机房空调能效比在3.0(一般舒适性空调在2.5左右)，电费1元，压缩机年运行时间在70%：(300×1000)/3×24×365/1000×1×0.7＝55.188万元。新风置换装置的计算：Q=V×S×ρ×（h2-h1)式中Q为制冷量，V为风速，S为出风口面积，ρ为空气密度，取1.2，以上公式可以简化Q=M×（h2-h1)，其中M=V×S×ρ，为送风量。由于即使制冷量一定，焓值随季节变化较大，不便于计算，按使用新风置换装置后，空调运行时间30%，采用10台5.5KW变频风机，年运行时间50%，耗电80%运行，计算如下：(300×1000)/3×24×365/1000×1×0.3＝15.768万元。5.5×10×24×365×1×0.5×0.8＝11.56万元。通过计算，可以看到，至少可以节约60%左右的电费。若企业每年消耗的电费中50%来自空调，通过机房新风节能系统每年节约50%的能耗，即总能耗的25%，若每年电费是2000万，则节约500万。对于没有空调设备的农村支局、光节点，通过机房新风节能系统降低室内温度，减少通信设备处于高温状态的时间，则可以提高通信的安全性和可靠性，延长设备寿命，特别是蓄电池组的使用寿命，其效益更将是不可忽视。空调设备的增加并不仅仅表现在能耗上，需要强调的是系统成本，即空调设备增加、――耗电增加、线路增加、变配电设备增加、维护成本增加。对于无人光节点和基站可以不使用空调，采用60W风机，风量2000M3/h，噪音低于55分贝，能有效延长设备使用寿命二．机房新风节能系统控制系统阐述1.机房新风节能系统控制实现方式可以使用温湿度传感器，由计算机控制通风设备自动开闭换气扇的运行。按照系统调节参数的不同，可以将智能化系统的控制模式划分为三种类型：第一种是自动锁定系统。例如按照设定的温湿度值作为调节参数，使之保持恒定不变或者不超过指定的偏差。通常将它称为“定值调节系统”。一般的空调都采用这种调节方式。第二种称为程序调节系统，即以时间为调节参数，按照事先给定的时间函数来调节系统的运行状态。对于农村电网不稳的地方较为适用。也称为“定时调节系统”。第三种则是随动调节系统。按照设定的室内温湿度值与室外自然气温之间的差值进行调节就是标准的随动调节。它是以一个确定的差值作为调节参数。因此，设定值的确定是空调设计的合理性问题，是直接节能问题。2.系统控制基本思路系统的运行按照季节的不同，综合室内外温度的情况，分为以下几种：夏季：由于外界环境温度一般不会低于23℃，对于有空调的机房应关闭新风置换设备，否则会增加室内机房专用空调的热负荷。对于无空调的一般机房、接入网点，当室内外温差在＋3℃，均应启动换气散热。过渡季节：一是判别电路，确定室内外温度差在＋3℃(可调)以上时，且室外温度低于16℃(可调)高于8℃(可调)时，控制继电器动作，同时开启进排风风扇，关闭空调机组的运行；二是当室内外温度差在＋3℃(可调)以上时，室外温度高于16℃，低于23℃时，空调系统自动运行，换气设备同时运行。因为16℃是机房空调送风温度的上限。在与室内热量交换后，一部分排出室外，一部分经过机房专用空调的蒸发器再次循环。当新风置换无法满足机房温度要求时，机房专用空调启动制冷。对于无空调的机房，只要设置超过室内设定温度(如23℃)启动运行，低于停止温度(如20℃)停止运行即可。冬季：第一种情况与过渡季节的第一种情况相同，新风置换系统连续运行。第二种情况是当室外温度低于8℃(可调)时(由于在干球温度24℃，相对湿度35%时，露点温度是7.81℃)，可能出现室内结露情况。此时应开启室内机房专用空调自动运行，新风置换系统根据室内温度正比例控制风扇启动数量，使得室外新风与室内循环风混合，避免设备的过冷导致结露现象，并在湿度过大时空调除湿。其它情况：室内温度超过温度告警上限(可调)，如30℃，且高于室外温度，系统判断空调设备故障，控制继电器动作，开启换气系统，强行通风降温。湿度控制：在温度判断的同时，根据室内湿度情况，当到达湿度设定点后，启动空调进行除湿。对于无空调的接入网机房，可以根据测试的室内外湿度的情况，及时启动或关闭新风装置。当雨天或室外湿度大于70%，则关闭；当室内湿度大于室外湿度时则启动新风装置。消防与排烟：系统与烟雾告警设备连接。若告警设备启动，则切断换气设备电源，阻止烟雾蔓延和新鲜空气助燃火势。在进、排风风扇的内外侧加装压力比较装置，用于判断滤网的清洁。系统分为自动和手动模式。当自动系统失效，可手动控制换气设备运行。3.机房新风节能系统温差的设定这里指的温差是室内空调回风温度和室外温度的差值。室内外温差值是决定开启新风置换系统的依据，界定温度差的依据可以根据启动换气系统风扇的能耗、使用时间、折旧费用、清洁、更换内外过滤装置的费用来计算。4.机房新风节能系统控制精度实际系统往往是复杂的，控制精度越高，系统越容易引起振荡。过快的调整反而会产生反弹超调现象。调节时间过短也容易引起振荡。片面地提高控制精度，以缩小调节范围，追求最小调整时间，有时候会适得其反。选择恰当的采样周期和控制函数，使系统输出响应的调整时间、波纹、超调量等指标综合最优化，实现最小调整时间。三、机房新风节能系统进风和排风系统机房新风节能系统进风设置在机房北墙和南墙中部，进风应在机房与热空气进行混合，其设计依据是在混合处能保证足够的风压，使得混合充分，混合的目的是保证在室外湿度大的情况下，和室内低焓值空气混合防止结露。排风口的位置在机房上部天花板里面，建议在东西墙，若在与进风口同侧，应考虑与上层进风口位置错开，避免上层机房进风为换热过的空气。进风口从满足室内洁净度要求出发，设计内外四级滤网，排风口设计单滤网以减少排气阻力，均加铁丝网罩，防止小动物的进入。由于进风和排风系统滤网的不同，导致进风和排风量的差异，机房会形成负压，根据机房正压的需要，进风功率总数应大于排风功率总数。新风置换风扇的计算可以根据机房换气量的要求，大于等于20次/小时，考虑风扇数量。四、湿度的考虑通信机房热负荷多为电子元件发热，高显热负荷，在不加湿的情况下，室内空气湿度在30%以下，比较干燥。由于水质较差，碱性大，一般电极式加湿罐一周内即损坏，除非采用红外加湿和其它独立的加湿装置外，机房一般没有加湿。因此，即使进风温度低于室内环境的露点温度，在和室内空调的送风空气混合后，会高于室内环境的露点温度，不会对设备产生影响。室外进风湿度很大，在于室内空调送风混合后，可以改善室内湿度低的状况，反而可以省去室内的加湿设备。若湿度超过机房设定的值，则机房新风节能系统停止工作。五、洁净度要求设备内部积灰后，一方面影响设备的换热性能，一方面容易吸附水分产生腐蚀，引起电路板等设备的绝缘性能下降，导致故障产生。在通信机房中，可以采用B级的洁净度，即直径大于0.5微米的灰尘粒子≤3500粒/升，直径大于5微米的灰尘粒子≤30粒/升。在以上进排风系统中已经考虑了滤网，整个空气调节系统中的滤网有进风(2道)，机房专用空调(1道)，排风(1道)，主要考虑在新风置换系统停止运行时，室外新风进入时灰尘的影响，共4道滤网，有些设备本身还带有滤网，这样完全可以保证机房洁净度的要求。另外，若所在区域环境差，可以考虑通风置换系统在夜间启动，一般夜间温度较低，且空气中浮尘的颗粒少，可以将控制系统中串入时间控制继电器，在20：00～07：00时，系统开启运行。六、机房新风节能系统最小新风量和变风量调节夏季6~8月，温度几乎不低于23度，若要保持室内空气品质，需要计算最小新风量。在ASJRAE62-1989R中，房间最小新风量由每人最小新风量指标Rp(m3/h)、人员密度(人/m2)，与每平方米地板所需最小新风量指标Rb(m3/(m2.h))共同确定，即房间最小新风量(m3/h)=(人员密度×Rp)+Rb×地板面积(m2)。若调节最小新风量，则需要设计变风量调节系统。调节方式有进风和排风风阀调节、风量匹配调节、静压送风控制、温度或焓值控制、叶片调节、转数调节等。调节方式根据不同的设计思路，实现方式不同。变风量调节系统更加节能的保持室内外温、湿度场的动态平衡。调节系统使空调送风特性发生了较大的变化，这是与定风量系统的重要区别。简单控制：可以通过定时器控制夏季夜间的短暂通风，或人工控制通风，或完全由温度控制，夏季不通风，减少热负荷。七、机房新风节能系统新风置换系统的优缺点优点：最大的优点是解决了能耗的问题，充分利用了自然能源。其次是有效的换气，提供了新鲜、清洁的自然空气，降低了室内的污染物，提高了室内空气品质，使员工工作在一个健康的环境中。延长了机房专用空调设备的使用寿命，减少了故障的发生率，节约了维护成本。对于无空调的机房，特别是接入网点，改善了通信设备的工作环境，延长了设备的使用寿命，提高了网络的安全性。对于蓄电池组，产生的效益更加明显。八、附件：机房新风节能系统设计规范和标准清单《电子计算机场地通用规范》(GB/T-2887-2000)《电子计算机机房施工及验收规范》（ST/T30003-93）《计算站场地安全要求》（GB9361-88）《计算站场地技术要求》（GB/T2887-2000）《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB50325-2001)《电气装置安装工程施工及验收规范》（GB50254(5、6、7、8、9)－96）《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB50150-91）《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-92）《通风与空调工程施工及验收规范》（GB50243－97）