运用水冷技术解决枢纽楼风冷空调室外机集中散热.ppt

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1、 运用水冷技术解决枢纽楼风冷空调室 外机集中散热 1.1 研究背景及目标 河南地区现有的枢纽楼中使用的均为风冷式机房空调，空调的室 外冷凝器防止较为较为集中，随着工作时间的增加及环境的变化，冷 凝器上的灰尘及水垢日益增加，很大程度上降低了其换热性能，致使 机房空调效率降低，运行压力增高，能耗增加，尤其夏天环境温度较 高时，高压报警频发，危及通信设备运行安全。 因素 通风 不良 环境 温度高 建筑 设计 冷凝器脏 影响 空调报警（高压） 能耗增加 设备老化快 服务成本高 1.1 研究背景及目标 以郑州公司北环枢纽楼为例，现有风冷式机房空调120余台，室外机均 分别在室外阳台。由于以下原因，致使空

2、调在夏季高压报警频繁，危机机 房安全。 由于业务发展较为迅速，机房空调的数量增加较多，使阳台上室外机上 的室外机密度较大，散热量不足，夏季时冷凝器回风温度可达到52度， 河南地区为多风沙区域，空气中灰尘较大，致使冷凝器脏堵，换热效率下 降空调运行效率差，能耗增加。空调故障率高，维护量大。 1.1 研究背景及目标 使用水冷技术改造解决如下问题： 1、切实有效的解决了枢纽楼中风冷式机房密集型室外机散热不足的问 题，水冷与风冷互为备用，提高空调设备的运行 可靠性， 2、能够有效的降低机房空调的能耗，降低机房的PUE值。 3、降低空调系统的故障率，有效减少人工维护强度及维护成本。 1.2 主要研究内容

3、 l课题研究目标： 有效解决风冷型机房空调在大型枢纽楼安装较为集中式散热问题。 机房空调风冷冷凝器的换热能力不足的处理措施。 利用水冷系统降低制冷系统能耗。 利用水冷系统解决部分因建筑原因无法安装风冷型室外机的解决方案。 l研究总体框架： 水冷机房空调的原理在风冷机房空调的改造应用。 冷却系统中冷却塔、阀门、冷凝器及循环泵等关键部件的技术要求。 智能控制系统的设计及应用 。 新型冷媒的应用 。 l难点： 难点一：本技术应用的难点是如何在后期改造中添加的设备与机房空调 实现“一体化运行”，保证空调设备良好运行。 难点二：如何解决水冷与风冷的运行分工，使空调系统在最佳能效的工 况下可靠运行。 难点

4、三：河南地处黄河流域，水质硬度大，易结垢，冬季水冷系统如何 防冻。 1.2 主要研究内容 l 解决方案： 通过对于网络影响最大的IM类业务的详细研究，发现其内在相关协议 及数据在网络上传送特点，并结合网络仿真分析，综合后给出建议阈 值。 在设计中使用DANFOSS的冷凝压力调节阀 ，该阀门能根据空调机组 高压自动整定进入冷却水的量，使高压恒定在设定值范围内，稳定空 调机组的高压压力；保证机组原设计的可靠运行 在设计中使用新型冷媒-冰河冷媒（属于第三代工业载冷剂，是工业盐 、酒精、乙二醇等载冷剂的换代产品）。具有用量省、载冷能力强、 防锈性能优异等特点 。 1.3 目标完成情况总结 1）运用水冷

5、技术较好地解决了通信枢纽楼因风冷空调室外机过于集中 而产生的高压报警的问题，大大提高了空调运行的可靠性。 2）通过本次研究建立了机房空调在不同环境下的运行状态与技术数据 模型，建立了不同品牌与功率机房空调耗能情况，为优化整个机房的 制冷及节能提供了数据支撑。 3）通过研发，水冷技术解决枢纽楼风冷空调室外机集中散热的技术已 在世图兹、艾默生、佳力图、海洛斯、阿尔西四种空调六个功率段成 功应用。 4）通过水冷系统在风冷机房空调的研究应用，设计一套能够根据不同 品牌的运行性能进行自适应工作的控制系统，有效地控制了空调系统 运行压力，使空调在效率较高的状态下工作。 1.3 目标完成情况总结 5）经过研

6、发和试验，水冷系统的运用，不仅使各种空调运行在设计的 良 好状态，实现有效降低空调系统能耗，而且节能率大于18%，投 资回报率较高，一般二三年即可收回投资，降低了机房PUE值。 6）该成果可广泛应用现有生产楼，对环境的依赖性较小。 7）能够有效的降低空调室外机的运行噪音，对于建设在居民区的生产 楼有较好的应用价值，可以推广应用。 项目对企业绩效贡献的量化路径图 1.4 项目企业绩效贡献和特征指标 项目特征指标（PAV） 指标名称项目应用前指标现状值： PAVc 项目应用1年后指标预期值： PAVe1 此项目带来的指标变动量： PAV 空调耗电量520万度440万度80万度 企业特征指标网络及生

7、产类（EAV-PS） 指标名 称 项目应用 前指标现 状值（ EAVc） 项目应用 1年后指 标预期值 （EAVe） 此项目应用带 来的指标变动 量（EAV） 空调耗 电量 78%64%14% 企业特征指标市场及财务类（EAV-MF） 指标名称项目应用前 指标现状值 （EAVc） 项目应用1年 后指标预期 值（EAVe） 此项目应用带 来的指标变动 量（EAV） 数据流量 收入 520万440万80万 企业绩效指标（EPV） 指标名称 项目应用前指标现状值： EAVc 项目应用1年后指标预期值： EAVe 此项目应用带来的指标变动量： EAV 营运收入 营运支出520万440万80万 资本开支

8、 1.4 项目企业绩效贡献和特征指标 项目特征指标的年度预期数值表 项目特征指标（PAV）的名称：空调耗电量 项目应用前指标现状值：PAVc520万 项目应用1年后指标预期值：PAVe1440万 项目应用2年后指标预期值：PAVe2440万 项目应用3年后指标预期值：PAVe3440万 项目应用4年后指标预期值：PAVe4440万 项目应用5年后指标预期值：PAVe5 项目应用6年后指标预期值：PAVe6 项目应用7年后指标预期值：PAVe7 项目应用8年后指标预期值：PAVe8 项目应用9年后指标预期值：PAVe9 项目应用10年后指标预期值：PAVe10 2.1 技术原理及功能实现 2.2

9、 技术创新点和现网测试 本课题有如下三方面的创新点： 一）思路创新：将水冷空调模式实验性的用于风冷式空调机组，并取得 良好的效果。 由于河南移动乃至全国原有的枢纽楼均存在由于业务发展较快，空调增加较 多，原设计的室外机平台上安放室外机过多，致使散热不良，故障频发，人 员维护量大，能耗高的现象；既能保证空调系统的安全可靠运行的情况下 能够有效将热量转移是机房制冷的焦点问题，也是难点问题。运用双冷源 模式较好解决该种状况的热量转移。 二）设计创新：使用模块式封闭冷却塔代替传统使用开放式冷却塔。 河南地区风沙较大，封闭塔减少环境的影响，性能稳定，模块式冷却塔便于 扩容及相互备用。 三）材料创新：选用

10、冰河冷媒代替传统的水或乙二醇等载冷剂 使用冰河冷媒不仅解决防冻问题，同时提高了载冷能力。 2.2 技术创新点和现网测试 河南公司于2012年5月12到2012年11月15号期间，河南公司分别按照每天、周、 月使用水冷系统和不使用水冷系统对机房空调的运行进行比较测试，得出如下测试 结果： 得出如下测试结果： u 空调运行情况对比：室外机平台运行的环境温度在夏季13:30时高达58度时,12台空调出现高 压报警，共计21台空调高压大于2200KPa；投入水冷系统后1小时（14:30），环境温度降至42 度，机房空调运行压力稳定在设定值10%以内。以现场使用在二楼业支机房使用较多佳力图 9AU12产

11、品为例，共计实施改造六套空调在水冷系统投入运行前12个制冷系统3个系统高压报警 ，7个系统高压工作在18002300 KPa，2个制冷系统高压在16001800 KPa，原设计的备用 系统全部投入运行，六台空调的每小时耗电。水冷系统投入运行后，2个制冷系统高压在1600 1650 KPa，8个制冷系统高压稳定在14501600KPa，2个系统停机备用。 u 能耗情况对比：以现场使用在二楼业支机房使用较多佳力图9AU12产品为例，该系列空调制 冷运行额定功率27KW（压缩机+风机+冷凝风机等），电流51A，水冷系统未投入运行时,6台耗 能192度/小时，水冷系统投入后，空调系统耗能耗能119度/

12、小时，水冷系统耗能26度/小时（循 环水泵18.5KW，风机7.5KW）,共计耗能度耗能145度/小时，节能47度/小时，节电率24%。 u 故障率：运行期，原来因散热不良产生的高压报警问题得到有效的解决，水冷系统与风冷系 统的互为备用，不仅降低了设备故障率，而且提高系统运行的可靠性。 2.2 技术创新点和现网测试 我们将该机房空调制冷系统的水冷系统启动值设 在1150KPa打开，1800KPa时完 全打开。测试选 取时间是2012年7月27日13:0018:00时，当天环境温度2637 ，天气为晴天空调运行情况对比：室外机平台运行的环境温度在夏季13:30时高达58 度时,12台空调出现高压

13、报警，共计21台空调高压大于2200KPa；投入水冷系统后1小 时（14:30），环境温度降至42度，机房空调运行压力稳定在设定值10%以内。 项目水冷投入前水冷投入后 冷凝器周围温度5842 压力（KPa） 高压报警（大于2600KPa）, 喷淋启动后21002280KPa 14801760 电流（A）54604248 每小时耗能（KWH）3225 2.2 技术创新点和现网测试 2.2 技术创新点和现网测试 2.2 技术创新点和现网测试 2.2 技术创新点和现网测试 2.2 技术创新点和现网测试 2.2 技术创新点和现网测试 2.2 技术创新点和现网测试 2.2 技术创新点和现网测试 2.3

14、 存在问题及后续计划 1、存在的问题 l现有选用的水温度传感器精度不高，偶尔会造成冷却塔风机与淋水泵误动 作， 给系统带来不稳定因素。 l由于本系统的辅助设备较多，切对场地有一定的要求，对于小型机房楼中 空调数量较少的环境，投入费用过高。 l采用闭式冷却塔后，对部分场地的承重要求较高。 2、问题分析与解决方案 本研究中存在水温度传感器的精度的问题，经现场比较后，选用精度较高的传 感器。 3、后续计划 本研究技术现已在郑州分公司北环枢纽楼成功应用，根据前期的调查结果，与 北环应用环境相似的有郑州商贸路枢纽楼、郑东新区枢纽楼、洛阳公司洛南枢纽 楼，安阳公司黄河路枢纽楼、平顶山公司东环枢纽楼等，现已

15、进行深化调研阶段 。 2.4 推广应用及效益分析划 推广应用 本研究技术现已在郑州分公司北环枢纽楼成功应用，根据前期的调查结果，与北环应 用环境相似的有郑州商贸路枢纽楼、郑东新区枢纽楼、洛阳公司洛南枢纽楼，安阳公 司黄河路枢纽楼、平顶山公司东环枢纽楼等，现已进行应用。 从测试数据看，对于各种品牌空调节能效果明显，尤其对枢纽楼上机房空调的室 外机相对集中的场合，节能效果更为显著。同时给空调系统提供了良好的工作环境， 降低设备故障率，延长空调使用寿命，水冷改造后空调节能大于15%，设备维修费用 预计同比每台下降25%，设备残值提高5%左右，经济效益。本次设备投入260万，仅 电费一项年节省电费105万度（平均每台空调每小时节省4度电（平均节电率按15%计 算），30台空调每小时节省120度电），每度电按1元计算，预计2年半时间收回投资 ，本水冷系统设计至少使用15年，可节省费用大于1000万元。 对于河南公司2012年底全网空调数量达到500台，如果对30%（150台）的空调 进行改造，年可节省电500万度，节省资金500万元。 效益分析 25 结束 谢谢大家！