徐潛志，王明祥，洪 紅，白志艷，楊靜云

（1.中國電信昆明分公司，云南 昆明 650000；2.深圳市柏特瑞電子有限公司，廣東 深圳 518000）

0 引 言

由于通信機房設備數量與類型多元化，設備運行期間會散發大量熱量，加上部分設備運行條件特殊，對熱度、濕度等要求嚴格，因此通信機房設計期間均采取全封閉模式，強化機房降溫性能。在此基礎上，借助空調系統保證通信機房四季都得到有效供冷。

以云南省昆明市富民縣站局通信傳輸機房環保空調安裝與節能項目為例，貫徹節能降耗的原則，對傳輸機房環境有效調節，確保通信機房空調設備的應用使節能、環保、高效等策略真正落地，打破傳統空調設備能源消耗較大的困境，提高機房環保節能水平。通過加大對通信機房中節能環保空調應用的研究力度，為通信機房節能降耗積累經驗。

1 節能環保空調應用優勢

節能環保空調是對傳統空調的創新與升級，是國家倡導的典型節能產品。節能環保空調是一種集降溫、換氣、除塵以及防味于一身的蒸發式降溫換氣機組，除了可以為企業車間、公共場所、商業娛樂場合帶來新鮮空氣和降低溫度之外，還能做到節能、環保。其主要部件核心蒸發式濕簾（多層波紋纖維疊合物）及1.1 kW主電機耗電量是傳統中央空調耗電量的1/8，能夠顯著降低用電能耗。節能環保空調組運行期間，不會向外排放有毒或有害物質，并且不含有氟利昂，以最小能耗創造最優的制冷凈化效果。

以現場安裝的深圳市柏特瑞電子有限公司BTRJN節能環保空調為例，降溫效果顯著。采用高強度抗沖擊工程材料外殼，具有抗沖擊、抗紫外線輻射、防腐蝕、抗老化以及抗變形等優點。主機內部金屬件采用全不銹鋼、耐蝕材料，耐老化。節能環保空調設計原理如圖1所示。

圖1 節能環保空調設計原理

2 通信機房中節能環保空調應用實施策略

2.1 空調機加通風系統

以空調機為主要載體，通過對空調的通風系統進行調節（即進風、排風），高效利用室外新風，有效降低室內溫度。根據室內所需溫度，設置自動調整溫度值，觀察室內溫度與室外溫度情況，保持智能通風系統始終處于自動控制狀態，根據溫度值變化去開關空調與風機[1]。參考溫度限值去判斷節能系統狀態，若室內的溫度并未超過限值設定的最低值，則不需要打開空調與風機；若室內的溫度已經超出限值設定的最高值，則系統會強制關閉風機并打開空調。當室內的溫度處于限值最高值與最低值之間，并且室外的濕度小于等于80%時，需要判斷室內外溫差。若室外溫度低，需打開風機；若室外溫度高，需打開空調[2]。通過靈活操控空調與風機，既可以保持室內溫度穩定，又可以有效節能降耗。

節能環保空調借助空調機與通風系統應用的整合，從進風口與出風口兩方面擴大空調冷卻范圍，降低空調運行能耗。針對2個100 ㎡左右的機房進行改造，其中一個機房保持原空調系統，另一個機房進行新風系統改造。加裝進風口（最大風量18 000 m3/h）和出風口（最大風量32 000 m3/h），兩個機房設定相同的室內溫度運行一段時間后進行能耗對比分析。結果表明，采用新風系統改造后的機房具有明顯的節能效果。

2.2 節能一體聯動應用形式

節能一體聯動的應用核心在于節能空調和原有空調聯動，充分發揮壓縮機制冷系統的應用優勢并科學整合通風系統，這樣既節能降耗，又可以保證機房溫濕度，同時為檢修維護人員的工作提供方便。節能一體聯動運行模式包括全部壓縮制冷、混合制冷以及全部自然冷卻3種，不同工作模式所產生的制冷節能效果不同。

2.2.1 全部壓縮制冷

全部機械制冷模式運行過程中，如果通信機房室內溫濕度與室外溫濕度溫差大，即室外溫濕度高，那么節能一體聯動進入到全部機械壓縮冷卻狀態，承擔起室內溫濕度調節的全部熱負荷[3]。項目設定室外溫度調節為27 ℃之上，壓縮機會主動完全運行，與原機房模式一致。

2.2.2 混合制冷

當通信機房室外溫度低于室內溫度（如室內溫度為25 ℃、室外溫度為19～23 ℃）時，為了營造理想的通信機房運行環境，節能一體機會采用混合制冷運行模式，即空調機械制冷搭配新風自然冷卻技術，實現一體機制冷系統交替運行[4]。在上述相同的通信機房條件下，機房內部存在溫度死區，溫度為1 ℃，通信機房內部溫度要求為25 ℃，節能一體機運行期間會產生2 ℃的制冷偏差，則通信機房的風門在室內溫度變成25.5 ℃時開始運作。隨著室內溫度逐漸上升，風門也隨之全開，待室內溫度≥27.5 ℃，壓縮機會迅速啟動，此時風門關閉、壓縮機進行機械制冷，迅速降低室內溫度。室內溫度回到25～26 ℃時，壓縮機停止工作，風門開始工作，以此完成交替制冷運行[5]。

2.2.3 全部自然冷卻

在通信機房室內外溫度差別大的情況下，主要應用全部自然冷卻模式。室外溫度較低，室內熱負荷可以由室外新風全部消除。為了節能降耗，可以采用風門調節的方式，及時對通信機房室內溫度進行控制，不需要壓縮機的參與，通信機房中的所有熱負荷均通過自然冷卻的方式進行調節[6]。隨著通信機房溫度從25 ℃上升到26 ℃，風門從開始運作轉變為全開，隨后對通信機房室溫進行控制，保證其始終處于25 ～ 26 ℃。

2.3 電子膨脹閥技術與變頻技術

2.3.1 電子膨脹閥技術

通信機房運行期間，需要空調持續性制冷。按照規定溫度值對進風口進行設計，尤其是空調冷凝器，同時還要考慮到室外季節變化所引起的溫度變化條件，需要應用到電子膨脹閥技術靈活調整冷凝器溫度值。室外溫度變化是冷凝溫度變化的直接影響條件，一旦冷凝溫度下降，那么壓縮機運行壓力增加，功率消耗增多。在這種情況下，若依然以傳統熱力膨脹閥對冷凝器溫度進行調節，不僅無法取得理想的溫度值，還會影響到空調機的制冷效果。傳統熱力膨脹閥雖然具有調節功能，但是調節空間有限，無法滿足節能環保空調的應用需求[7]。而通過應用電子膨脹閥技術，以電機驅動的方式有效擴大膨脹閥調節空間，即便是通信機房室外溫度持續降低，依然可以通過電子膨脹閥對冷凝器進行調節，保證制冷系統正常運行，取得理想的制冷效果。此外，空調機組節能值提高，進一步實現通信機房節能降耗的目的。

2.3.2 變頻技術

變頻技術是節能環保空調應用的新技術之一，對節能環保空調的高效工作具有重要意義。隨著變頻技術的應用成熟，有效改善了傳統空調應用能耗高、制冷效果差以及機身損耗大等問題。通信機房傳統專用空調應用期間，受供電頻率固定條件的約束，空調壓縮機持續相同轉速，并且不存在風門調節溫度情況，所有溫度冷卻都必須由壓縮機完成[8]。壓縮機不停開關會造成通信機房溫度忽然下降或上升，制冷效果不理想，電能消耗增加，使用壽命迅速縮短。面對這種情況，在節能環保空調中應用變頻技術，借助變頻器及時對壓縮機供電頻率進行調整，從而有效控制壓縮機轉速，根據通信機房溫度需求去提供理想的制冷條件。通過變頻器與壓縮機的聯合，壓縮機轉速控制更自由，通信機房恒溫條件得到滿足，壓縮機運行能耗同樣得到降低。節能環保空調實際應用中，在定頻技術的支持下會迅速實現最大功率運行，并立即完成制冷或制熱工作，有效滿足通信機房恒溫的要求。隨后壓縮機開始進入勻速運行狀態，以最低轉速與最低能耗的形式去維持空調制冷溫度，既實現了通信機房恒溫狀態，又將壓縮機運行頻率降到最低，有效延長其運行壽命，節省空調能耗，為通信機房節能降耗提供幫助[9]。此外，在環保空調中也運用了變頻風機，根據機房溫度變化情況智能調節轉速。

3 通信機房節能環保空調應用效果

現場安裝實例如圖2所示。

圖2 現場安裝實例

通過對節能環保空調的深入研究和對各項技術的分析等，對該項目實施過程中節能環保空調應用前后的數據進行了整理分析。未使用節能設備和使用節能設備的機房空調用電量如表1所示。

表1 機房空調用電量

根據表2，計算得到機房的節能率約為63.91%。在通信機房應用節能環保空調后，設備耗電量明顯下降，這足以證明節能環保空調的節能應用優勢。

4 結 論

綜上所述，對于通信機房來講，空調的應用是必然條件。通信機房中的設備對溫濕度極為敏感，如果不能保證溫濕度條件，設備運行效果會有所下降。節能環保空調的應用是響應通信機房節能降耗要求的重要內容，涉及很多節能環保技術。通信機房室內外溫濕度條件不同情況下，所使用的節能環保技術有所差別。通過運用環保空調不僅節約了能耗，保證了機房溫濕度環境，同時減少了壓縮空調更換及維護費用。未來仍需不斷深入研究，從而為通信機房應用節能環保空調奠定堅實基礎。