创新提案
通信机房采用组合式恒温恒湿通风空调系统
一、 创新项目背景
随着移动通信网络日益庞大、复杂，随之而来的就是大型通信机房和枢纽楼数量的急剧增加，大量大功率机房专用空调的投入使用和目前国内能源供应的紧张状况，使得通信机房节能问题变得较为突出。但通信机房由于其重要性，所以如何在节能的同时又可靠保障机房的环境、温度成为一个不得不考虑的问题。通信机房对环境要求较高：温 度：23±2℃；相对湿度：50±10% ；防尘要求：灰尘颗粒直径大于或等于0.5μm时，其浓度不超过18000粒/升；温度变化率A级（不大于5℃ /h ）。此类房间属高设备发热量房间，封闭良好，即使在寒冷的冬季，室内设备和灯光等发热量也远大于维护结构散热量。因此，这类房间配置的空调系统全年均工作在冷却模式下，并且24H开机。一般采用单元式恒温恒湿机组对室内空气进行封闭循环冷却处理，全年依靠压缩机进行冷却处理，因此全年的能耗费用较高，节能潜力较大。
浙江地处亚热带，四季分明。无霜期8-9个月，年平均气温17℃，春季平均气温13～18℃、夏季平均气温24～28℃、秋季平均气温16～20℃、冬季平均气温3～9℃。可以看到，除了夏季，其余季节室外冷源条件良好。
二、 创新提案内容
从机房设计、土建要求和设备工艺要求出发，推动采用组合式恒温恒湿空调通风系统的使用，逐步代替原来一般通信机房设计安装的恒温恒湿专业空调机组或集中供冷的冷冻机组。即把原来的专用空调机组全部搬到室外并与通风机组组
合，使机房同时具备引入室外新风和恒温恒湿制冷的能力。
根据每个通信机房热负荷的需要，配置多套独立的组合式恒温恒湿空调通风系统，即实现保留原有恒温恒湿系统，又实现过渡季的通风换气降温功能和冬季加湿降温功能。通过统一的一套自动控制系统， 对整个机组实现独立运行控制。
单个机组设计思路：
设备采用组合式空调箱，设备安装在同层设备阳台，通过外墙安装的送回风管道实现对通信机房内空气的循环加湿、通风降温处理和制冷降温处理。
系统的新风量、排风量和循环处理风量全部实现0～100%范围的连续可调节，以满足从过度季节全新风到冬季部分新风加湿运行之间各种不同工况的适应能力。加湿采用湿膜加湿器，此加湿方式不耗电能。
系统的运行工况可分为如下4个：
全新风联合运行——此区间通风系统风量达到额定风量的100%，新风量达到100%，在不足以把房间温度降低到设定温度的情况下将自动制冷段机组进行补充冷却
部分新风运行——此区间通风系统以变风量直流式系统运行，系统保持全新风模式，通过改变送风量达到控制室温的目的，制冷段空调机组停止运行
部分新风加湿运行——此区间仅在严冬季节可能出现，系统循环风量取决于房间内空气的相对湿度，当相对湿度过低时，系统将打开湿膜加湿器进行加湿，同时根据加湿要求确定循环送风机的循环处理风量，同时通过房间温度控制新风比例。
制冷段独立运行——此区间仅在室外空气焓值（温度和湿度综合数据）不可用时，系统关闭进风，由制冷段独立运行，通过压缩机制冷降低房间温度到设定温度，一般在高温的夏秋季出现。
三、 创新项目亮点
1，大幅降低机房的全年能耗。在过渡季节和冬季引入适量的室外新风进行通风换气来达到降温的目的，显然可以将全年压缩机的开启时间大大缩短，从而大幅降低系统的全年能耗；
2，成倍地延长配置的制冷设备的使用寿命，大幅减少设备维护费用和人工。由于采用了组合机组的方式，全年除高温夏季和过度季节开启压缩机工作外，其余时间由通风风机代替制冷系统工作，大大延长制冷设备使用寿命。
3，大大提高机房的单位面积利用率。取消原专用空调室内机很大的占地面
积和维护通道，考虑将原室外机平台适当增加，将大大增加机房的室内设备装机面积。
4，消除了机房漏水的隐患。由于机组全部安装在室外平台，室外平台一般比机房室内低，消除了机房空调容易漏水的隐患。
5，使用湿膜加湿器，加湿能力大大提高。同时采用进风带湿的纯自然方式，绿色节能。原先专用空调采用电热加湿的方式，即耗电又容易受水垢影响加湿能力下降很快。
6，提升通信机房温度控制的应急能力，通风和制冷系统相互备份，又有效整合为一个整体系统，减少控制环节。
四、 创新收益分析
根据以往嘉兴地区实测环境温湿度资料显示，在当年的11月－下年的4月份这6个月182天中有142天的日平均温度在15℃以下，最适合使用通风系统节能运行。另有16天日部分时间温度在15℃以下，可进行部分时间的节能运行。考虑5天不稳定因素按137天全工况运行计算能耗。选择最适合使用通风系统节能运行182天来计算节电效果。其余的时间视为制冷段空调压缩机制冷运行。以一个1000平米的通信机房为基础，经初步计算半年能耗费用（以每度1元计算）：全空调运行用电费用为754900元；安装组合式恒温恒湿通风空调系统后的用电费用为337900元。全年节约能耗为28%。年节约用电费用约为：41.7万元。效益应该是相当可观。
以往专用的恒温恒湿空调，全年运行在制冷模式，24小时开机，一般设备的使用寿命（主要为压缩机的工况）在8年左右。而安装使用组合式恒温恒湿通风空调系统，全年最起码有一半以上的时间无需开启压缩机制冷运行，这些主要
部件的寿命将大大延长。以一个1000平米的通信机房为基础，一般需安装恒温恒湿空调机组8台，每套价格在20万元，一期投资一般在160万，按使用8年计算，折算每年的投资费用为20万元，如果以延长寿命4年计算，一个循环下来，将节约投资约80万元。
通信机房的每个平方投资费用都相当大，如果能提高机房整体的利用率，其实现的经济效益也是难以计数。
总的来说，通信机房采用组合式恒温恒湿通风空调系统，利大于弊，初期投入较原有专用空调基本不变，在提高系统的运行安全可靠性以外，所实现总体的社会效益和经济效益更是相当可观。
中国移动通信集团浙江公司嘉兴分公司
网络部 传输动力中心
创新提案-通信机房采用组合式恒温恒湿通风空调系统(简版)
