程控机房冷却塔间接供冷系统应用

朱 伟

联安国际建筑设计有限公司

程控机房冷却塔间接供冷系统应用

朱 伟

联安国际建筑设计有限公司

对冷却塔间接供冷系统进行了详细介绍，其中具体包括了系统的构成形式、空气冷却器、板式换热器，以及确定系统切换温度等四方面的内容。而后通过对程控机房负荷与能耗的计算，来进一步对其节能效果展开了分析与探讨，以期能够为有关引起更为广泛的讨论与交流，为相关的研究人员提供一些参考、借鉴。

程控机房；冷却塔；间接供冷；节能分析

1 引言

近年来在我国社会与通信技术的高速发展过程中，电信网也取得了巨大的进步与发展，电信业务量屡创新高，而与此同时通信行业的建筑高能耗问题也愈发引起人们的重视，相关的研究人员就此展开了相关的节能研究工作。当前在程控机房中所采取的降温措施主要是利用电制冷机房专用空调设备，由此所产生的电力损耗大约会占据程控机房整体耗电量的一半以上。由于程控机房存在着需要全年供冷以及90%为显热负荷的特性，因此应用冷却塔对其进行冷气供应优势显著。对此本文将就程序机房冷却塔间接供冷系统应用展开相关的研究工作。

2 冷却塔间接供冷系统

2.1 系统形式

冷却塔间接供冷的形式为冷却水在通过冷却塔降温处理之后，经由板式换热器与冷水进行换热处理，冷水再经由填料淋水空气冷却设备来将外部空气进行处理至送风状态，而后使之进入到机房当中。此系统形式可应用室外的天然冷源而又不会因为引入室外新风而产生出大量的湿负荷。通过对于三通电动阀开度的调控，能够促使对冷水温度的合理化控制，并由此来达到对于填料淋水空气冷却设备的加湿与冷却，从而达到对机房温、湿度的有效控制。

2.2 空气冷却器

由于程控机房具有较高的热负荷与低湿负荷特性，因此对于填料淋水空气冷却设备可应用等湿冷却过程来处理空气，促使程控机房当中的温度能够得以降低。空气冷却设备为这一系统当中最为关键的一项设备。

2.3 板式换热器

此项设备是程控机房冷却塔间接供冷系统当中的又一项核心设备，其温度置换的差值直接影响了冷却塔冷气供应的时长大小。在进行计算处理之时必须要将有可能会对最终结果产生影响的各方面因素均充分的予以考量，并促使对数平均温度差值能够被控制到1～2℃的范围之中。冷热流体的流动速率一般应控制到0.3～0.5m/s之间。

2.4 系统切换温度的确定

对于程控机房冷却塔间接供冷系统的切换温度，通常需要凭借冷却塔供水温度和室外空气温度的差值以及供水温度来共同确定，其中冷却塔供水温度将会直接影响到冷却塔供冷的时间长短，同时还会对系统节能程度也带来相应的影响。一般而言在室外空气温度越高之时，低于此温度的时间自然也就会越长，则相应的能够被用作冷却塔供冷的时长也就更大。通常室外空气温度每升高1℃，所可以应用的冷却塔供冷时间便会增多180h。因此，促使冷水温度升高将会对整个系统产生巨大的经济效益。

3 程控机房负荷与能耗计算

3.1 负荷计算

下图1为程控机房冷负荷在一年中的改变状况，观察后可发现此程控机房在全年度中均存在冷负荷现象，且其改变程度在波动性方面相对较小；最高冷负荷出现在7月10日，为89.9kW；最低负荷出现在1月22日，为71.3kW；全年度平均负荷为81.5kW。分析其变化波动较小的原因，主要是由于程控机房的工作人员数量较少，机房中的密封性较好，因而在机房当中因为引进新风以后所形成的湿负荷也相对偏小。

图1 哈尔滨冷负荷全年变化曲线图

3.2 能耗计算

在机房之中配备了专项空调机组2台，单台空调的制冷量可达到52.6kW，基于正常的运行状态下，单台机组额定压缩机功率可达到11.5kW，机组的风机功率可达到3.4kW，单台风机风量约为13150m3/h；在室内共有送风设备2台，每一台功率为2.5kW，单台机组的整体输出功率即为17.5kW。机房之中还有1台电极式加湿设备，标准加湿量9.5L/h，电功率5.9W。其机房当中空调设备一年的运行能耗共包括了两个组成部分，即空调设备的运行能耗和加湿能耗。

(1)空调机组运行能耗

经计算分析后可知机房全年度平均冷负荷为80kW，同时全年度的符合波动情况相对较为稳定。对2台空调机组分别采取正常运行，与启停控制两种方式。进而经计算处理可得全年空调机组的耗电量为236956.7kWh。

(2)加湿能耗

依据调查结果可知，此程控机房全年度的大多数时间均要进行加湿，加湿量由10月份至次年4月份最大，加湿量取额定值，在其余时段的加湿量均相对偏小，通常是额定加湿量的一半左右。电极式加湿设备的额定功率为5.7kW，经计算处理可得其全年度的加湿耗电量约为39952kWh。

相应的这一程控机房空调系统全年度的运行能耗即为运行能耗（236956.7kWh）+加湿能耗（39952kWh）=276908.7KWh。

4 节能分析

4.1 设备初步投资计算

与原始系统相对比来说，冷却塔间接供冷系统最为关键的新增设备即为规则纸填料式空气冷却设备，费用为6万元；冷水泵以及冷却水泵的整体费用支出为2.5万元；冷却塔费用支出1.5万元；阀门以及管路等方面的安装费用共计2.6万元。其整体投资金额为12.6万元。124060.4

4.2 改造前后系统经济性分析

改造前全年运行能耗为276908.7kWh，经改造处理后仅在常规时段应用空调系统，运行能耗下降到了112896.3kWh。冷却塔间接供冷系统全年度运行能耗为165779kWh。经改造后的全年电量耗损仅占改造前的59.87%，节电量111129.7kWh，改造经济效益显著。

5 结束语

总而言之，本文就针对程控机房应用冷却塔来实现间接性的冷气供应，来展开相关的系统分析。指出了系统设计形式、冷却器、板式换热器的型号选择与计算等供冷系统的构成部分，利用对程控机房负荷与能耗的计算，来就这一系统的节能效果展开了具体的分析与探讨。最终希望借助于本文的研究工作能够为有关研究人员提供一些有价值的参考内容。

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