空调热管冷风道节能技术

李信刚

摘要： IDC、大数据机房的发热量高、能耗大，为做好节能降耗工作，响应党中央提出要建设美丽中国，推动绿色发展，推进能源全面节约。

通过对机房热量来源、空气循环以及热量排放等重点环节的分析，查找问题的来源并寻求解决方法，

风道隔离及热管换热器安装，热管室外机安装，联动调试。

空调热管冷风道节能技术节能效果显著。

适用于四季变化明显、昼夜温差较大的北方机房。

应大力推广。

关键词：空调；热管；冷风道封闭；节能技术；效果显著；

1、空调热管冷风道节能技术实施背景

随着大数据时代的到来，潍坊联通IDC机房的发展迎来了高峰期。由于IDC机房的发热量高、能耗大，怎样在保障机房环境安全的前提下做好节能降耗工作是我们面临的最大问题。

我们通信动力配套专业人员积极响应党的号召，降本增效相关要求，坚持把科技创新作为引领发展的核心动力。为解决困扰通信行业机房温度问题，以节能减耗为目标，通过对机房热量来源、空气循环以及热量排放等重点环节的分析，查找问题的来源并寻求解决方法，既分别解决又统筹考虑，形成了一套较完整的机房动力环境解决方案。从机房改造情况来看，节能效果显著。

2、空调热管冷风道节能技术描述

现以下IDC如机房为例进行介绍。

（1）、机房情况介绍：IDC机房实用面积700平方米，满配机架313个,为政府、医疗、教育、金融、网安等行业提供设备托管、宽带接入、网络安全、数据灾备、代维管理、系统监测等多元化、高速、安全的信息化平台托管等丰富的IDC服务。

（2）、机房负荷： IDC机房10个冷风道，每个冷风道UPS负荷为70KW，目前机房UPS总负荷为480KW。

（3）、项目实施具体措施：

A、风道隔离及热管换热器安装：

首先对机房冷、热风道进行隔离。冷风道两端采用防火玻璃喷塑铁门，安装门禁系统和防火告警系统，相应机柜间空隙用与门同等材质材料封堵；顶部采用防爆玻璃封顶，与消防系统联动，紧急情况可自动翻转；

每个冷风道配置列间空调5台，（每台列间空调额定制冷功率7.7KW，能效比1：3.1）冷风直接从空调前部出风口导出，送入冷风道，回风则由空调背部热风道吸入，形成循环，一台列间空调由上到下配备六个室内风机，便于冷风均匀分布于冷风道内；列间空调与机柜并排、间隔安装，与机柜平齐，冷凝水管从上部引出，与高低压管一道引出至室外，布局合理，美观整洁。

每个冷风道配一套双系统热管换热器（额定功率为7.5KW，能效比约为1：6.5，冬季气温极低时能效比为1：6.5以上），热管配备六个室内风机，均匀分布于冷风道的顶部，热风由机房上部吸入，经热管冷却后垂直向下送入冷风道。

图1-热管室内机安装图

图2-门禁及冷风道两端封闭图

B、热管室外机安装

热管室外机安装于楼顶平台。为降低室外机温度，提高换热效果，延长室外机工作时间，采取了三项措施：

a、为室外机搭建遮阳棚，防止日光直射散热器。

b、遮阳棚涂刷防晒油漆，反射射照在遮阳棚上的阳光，给遮阳棚降低温度。

c、给室外机安装喷淋系统，辅助散热，提高工作效率。

图3-热管室外风机图

C、空调和热管联动运行

热管控制器根据冷风道温度、室外温度、热管温度等参数进行安全算法，在保证机房冷量需求的前提下，合理的安排空调和热管的工作时间。同时对列间空调进行动环监控，发现温度异常及时进行远程开机等人工干预，确保机房环境安全，设备平稳运行。

可基于案例主题及真实事件进行总结、梳理，对事件发生、发展的全过程进行描述，尤其要对主要措施、关键行为进行清晰的描述和展现，防止遗漏与事件相关的重要因素和细节，并注意情节的生动描写。

3、空调热管冷风道节能技术分析总结

A、项目适用场景:

四季变化明显、昼夜温差较大的北方机房。

冷风道封闭，实现了由冷机房到冷设备的机房制冷理念的转变。通过冷热风道隔离，冷风与设备直接接触，缩短冷风制冷距离，最大限度的减少冷量损耗，实现节能降耗。

在天气寒冷的12月至次年2月，机房内热管制冷效果达到最佳，热管90％的制冷效率就能达到了机房100％的制冷需求，这时热管控制系统利用自身的调节能力，控制热管运行，空调远程关机，可满足机房温度要求。随着天气变暖，3月至5月热管的满负荷运转已经不能满足机房制冷需求，热管就根据设定的程序对热管和专用空调进行相互切换，热管切换专用空调后，热管停止工作。随着天气转暖后，热管运行时间逐渐减少，6月至8月热管几乎停止运行。秋季9月至11月，随着天气变冷，热管运行时间逐渐增加，直至不间断运行。

B、节能效果对比:

a、传统空调独立制冷方式:

每个冷风道安装列间空调五台，列间空调额定功率7.7KW，全部用列间空调制冷，月耗电约2-2.6万度，年累计耗电约28万度。

b、采取空调热管冷风道节能技术:

空调+热管冷风道节能技术，空调安装在列间，热管室内机安装高度比常规热管安装高度低，冷风与发热源距离更近，节能效果更好。

（a）、夏季（6至8月）不用热管，每个冷风道只有空调用于制冷，五台列间空调，运行时间较长。每月运行耗电约2.6万度。

(b)、冬季（12月至次年2月）只开热管，每个冷风道只开一套热管达到同样的制冷效果，热管长期运行。每月运行耗电约4500度。

(c)、春、秋季节热管和空调配合使用

3月和11月：热管在夜间、早、晚及寒冷的午间时间段运行，满足机房制冷要求，运行时间较长。空调补充热管不足冷量，运行时间较短。每月运行耗电约7500度。

4月和10月：热管早晚及夜间运行，可基本满足机房制冷要求，每天运行12小时以上，空调每天运行低于12小时。每月运行耗电约1万度。

5月和9月：热管仅在夜间运行，日均运行较少时间，空调运行时间较长。每月运行耗电约1.1万度。

通过计算和测量对比，节能如下:

月份	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	合计
空调功耗（度）	0	0	4297	7392	9548	25410	26269	26245	9240	7638	4158	0	120197
热管功耗（度）	4680	4130	3185	2700	1860	0	0	0	1800	2790	4050	4480	29675
合计功耗（度）	4680	4130	7482	10092	11408	25410	26269	26245	11040	10428	8208	4480	149872

C、节能效果显著，应大利推广:

a、综上计算，采用常规空调制冷技术，一个冷风道年耗电28万度。而采取空调+热管冷风道节能技术，一个冷风道年耗电15万度，年节约用电13万度

b、一个冷风道UPS负荷为70KW，全年设备耗电61.32万度

c、机房总能耗节电率14.55％，PUE值1.24，节能效果显著

d、缩短制冷距离，减少冷量消耗

4、参考文献

《空气调节》《中国联通通信网络运行维护规程-动力环境分册》、《空气调节用制冷技术》等