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1、自然冷源精密空调模式分析一、 freecooling冷却方式这种节能技术原理就是利用室外的自然环境冷源，当室外空气温度低于室内温度一定程度时，通过相应的技术手段将室外冷源引入机房内，把机房的热量带走，达到降低机房温度的目的。从而减少机房空调的使用时间，达到节约电能的目的。利用室外冷源的方式主要有五种方式：1、直接引入式新风系统直接将室外新风送入机房内，当室外空气温度较低时，可以直接将室外低温空气送至室内，为室内降温。当室外温度高不足以带走室内热量时，则仍然开启空调工作。2、热回收式新风换气机新风系统使用显热或全热
2、交换器利用室外新风的作为冷源带走热量，室外空气并不直接进入室内；而是和室内空气在显热或全热交换器内换热后在排出室外。3、乙二醇干冷器热交换系统乙二醇溶液通过干冷器与室外冷空气进行热交换，将其自然冷却获取冷量，再由循环泵把低温乙二醇溶液送入机组内表冷器冷却室内回风空气，最后由送风机将冷却后的空气送入室内。4、热管技术热管导热能力很高，为良导热体银、铜的当量导热系数的几百倍甚至几千倍，能在温差极小情况下传递大量热流，故有超导热体之称。目前，热管技术主要应用于航空、军事和工业导热领域。热管的基本结构如下图所示，它由外壳容器、吸
3、液芯（也有热管不带吸液芯）和载热工作介质三部分构成。在轴向分为蒸发、冷凝、绝热三段（通常无绝热段）。图示一热管原理图图示二热管系统工作原理图 热管工作时，外部热源使蒸发段受热后毛细吸液芯的工质汽化，由于不断产生蒸汽，因而压力较高，依靠压差使蒸汽经热管中间通道迅速流向冷凝段，冷凝成流体释放出等量的冷凝潜热。在管芯毛细力作用下流体又回到蒸发段，通过这种反复循环过程传输比一般方法大得多的热流。 热管是可将大量热量通过很小的截面面积高效传输且无需外加动力。热管内部主要靠工作液体的汽、液相变传热，热阻很小，因此具有很高的
4、导热能力。热管内强的蒸汽处于饱和状态，饱和蒸汽的压力决定于饱和温度，饱和蒸汽从蒸发段流向冷凝段所产生的压降很小，温降亦很小，因而热管具有优良的等温性。 5、水冷板式热交换大型数据中心应用较多。1) 直接引入式新风系统图1为直接利用室外冷空气进行空气处理过程的i-d图.由于机房的空调送风温度不得低于机房空气的露点温度,所以首先要对室外空气进行加热(及过程①),使送风温度达到t=10℃;过程②是冬季干燥空气的加湿的过程;过程③是利用送风温差进行吸热(制冷)的过程.下面对空气处理过程的能耗进行分析.室外冷空的加热过程可以写成
5、:Qj=L*G*ρ*(th-tW)---(1)注:Qj-所需加热量(KJ/h)L-机组风量(m³/h)G-空气的比热(1.01KJ/KG·℃)ρ-空气比重(kg/m³)Th-送风温度(℃)tW-室外空气计算温度(℃)空气的加湿量可以写为:W=L*(dn-dw)/1000---(2)注:W-所需的加湿量(kg/h)dn-室内空气含湿量(g/kg)dw-室外空气含湿量(g/kg)机房专用空调通常使用电极式加湿,电极式加湿器每小时、每千克加湿量耗电0.74KW,所以,电极式加湿器的耗电为:N=W/0.74=L*(dn-dw)/
6、740---(3)室外冷空气的有效制冷量为:Ql=L*G*ρ*(tn-th)---(4)注:Ql-有效制冷量(KW)tn-室内温度(℃)空气处理过程的能耗分析:从i-d图中可以知道,tn=10℃、tW=-29℃、ρ=1.2将这些数据代入式⑴、式⑵、式⑶和式⑷可以得到:Qj=L*1.01*1.2*(10+29)/3600=0.0131LQl=L*1.01*1.2*(20-10)/3600=0.00334LN=L*(6.7-0.3)/740=0086L由上述计算结果可以得到:Qj/Ql=0.0131L/0.00334L=3.
7、8N/Ql=0.0086L/0.00334L=2.5通过以上计算可以得出如下结论:在室外气温-29℃,若引入室外冷空气满足交换机房室内的温湿度,虽然利用了自然冷源,但是要花费所节省冷量3.8倍能量去加热冷空气,以保证送风温度不低于露点温度;另外还需要花费所有冷量2.5倍能量保证机房环境湿度的要求.当室外温度随季节从最低温度从最低逐渐升高时,加热所花费的能量逐渐减少,当室外温度达到10℃,不需要加热,但是仍花费的能量去加湿.综上所述,利用室外丰富冷源对通信机房降温,必须解决对新风的二次加热和加湿问题,否则不会达到节能效果。
8、因此,采用智能型新风引入节能空调在引入室外空气低于10℃时，将引进的室外冷空气与室内空气混合后在送入室内，同时使用湿膜加湿器对室内空气进行等焓加湿,保证机房环境的温湿度。由于湿膜加湿器消耗电能极少，可以克服上述论证的引入室外冷空气消耗大量能源进行加热和加湿的问题。从而在室外环境温度较低时将室外冷空气引入机房降温成为现
