通信基站热管复合式空调浅析及应用研究.docVIP

精品论文 参考文献 通信基站热管复合式空调浅析及应用研究 杭州道宇检测技术有限公司 浙江杭州 310015 【摘 要】通信基站属于高密度发热空间，长期需要空调制冷，大量地基站带来大量的空调能耗。移动通讯各级领导高度重视节能工作、节能增效，在积极响应国家节能的战略号召的同时，也为企业自身争取更大的市场份额和经济效益。自然界存在着无穷无尽的冷与热的资源，如何合理的利用自然的能源是一个重要的课题。热管复合式空调系统（简称热管空调），充分考虑利用大自然的冷源对现有机房设备进行制冷。通过大量的实践和优化设计，我们把热管自然循环和压缩机受迫循环两种不同的制冷循环有机地融合在一起研制成了绿色新型节能空调机组---热管/制冷复合型空调机组。 本文结合机房环境，分析了热管空调的工作原理，热管空调的性能优点，并结合与其他空调进行经济和节能性分析，并对产品的应用前景做出预测。 【关键词】热管空调；节能性；机房；基站 1引言 通信行业是一个高耗能行业，通信业每年消耗500亿度以上的电能，各种能耗费用超过400亿元人民币，其耗电总量在各行业中排名第14。我国目前有移动基站大概有55~60万个，同时未来随着4G网络的建立，会建设更多的移动基站，在每一个基站内都需标准配置空调。一个基站一年的空调耗电量大约是15000 kWh，就是说全部基站每年的能耗是60亿kWh。而在基站全年能耗中，空调能耗比例最大，空调能耗约占机房总能耗的45%左右，且越向南方，比例越大。 移动通讯各级领导高度重视节能工作、节能增效，在积极响应国家节能的战略号召的同时，也为企业自身争取更大的市场份额和经济效益。 自然界存在着无穷无尽的冷与热的资源，如何合理的利用自然的能源是一个重要的课题。人为的改造维护结构，可以实现对自然冷源的有效应用，改造的方式多种多样，热管技术也可以作为一种安全有效的实现手段。热管复合式空调（简称热管空调）应运而生[1]。 2 热管空调工作原理 热管一种具有极高导热性能的传热元件。它充分利用了内部工质汽化潜热吸热和自身的汽液密度差实现自然循环的高效传热。其快速热传递性质，可以将发热物体的热量透过热管迅速传递到热源外。 热管主要是靠工作介质相变时吸收和释放汽化潜热的循环来传递热量，由于工质的汽化潜热很大，所以热管的导热率极高，通常情况下，导热能力比实心铜棒高400倍。工作介质在没有吸液芯的状况下，依靠重力回流冷凝液体。将热管技术与空调技术结合起来，就产生了热管空调机组。它由室内热风循环系统和室外冷风循环系统组成，机房内热空气在热风循环风机的作用下进入机房空气调节机，经过热管式高效散热器与室外的冷空气进行换热，热空气放热降温后被重新鼓入机房，从而降低机房内的温度，冷风亦为独立的室外循环系统。 3 热管机组性能优点 3.1 机组设计优点 1）首先，机组以热管换热器为核心部件，采用间壁式小温差换热，应用范围广。间壁式换热使室内、外空气分别构成了独立循环，避免了尘埃等有害粒子进入机房，可以保证机房的洁净度；通过强化传热技术设计制造的气——气热管换热装置可以在小温差下启动，基于10℃温差设计的机组换热量大，可以在较宽的环境温度范围内工作，使得机组的年运行时间更长，应用的地域范围更加广阔。 2）其次，机组送风采用显热降温，低能耗与高效率是机组的重要特征。因为热管具有壁面温度展平和温度可控等特点，当机组的结构设计和控制策略相结合时，可以实现显热降温，且风量较一般空调大，避免结露，从而壁免了压缩式空调机组一边耗电降温除湿，一边耗电加湿的浪费现象，使机组能耗低，能效比高。 3）热管式机组仅循环风机为运转设备，且风机为低故障设备，这为机组长期稳定运行提供了技术基础。机组重量轻，安装方便，可以根据业主要求和现场情况灵活调整，可以置于室内、室外或者嵌于墙内，送风方式灵活，可以保证机房内气流组织科学合理。 3.2 热管复合式空调与其他空调能效比的比较 1）热管复合式空调： 通过机组在室内、外温差3℃~24℃范围内制冷量实验发现，温差由5℃降至3℃过程中制冷量骤降，而温差在5℃~24℃范围内变化时制冷量与温差基本呈线性变化。热管复合式空调机组在温差为5℃～10℃范围内变化时，能效比为3.63～6.82，高于国家标准规定的蒸气压缩式空调机组能效比，当温差在10℃～24℃变化时，机组能效比高达6.82～11.64，显著高于蒸气压缩式空调机组。热管复合式空调在浙江地区全年平均能效比约为8.0[2]