摘要：我国目前的能耗问题比较突出，各方面都在为节能降耗而努力。通信机房的空调能耗费用是通讯企业运行维护费用的重要支出之一，为了解决此问题，对通信机房采用空气节能换热器代替空调运行效果进行了分析，分析表明此换热器的使用，可以减少原有空调机的工作时间，延长其使用寿命，从而降低了空调机的运行维护费用以及通信企业的投资成本。使用此换热器的通信机房的能耗分析结果显示，它的节电效果比较显著，是值得推广的节能技术。
关键词：能耗  空气换热器    经济效益

1．我国的能源消耗现状 
      中国能源消费总量从2001年的13.5亿吨标准煤增加到2005年的22.2亿吨标准煤，增长了64.4%，同期GDP增长约66%。我国煤炭的剩余可采储量约为1100亿吨，石油约为24亿吨，天然气约为2万亿立方米。按目前能源消费量，煤炭还可开采60年，石油还可开采13年，天然气还可开采40年。能源是人类赖以生存的物质基础。人均能源占有量少，国内保障程度底，从长远和总量上来看能源供给不足是我过的基本国情。
      据统计，2004年我国电力供应量严重短缺，全国电力供应缺口达3000万千瓦，这个数字相当与全国2个月的用电量需求。频繁的断电不但严重的影响了经济的发展，也给人民生活带来了极大的不便。但是同时我国的能源利用律很低，能源耗费的现象十分严重。节约能源，保护环境已经是各级政府，全民参与的大事，特别是大型国有企业和用电大户更是责无旁贷。
      目前，能源问题日益成为关系到我过经济社会发展全局的一个重大战略问题和社会共识。胡主席在一年前提出了建立资源节约型国民经济体系和资源节约型社会这一战略目标。2006年的3月，在全国“两会”的总理工作报告和国家第十一个五年计划中，“落实科学发展观，建设节约型社会”，这一任务被提升到发展国民经济的基本任务的高度，成为我国的新建设时期的国策之一。建设节约型社会，实现单位GDP能耗降低20%左右的约束性目标，保证中国国民经济和社会发展的快速、平稳，资源的节约、环境的友好和可持续性发展，促进中国经济发展转入全面协调可持续发展。8月31日，新华社授权发布《国务院关于加强节能工作的决定》，《决定》提出，解决中国能源问题，根本出路是坚持开发与节约并举、节约优先的方针，大力推进节能降耗，提高能源利用效率。
      目前，通信机房内的空调能耗问题比较显著，它已成为制约通信业发展的重要因素之一，而且因空调的使用间接或直接引起的环境问题也是不容忽视的。在我国当前大力提倡节能与环保，以及走可持续发展道路的形式下，对通信机房的改造也是迫在眉睫的问题之一。从通信机房的环境特点，以及通信设备对环境的要求这些主要方面下手进行节能改造，不仅不会影响通信设备的性能，而且可以达到节能的效果。
2 通信机房的特点及能耗现状
2.1通信机房对环境的要求

表1  机房环境温湿度要求

      随着电信事业的飞速发展，越来越多的电信枢纽大楼正在建设，其中的通讯设备机房占有非常重要的地位，其内部温湿度和洁净度等环境参数不仅直接影响着通信设备的可靠运行和使用寿命，更关系到通信的顺畅与安全。根据通信机房环境要求《中国网络通信集团公司通信网络运行维护规程（试行）—动力设备分册》中机房环境温湿度要求，如上表所示。
2.2 通信机房用现行空调的特点
      通信机房的空调降温、空气净化及其运行管理始终是通信维护部门的工作重点之一。通信机房现行利用的空调设备具有以下特点：
(1) 通信机房有其自有的负荷特点，程控交换设备、传输设备等机器设备散发的热量极大、而且散热量集中。同时，由于机房内没有特定的湿源，湿量主要来自工作人员及渗入的室外空气，因此散湿量很小；
(2) 空调送风焓差小，风量大。由于机房内散热量中95%以上为显热，热湿比近似无穷大。因此，空调机的空气处理过程可近似看作等湿降温过程。此工况下的焓差小，同时为了提高换热效果和保证机房气流组织，通信机房空调设备的送风量一般较大。 
(3) 通信机房内部设备属于全年不间断高负荷运行，即使在冬季，也可能存在需要供冷的情况。因此空调机在全年的大部分时间均须运行，某些情况下须全年运行，运行周期较长，空调耗能大。为保证全年运行的高可靠性，有时需要考虑备用。
      近年来随着国民经济的高速发展，我国已成为仅次于美国的世界第二大能源消耗国，同时也是世界第二大CO2排放国。能源的合理利用和新能源的开发日益得到广泛的重视。能源短缺和环境污染问题已成为我国经济可持续性发展和人民生活水平提高的瓶颈。其中能源短缺最直接的表现为电力严重不足。
      随着市场经济的不断深入，各种规章制度的不断完善，市场的运作模式逐步与国际接轨。同时企业之间的竞争也越来越激烈，通信运营业务收入增长会越来越缓慢，开源节流成为提高经营收益的有效办法。各大运营商一方面要通过挖掘网络潜力、发展新业务来增加业务收入，另一方面要想尽一切办法减少运营支出，特别是降低电费支出。在这样的形势下，节电降耗不仅符合我国的基本国情，也是满足企业的生存发展策略。
      基于以上背景，河北博宇节能设备有限公司，针对通信基站、通信局站等通信机房的环境特点，研制开发一套适合此类特殊场合的空调节能替代品，一套节能换热系统——空气换热器。
3. 通信机房空气换热器工作原理
3.1 机组的功能单元组成
      本空气换热器主要由三个功能单元组成：热交换单元、智能控制单元和风系统单元。空气换热器的本体由换热芯体、室内侧风机、室外侧风机三个主要部分构成，还包括金属保护外壳以及送风管道等附件。

      工作原理：利用室内外温差使室内外两侧气体进行热量交换，从而降低室内温度。工作流程上图，从室外侧的角度看，室外空气在室外侧风机的作用下从室外侧送风口进入装置本体，然后通过换热芯体进行换热，从室外侧排风口又被排出至室外；从室内侧的角度看，室内空气在室内侧风机的作用下由室内侧送风管进入装置本体，然后通过换热芯体进行换热，再由室内侧回风管重新回到局站内。
（1）热交换单元。此热交换单元又叫空气换热器。其作用就是利用室内外空气的温差，进行能量交换。通过此能量交换，降低室内空气温度，从而满足机站温度要求，并且达到节能的效果。此空气换热器，机芯由特制铝板制作而成，热交换器外部是金属保护外壳，内外风道采用严格隔离技术，保证机房内设备对环境的洁净度，尤其是湿度的要求。下图是空气换热器内部工作结构图。

（2） 智能管理单元
      智能管理单元采用的是先进的自动控制技术，其作用就是监测机房内温度的变化，以及机房室外的气温情况，根据需要适时地对其他工作单元进行调控。例如:当机房内的温度高于要求温度时，空气换热器不能满足要求时，开启空调系统进行降温。当温度降到设计值后，空调关闭。随着温度的进一步下降，到达另一设计值时，空气换热器也关闭。以后，随着室内温度的变化适时开启热交换系统和空调系统。
（3）风系统单元
      风系统单元，主要由室内侧送风管道，室外侧送风管道，以及室内侧风机和室外侧风机等几部分组成。室内外两侧的空气在风机的作用下，通过换热机芯进行，强烈的对流换热，从而将室内的热量排到室外去，达到降低室内温度的目的。
4 运行节能效益分析
4.1 间接效益
      该空气换热器在一定时间内可以代替空调制冷，降低了机房电耗；同时减少了空调运行时间，延长了空调的使用寿命，降低了通讯系统的投资成本及维护费用；在断电、空调故障时，可作为应急备用设备使用，最大限度地保障了通讯设备的安全可靠运行。
4.2 直接效益
（1）理论分析：由全年室外温度变化规律和热交换器本身的性能可知，在夏季约90天内，该热交换器不能承担冷却机房的任务，要单独使用空调对室内降温。在过渡季或冬季时，由于机房设备发热量较大，室内温度仍然可能升高，还需要起用降温设备来保持机房内的工作温度。在这段时间内可以启用热交换器。
（2）实际效果分析。通过对多个使用换热器的通信机房进行了解，结果显示，大部分通信机房，使用此换热器后，节电效果显著，平均在30%左右，有的地区甚至能够达到50%以上，那节电可是相当明显的，为此类换热器的推广应用提供了很强的理论依据。
5.我国的气候特点
      我国幅员辽阔，地形复杂。各地由于纬度、地势以及地理条件的不同，气候差异悬殊。我国气温的总体趋势是南暖北寒，南北温差大。
      我国位于世界最大的大陆－－欧亚大陆的东南部，濒临世界最大的海洋－－太平洋。由于海陆之间热力差异而造成的季风气候特别显著，使中国成为世界上季风最为显著的国家之一。冬季风来自中高纬度的亚洲内陆腹地，所到之处气温急剧下降，形成寒潮。而经过广阔洋面的夏季风，给中国大陆带来了丰沛的雨水，所以中国绝大部分地区的雨水集中在5-9月。这样在夏季雨后，在室外温度也可以低于基站内的情况下温度。这样更增强了换热器的使用时间，为进一步节能降耗打下了提供了基础。
6.结束语
      通过以上分析，表明通信机房在使用空气换热器辅助空调制冷后，节能效果是显著的。而且在北方地区，除夏季以外，全年其余时间，均可使用该产品单独运行或与空调设备联合运行，这样就更加增强了机房的节能效果。
      目前通信行业已经融入到了人们的日常生活当中，通信成为了人们交流的一重要途径，因此通信事业具有广阔的发展前景。就目前情况来看，通信机房空调设备运行能耗已成为制约通信企业运营成本的重要因素，而且节约能源和保护环境走可持续发展的道路是国家一直倡导的，因此通信业作为一耗能大户，为了国家和企业的双重利益，必须在节能环保方面有足够的重视和采取相应的实施措施。针对以上背景，本项目研发的节能产品是解决这一问题的有效方法之一，它一方面可有效减少机房空调运营成本；另一方面，也可减少机房空调设备投资，具有较高经济效益和社会效益，极具市场发展潜力，总之，本空气节能换热器也极具推广意义。

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