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【關鍵詞】網絡通信 能耗 節能技術
現在,隨著科學技術的不斷發展,網絡技術實現了普及化的發展,通信技術已經成為了推動我國各行各業發展的產業,網絡通信設備的不斷完善、機房的不斷增加,導致網絡通信技術會消耗大量的電力資源,現在,網絡技術全天不斷地為人們提供服務,各個通信部門為了能夠減少能耗,都進行大量的理論探究,并在理論的基礎上進行實踐,主要是減少空調耗電,研發出變頻技術等,通過信息化建設和管理,能夠在一定程度上起到節能減排的效果,節約資源。
1 通信網絡設備的能耗分析
1.1 通信網絡設備的供電形式分析
在通信網絡設備進行供電的時候,一般采用的是PSTN技術,這項技術是使用交換機,運用直流電,從而實現實時的通信,這種供電方式需要進行電話通信,所以,在進行通信的時候是不能中斷網絡的,所以,為了能夠提高交換機房通信的可靠性,主電源要通過分別的接口分布到各個機器上,運用寬帶接收設備,將路由器和服務器連接在一起,運用UPS直流電的供電方法。
1.2 通信網絡設備的主要能耗
現在,通信網絡設備在使用的過程中,要完成新舊的交替使用,其中主要有編程數控設備、幀中繼交換設備、ATM設備等,這些設備都是智能化的網絡設備,都是運用光纖進行傳輸的,都要借助服務器和路由器的使用。
交換機房使用的主要是一般的PSTN設備,通過NGN完成數據的傳遞,程序的交換設備沒有較高的集成功能,而且設備的數量眾多,在機房內占據很大的面積,而且對機房的要求比較高,需要消耗很多的電能。在機房中,運用的是DDN設備,運用寬帶接收器,通過管理IP的方式,在數據機房中,一般采用的是交流電的方式,如果交流電能夠將服務器的芯片進行轉化,那么就能夠實現多次交流,這樣也會產生很大的能耗。
1.3 通信網絡設備的節能方法
通信網絡設備在進行節能的時候,一般先考慮使用能耗低的設備,然后,將設備的用電負荷進行調整,滿足用戶的需要即可,可以使用高效節能的通信網絡設備,運用設備電能調查的方法,發現那些運行效率低且能耗大的設備,對這些設備進行升級,減小設備的面積,盡量使設備都成為小型化的設備,相對于以前的設備而言,低能耗的設備主要有交換設備、通信基站設備等,在進行數據交換的時候,可以選擇通信設備替換大型的電路交換設備,這樣可以在一定程度上提高數據的融合能力,而且會使通信設備的面積減小,能夠減小機房的占地面積,節省機房的空間,而且能夠在一定程度上延長設備的使用年限,提高設備的性能和工作參數,達到節能的效果。
2 通信電源系統的能耗分析
2.1 通信電源系統的運行流程
電力系統處理能夠使用交流電之外,還可以使用直流電,這樣就能夠為網絡通信設備提供直接的基礎電力,現在,通信基礎電源不再是集中式的供電方式,其可以根據用戶的要求進行分散式的供電,從而能夠節省電能,而且能夠提高供電的可靠性,不會因為局部的故障而導致整個通信系統不能正常使用。在對通信系統供電的時候,采取分散化的供電方式,在一定程度上能夠對直流電起到分散的目的,將相同種類的電壓運用幾個不同的供電系統,實現了分散化的供電模式。
2.2 通信電源的主要電力消耗分析
通信電源系統在供電時存在一定的缺陷,主要存在蓄電池供電能力不足的問題,很多蓄電池都發生了老化的問題,而且集中監控也存在很大的問題,而且,開關電源存在問題,設備的質量存在很大的隱患,只能夠通過脈沖電流實現電能的供給,在供電的時候,有大量的高次諧波,因此,電能會因此被消耗掉,使供電系統發生紊亂的問題,使整個設備都發生燒壞的問題,電機不能正常的運行。
2.3 通信電源系統的節能方法
電信網絡系統一般使用的是分散化供電的方法,這樣能夠實現節約能源,使直流電供應的電力能夠符合實際通信所用的電量,直流供電的線路比較短,能夠減少在電力輸送過程中消耗的電能,而且電源的截面小,能夠節省材料,直流電供電的施工難度不大,不會產生大量的直流消耗,而且采用分散化的供電方法,能夠起到節能的效果,只需要對機房進行供電,其他設備都可以帶動使用,改變了傳統的集中式供電的方法,通信電源系統運營諧波的治理方法,能夠在一定程度上降低電力供應的干擾,能夠在一旦你個程度上完善電源對電力系統的負荷,能夠節省額定電量,提高電源的使用效率,在對通信設計的時候,可以根據用戶的需要,運用UPS、變壓器等,選擇最經濟的供電方式。
3 結語
目前,我國的網絡技術實現了長遠的發展,人們的生活和生產都離不開網絡,網絡可以為人們提供不間斷的服務,在方便了人們工作和生活的同時,大量的能耗問題產生,因此,對網絡通信節能降耗問題的研究具有重要的意義,在使用通信網絡設備的時候,可以使用高效節能的通信網絡設備,運用設備電能調查的方法,發現那些運行效率低且能耗大的設備,對這些設備進行升級,減小設備的面積,盡量使設備都成為小型化的設備。
參考文獻
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關鍵詞:通信機房;空調系統;節能技術
中圖分類號:TE08 文獻標識碼: A
引言
節能降耗、降低成本是一項持續性工作,是提高企業效益的重要途徑。通信企業通過因地制宜地采用節電技術,有效控制能耗管理,避免電能無效損耗,建設節能型通信網絡,從而促進通信網絡的高效運行與可持續發展,降低資本投入和運營開支,為企業創造更大的經濟效益和社會效益。
一、當前通信機房能耗現狀分析
隨著通信網絡規模的增長,通信局站已發展到幾十萬,能源消耗巨大,嚴重影響到通信業務的經濟效益和發展。根據通信網絡結構特點及能源消耗構成,通信機房能耗主要包括電耗、油耗和耗材,而電耗分為生產用電、營業用電、生活用電及辦公用電,占總能耗的80%。其中,生產用電主要包括通信機房和基站各類通信設備、空調、照明等電能消耗;辦公用電包括辦公室各類電器、照明以及辦公大樓的電梯等電能消耗;營業用電包括電信營業場所各類電源、設備和照明等電能消耗;而生活用電主要包括辦公室或生產區域交流配電引出的生活用電等電能消耗。從總體上來講,通信公司的電能消耗主要分為日常行政辦公用電、通信網絡運營用電兩部分,但網絡運用用電占總用電的比重較大,主要集中在通信機房內,包括通信設備用電、機房環境用電等,如交換設備、無線設備、數據設備、通信電源設備、蓄電池、機房空調、傳輸設備等機房主設備和配套設備。然而,面對當前通信機房存在通信設備能耗高、技術陳舊、網絡結構不合理、通信電源設備缺少智能化監控的問題。因此,為了減少大量不必要的能源耗費,滿足國家的節能基本政策,在通信機房中采用先進的節能減排技術是通信公司節能減排的必然選擇。
二、環境氣流分布更加合理
機房內的環境氣流分布更加合理是解決機房環境通風不暢的必備條件和關鍵因素,同時也能達到較好的節能效果。氣流在房間內應當包括機房大環境的氣流組織和通信空調設備內部的氣流組織,所以機房內空氣氣流科學分布應當首先被予以考慮。
1、通過地板送風使房間內的空氣流動
目前,大多數的通信機房內規定使用傳統的線上送風的方式,而專用空調采用發動機罩和管道運輸兩種方式將空氣送入室內。但它們都存在一定的缺點和不足。尤其是一些較大的空調裝備,因為房間分布不均的問題,以及其產生的負荷較大,很容易引起空氣流動的地方熱源集中,熱量不能及時散發而導致局部過熱。
為了解決目前通信機房內的設備部分地方溫度過熱,冷熱空氣交替不均的問題,也為了使房間內的空氣流動更加合理高效,以達到更好的節能效果,建議優先考慮通過地板送風使房間內的空氣流動。同時,地板下送風的方式比空中送風的方式一般可以節省約20%的運行成本,并且具備更加良好的節能效果。
2、改裝設備使之能夠較好的通風
為了讓空調裝置產生的熱量能夠及時有效的排放到空氣中,不僅要求機房具備良好的的通風環境和適當的濕度、溫度等環境參數,另一方面也要求改裝設備能夠較好的通風。由于通風不暢,也會影響機房空調的內部裝置產生的熱量能否及時地散發到周圍環境中,從而會很大程度地影響空調設備的正常運行,嚴重時更會增加空調設備的故障率和報廢率。
存在的缺點和障礙:(1)機柜前后門開孔率較少,有的前門的位置也設置有空氣過濾器,使冷空氣進入阻力過大;(2)某些設備機柜堆疊過于密集,空氣流動通道太窄,內部空氣循環不暢通;(3)空調設備系統內部氣流無法暢通,嚴重影響了其使用壽命和散熱效果;(4)很多空調設備無法安裝風扇或其他散熱方式,因此在很多時候采取強制散熱的方式,也在一定程度上嚴重影響了空調設備的使用壽命。
而針對這些空調設備中存在的問題,必須在空調設備的前期研發階段對這些設備進行前期優化處理:首先,應增加空調設備的柜門開孔數,以加快空氣氣流的流通。同時,也應該在空調設備中安裝一些其他相應的散熱方式在關鍵時候使用,以取代強制散熱,延長空調設備的使用壽命。
三、工程案例
以河北北部地市某數據機房空調智能雙循環系統技術應用為例:該機房共安裝4臺機房專用空調(2臺制冷量100kW 空調,2臺制冷量50kW 空調設備,機房總顯冷量300kW ),本次對2臺制冷量100kW 空調機組進行智能雙循環系統改造。智能雙循環系統改造如圖1所示。
圖1 智能雙循環系統改造示意
在每臺空調的壓縮機系統上并接節能泵(泵的功率0.55kW ;制冷量100kW 空調為雙壓縮機系統,單個壓縮機的功率12.5kW ),改造后兩臺空調分別按照改造前(將泵循環屏蔽,由雙壓縮機運行制冷)運行和改造后(開啟智能雙循環系統模式運行)方式,各運行24h進行測試,分別記錄改造機組在節能改造前和節能改造后的平均單位電量和日平均溫度。采用多次測量方式計算平均數值,弱化天氣氣溫變化對測試產生的影響,使試測試結果更客觀準確。測試詳細數據見表1。
表1 機房空調智能雙循環系統改造前后測試數據
1、數據分析
根據改造前(將泵循環屏蔽,壓 縮 機 運 行 運 行 模 式 ) 和 改 造 后(壓縮機制冷和泵循環制冷兩種模式智能控制運行模式)測量數據對比分析得知,機房空調智能雙循環系統技術在室外溫度為- 15~- 10℃時,平均節能率約為59% ,室外溫度- 5~0℃時,平均節能率約為36% ,室外溫度為0~5℃時,平均節能率約為21% ??梢姡瑧脵C房空調智能雙循環系統技術,室外溫度越低,節能效果越明顯;隨著室外溫度升高,泵循環制冷模式運行時間逐漸減少,節能效果逐漸減弱。節能率與室外溫度對比如圖2所示。
圖2 節能率與室外溫度對比
2、成本分析
根據以上統計數據,當室外環境溫度達到5℃或以下, 智能雙循環系統節能模塊具備啟動條件,節能效果在20% 左右。室外溫度越低,節能率越大。以河北地區單臺制冷量100kW 空調為例,當室外環境溫度達到5℃時,空調每小時節省電為(14.2-11.22)kW ×1h=2.98kW ?h;河北全年氣溫低于5℃以下時間約為2481h,時間占全年總時間百分比約為28.32% ,單臺空調全年可節省耗電約為2.98kW ?h×2481h=7393kW ?h。按每度電1.12元計算,單臺空調可節約電費7393kW ?h×1.12元/kW ?h=8280元。全省共34個機房樓,每個機房樓按10臺空調計算,全省全年可節省電費8280元×34×10≈281萬元。在河北北部寒冷地區如承德、張家口、秦皇島等冬季寒冷地區,節能改造后空調可在一年中的1月、2月、3月、11月、12月以及4月和10月一部分時間運行時節能,節能運行時間近6個月。其中12- 2月三個月室外平均氣溫在5℃以下,節能效果更加明顯。全國主要城市全年室外氣溫低于5℃的時間統計見表2。
表2 全國主要城市全年室外氣溫低于5℃的時間統計
經過試驗證明,北方地區冬季和過渡季自然冷源應用時間較長,普通機房空調改造成智能雙循環空調系統后,能夠充分利用室外自然冷源,節能效果顯著。全年室外氣溫低于5℃的時間在2500h左右的地區,節能率根據不同地區氣候情況的差異在20% ~60% 。
結束語
對于如何加強機房內空調系統的節能優化,需要相關人員更多的思考和研究。要想真正的實現機房內空調系統的節能優化,需要相關人員認真研究和思考,以充分發揮機房內空氣氣流的循環,加強空調設備的散熱效果,以達到較為滿意的節能效果。
參考文獻
[1]王朔.基于環境溫度監控實現機房節能減排的探討[J].通信電源技術.2013(03)
關鍵詞:動力與環境設備 網絡安全 運維成本
中圖分類號:TP393.08 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2012)07-0171-01
1、引言
隨著通信行業市場化的演進,各通信運營商都更看重企業效益。網絡運維成本重要方面的動力環境設備運維支出,已經成為各級領導關注的重點。如何在保障通信的前提下降低運維成本是擺在動力運維專業人員面前的課題。
2、動力與環境系統面臨的尷尬
動力系統為專業設備提供合乎標準的電源,環境系統為各個專業設備提供合適的運行環境,不論是動力系統還是環境系統對整個網絡的安全運行都起著至關重要的作用。目前情況下,建設項目設計中,忽略原有電源附負載情況、只建設業務網絡,不考慮環境系統或者環境監控系統的情況時有發生。設備數量不斷擴張,運維成本卻在逐漸緊縮;人員緊張,維護量大,救火式維護仍然存在。
3、尋找網絡安全與運維成本的天平
在節能降耗、向網絡要效益的今天,在網絡不斷擴張、人員不斷優化的今天,如何把握網絡安全與運維成本的平衡,是動力專業關注的重點。
3.1 安全問題與措施
作為通信網絡設備動力保障的電源系統安全問題以及作為環境調節的空調系統安全問題來自于系統內和系統外,在工程規劃設計建設階段安全問題考慮是否周詳是非常重要;基于安全和成本之間的矛盾需要在規劃建設階段充分考慮找到一個平衡控制點,既要在產品品牌質量、系統備份、安全隱患和維護風險上權衡,又要在前期投資、后期維護成本上權衡。在運行維護階段發現并改正缺陷(或者說是網絡安全問題)的成本是設計階段的100倍以上影響電源系統和空調系統安全的系統外因素包括:(1)由于工程規劃設計的疏忽遺留給系統的缺陷;(2)產品廠家QC保證出現紕漏;(3)國家電力電網可靠穩定性能;(4)雷電氣候的干擾;(5)外部氣溫的高低;(6)機房運行環境的影響等。
在實際運行中電源系統和空調系統在系統內容易出現的會造成后果嚴重的安全問題可以枚舉如下:(1)開關電源出現模塊通信不良,導致模塊閉鎖沒有輸出。這種安全問題容易發生在綜合局機房中,并將造成核心通信設備如掉電的特大事故;(2)由于避雷器件不穩定,出現避雷器燒毀故障,出現明火。(3)電源模塊對地短路擊穿鐵板,引起明火的嚴重故障,由于控制電路不完善,空開不能及時分斷,此類故障對于無人值守的基站來說是重大安全隱患,隨時都有可能引起基站火災。(4)開關電源的性能和參數的設置直接影響到蓄電池的壽命。(5)電池內熱部散熱不及時導致熱失控,此時電池的溫度會發生累積,電池溫度不斷上升,導致電池槽等變形,電池性能下降,壽命縮短。(6)電池體內質量問題導致電池容量不足。(7)電池自然失水、老化也是電池壽命降低的一個主要原因。(8)發電機維護不良,造成停電時無法啟動。通過對開關電源參數設置的優化,改善機房溫度以及建立科學維護管理模式和有效的發電調度指揮系統和流程,延長蓄電池的使用壽命,盡可能減少基站中斷,確保網絡的安全穩定,同時也大大節約基站運維成本。
3.2 動力運維成本管控
對于通信機房來說,主要的負載是業務網絡設備。動力部門為之配置通信電源、高低壓配電柜、電力變壓器、柴油發電機組、蓄電池、空調、連接線等,這些設備成本與維護費用可認為是動力運維部門的投入,為業務網絡設備提供的電量就是動力維護部門的貢獻。動力運維成本是為保障供電所購買的設備成本、安裝及及維護費用,產出為千瓦時,因而可以計算出每有效電度成本:
X=C/p
式中:X:每有效電度成本,單位是“元/KWH”,比值越高,產出一度有效電度成本越高;C:成本,包括購買并安裝設備的成本、電費、維修費、人員工時費、資源占用費用等;
p:動力部門輸出的千瓦時,亦即下游部門的凈收益。
多局站每有效電度成本計算方法:
X=ΣCi/Σpi
其中成本C中的電費為繳納給電力部門的電費,不僅僅包含動力設備輸出的千瓦時,還包含損耗。計量時可參考下面的公式:
P1=p+Q
式中:P1:電力公司計量的耗電量,單位為度;p:動力運維部門輸出的有效電度,亦即下游部門的凈收益,單位為KWH;Q:電能變換設備的損耗+空調耗能+線路損耗+電池自放電損耗+其它損耗。
在p相同的情況下,P1越小,說明動力系統效率越高。由此可以得到動力系統效率指標:η=p/P1×100%
式中,η是動力系統效率。
3.3 平衡點的選擇
關鍵詞:冷凝器;噴淋降溫;節能;應用
節約能源是中國經濟和社會發展的一項戰略任務,建設節能型社會,促進經濟可持續發展,是實現全面建設小康社會的宏偉目標,是構建和諧社會的重要基礎保障。目前,中國的能源利用效率很低,單位產值能耗是世界平均水平的2.4倍,是日本的8.7倍。節約能源必須依靠技術進步,用高新技術和先進適用的技術來改造傳統的能耗系統。
對于通信企業來說,機房空調是保障通信設備及電源設備正常工作的重要設備,而空調系統的能源消耗已成為通信企業主要運營成本。通信行業的運營成本主要是電耗成本,根據多年來的統計數據,在電耗成本中,機房空調的電耗約占總電耗的50%,可以說降低機房空調的運行費用,可以有效地降低通信企業的運營成本。隨著太原聯通分公司的快速發展,業務量的迅猛增加,能源的消耗量也在急劇增長,電費的支出也在逐年加大,節能降耗已經迫在眉睫。根據聯通集團公司的長遠戰略規劃,結合太原市分公司要求精確化管理和應對企業轉型的需要,電源專業應在保障用電安全和機房環境符合運行要求的前提下,最大限度地節約能源消耗。
通信機房的節能技術非常豐富,針對不同的機房環境及特定情況,理論界提出了諸多節能方法:使用高效空調、機房溫濕度設定值節能控制、更換制冷劑添加耐磨劑、壓縮機變頻技術、新風節能、送風節能、設置水噴淋裝置、冷凝熱回收利用等。文章主要探討了針對太原聯通通信大樓實際情況的冷凝器噴淋降溫節能技術。
隨著地球大氣層溫室效應的不斷加劇。夏季室外氣溫越來越高。惡劣的散熱條件使得大中型風冷式冷凝機組的散熱能力越來越不能滿足空調設備的出廠設計要求(一般空調室外夏季設計溫度為35℃,如今全球氣候在最炎熱夏季可達干球溫度的50%以上,空調室外冷凝器的散熱面積和通風量明顯偏小1。現以中國聯通太原分公司第二樞紐大樓為例,由于室外機全部放于樓體西側,與當地夏季季風向相逆,通風不暢。容易形成氣流短路,影響了冷凝器散熱效率,當夏季室外氣溫達到30℃時,室外平臺中的空氣溫度將超過50%以上,一旦大氣氣溫上升至35℃,機房專用空調普遍出現高壓警報而當機,嚴重影響機房溫度的穩定性。要想空調達到節能,在空調設備選定后。有兩種基本途徑可以獲得。一種方法是在機房電子設備允許的范圍內,盡量把機房溫度設高,該方法雖然可以達到節能降耗的目的,但是對機房內昂貴的設備可能會帶來負面影響;而另一種方法是設法降低冷凝器的冷凝溫度值,目前,現有的大中型風冷式冷凝機組冷凝器的降溫都是采用風冷方式,如果不采取其他輔助降溫措施的話,其在夏日工作時已不能滿足需要。為了保證熱量從制冷劑傳遞給外界空氣,冷凝溫度會隨著大氣溫度的上升而提升很高,直至發生高壓警報為止,其結果是直接影響制冷系統的產冷量,加大壓縮機的功耗。
1 冷凝器噴淋降溫節能系統的技術原理
太原聯通風冷式冷凝機組軟化水自動噴淋降溫裝置改造方案,是太原聯通分公司動力維護中心聯合社會專業研發安裝機構共同改造完成的項目,該降溫節能裝置的目的是提供一種在不改變冷凝器的散熱面積及風量的前提下,增設自動噴淋降溫裝置,使得冷凝器的散熱量由冷卻空氣和水兩部分媒介來承擔,相應降低了冷凝器向冷卻空氣的散熱量,它包括軟水器、儲水箱、增壓機構、控制閥和霧化噴頭等裝置,軟水器一端與水源相連接,另一端連接儲水箱的入水口,儲水箱的出水口與提高軟化水壓力的增壓機構相連接,該增壓機構經控制閥與置于空調機組冷凝器下方的霧化噴頭相連接。
系統將水進行增壓后采用霧化處理,把軟化水直接噴灑在冷凝器翅片上進行汽化吸熱,使得冷凝器的整體散熱量增大(冷凝器的整體散熱量包括以下兩部分:一部分是通過外界空氣傳導散熱,另一部分是通過霧化的水滴汽化吸熱),散熱效率提高。通過將噴淋水增壓,再經霧化噴頭產生霧化水滴,微小的水滴被冷卻空氣帶到冷凝器的翅片表面,它一旦接觸到熱翅片后。將進行汽化吸熱,最終轉變成水蒸氣。水所發生的汽化吸熱過程是物態的轉變過程,在滿足同樣的散熱量條件下,霧化水滴通過物態相變所耗水量比液態水直接噴射在翅片上產生熱傳導所需水量要少得多。舉例計算:水的比潛熱約為2450kJ/kg,而冷卻水噴射到翅片后若不發生相變,溫升最多只有10℃,即每千克冷卻水只能帶走421kJ的熱量,所以理論上霧化噴淋的耗水量只是直接水噴淋冷卻的1/60。
此系統目前使用的噴霧直流無刷電機,它的轉速達到上萬轉,使用壽命在50000h以上,它能把水滴霧化成1/500的小水霧,這樣一滴水的接觸面積就能增加500倍。通常一滴水在溫度不超過100%的冷凝器上不可能全部變蒸氣,但是經霧化后水滴的體積變1/500,接觸面增加了,蒸發速度就加快了,所以霧化后的一滴水比霧化前的一滴水熱交換起碼增加500倍。將水噴成霧狀后,在冷凝器外圈約20%—30%的水霧在空氣中快速蒸發成水蒸氣,當其在空中揮發成水蒸氣時,吸收的熱量是水溫上升1℃時吸收熱量的536倍。因此當水霧變成水蒸氣時,其周圍空氣溫度也迅速下降。這樣會使冷凝器散熱效果更好。其次,剩余的70%—80%的水霧經冷凝器風扇收入冷凝器時,首先遇到高溫的翅片,蒸發時將部分熱量帶走,在冷凝器內部又將管道上的熱量吸走,促使冷凝器內氟利昂加快液化,從而使管道內壓力減輕,壓縮機電流減小,使機房空調的制冷效果明顯提高。
該節能裝置只需花少量的水就能達到很大的節能效果,加裝冷凝器水噴淋裝置后,可以很好地控制系統壓力,降低機房專用空調的能耗。啟動該系統后,機房專用空調的室外冷凝壓力可以從原先的23kgf/cm3—24kgf/cm2降低至18kgf/cm2—19kgf/cm2,下降4kgf/cm2—5ksf/cm2,既冷凝溫度從60℃降低至50%達10度之多。節能效率約為20%。若冷凝器壓力超過16kg時才開始噴霧,能減少噴霧時間節省用水量。經過調試,每臺空調的耗水量保持在100L/d以內,這樣,用于噴霧的水的費用每天控制在了0.5元以內。
2 冷凝器噴淋降溫節能系統實施及節能效果
2.1第一次節能改造
2.1.1改造措施
根據機房的實際情況,對太原聯通第二樞紐樓13層IDC機房進行空調噴淋改造,并掛表測試。具體措施如下:在2#、3#空調電源線上加裝40倍交流互感器、三項電度表;在3#機冷凝器 上加裝噴淋裝置、P77壓力控制器。當冷凝器壓力達到18bar時,壓力開關閉合,噴淋裝置開始噴水,風機隨之啟動。當壓力下降至<15bar時,壓力開關打開,噴淋裝置關閉,風機停機。
2.1.2測試結果
2.1.3節能效果
正常使用時間段,2#空調在對照測試時間內用電866.8度,每24h用電460.55度,采取節能措施時間段,2#空調在對照測試時間內用電552.4度,每24h用電5199度;可以看出,由于氣溫的升高,空調用電量也隨之加大。按照這個比例,3#機如不采取節能措施,在采取節能措施時間段用電量應該為:368.95×(519.9÷460.55×100%)=416.5度;由此算出:采取節能措施后每24h節電:4165-341A6=75.04度;節電率:75.04÷416.5×100%=18%。
改造前3#空調用電量416.5度/天,改造后降至341.46度/天,每天節電75.04度,一年按使用6個月計算.每年可節電13507.2度,每度電按1元計算,每年節省費用13507.2元;每天用水2t,一年用水360t,每噸水按4元計算,每年需交水費1440元;每年節約費用13507.2-1440=12067.2元。噴淋裝置的投資預算1萬元,使用壽命按8年計算,每年的投資投資額為:10000元÷8年=1250元,改造后每年凈節省費用:12067.2元-1250元=10817.2元。
2.2第二次節能改造
2.2.1改造措施
2008年5月29日—6月19日、7月8日—7月18日,對太原聯通第二樞紐13層IDC機房進行噴淋改造。在機房溫度、濕度不變的情況下,分2次對該機房的HIROSS 660A、HIROSSQ190A上送風機房空調做了噴霧節能實驗,并掛表記錄,得出了準確的節能數據。
2.2.2測試結果
測試地點1:二樞紐13層IDC機房。
設備型號:HIROSS660A機房空調3#機加裝噴霧裝置。
從測量記錄計算得出,從2008年5月29日到6月5日7天內,啟用噴霧裝置空調日平均用電量為241.63度;從6月5日到6月19日14天內,空調正常工作日平均用電量為292.8度,用電量相差51.17度,節電率為17.48%;從7月14日—7月18日4天內,啟用噴霧裝置空調日平均用電量為344.47度;從7月8日到7月14日6天內,空調正常工作日平均用電量為437.95度,用電量相差93.48度,節電率為21.34%。此外,維護人員對空調進行了手動強制運行試驗,期間進行了開、關噴霧試驗。從測試記錄可知。在手動強制運行1臺空調的2臺壓縮機的情形下,同一臺空調開、關噴霧相比,開啟噴霧每小時約節電4.2度。
2.2.3節能效果
關鍵詞:電力節能;電能損耗;節能;電力節能產品
電力節能包括輸電網節能和配電網節能。輸電網節能主要是通過提升輸電電壓,降低輸電電流,減少線損和線路壓降,提高現有輸電線路的電能輸送能力,以達到節能降耗的目的。城市配電網更是電力系統能量損耗的主體部分,實現配電網的節能降耗對供電企業提高經濟效益,實現目標利潤起著舉足輕重的作用[1]。
1電力系統電能損耗
在電力系統供配電環節,電能損耗主要體現在以下幾個方面。(1)線路損耗:當前我國經濟發展速度較快,而配電線路改造相對滯后,線路供電半徑較長,輸電線截面積小,這就導致線路損耗加大,同時線路壓降過大,供電線路末端電壓變低,直接影響用戶用電。(2)變壓器無功損耗:變壓器屬于一級能耗設備,變壓器通過電磁感應變壓,屬于感性無功電力負載。在整個電網系統的無功損耗中,變壓設備占比約為35%,而輸電線路占比則低于5%。(3)電力負載的無功損耗:在工業生產中,所使用的負荷大多數為感性負荷,少數為阻性負荷,這就導致在配電網中存在大量的無功。無功的存在導致了線損增加,電源利用率低下,直接造成能源和資源的浪費。(4)非線性負荷的諧波損耗:隨著電力電子技術的發展,大功率非線性負荷在生產中的廣泛應用,導致電網中諧波損耗大量增加。諧波含量的增加不但給系統增加諧波損耗,同時還會對其他用電設備造成影響。(5)用電設備中負荷突變的影響:用電設備中的一些突變負荷,造成配電網負載功率大幅變化,同時系統電壓隨之波動,也會對系統用電造成一定影響。無功損耗也會發生較大變化。
2配電網節能降耗的主要措施
2.1合理調節配置變壓設備對變壓設備進行合理配置,合理保留裕量,使變壓器容量在保障使用的情況,提高負載率。既可以節約電能,又可以節省配電容量。2.2補償系統中的無功功率通過合理加裝無功補償設備,消除系統無功。補償無功不但可以降低無功功率造成的系統損耗,同時可以降低變壓器輸出功率,變相達到增容的效果,提高了變壓器的使用效率。2.3平衡三相負荷從變壓器來看,三相不平衡會增加變壓器損耗。只有在三相平衡的情況下,變壓器損耗降到最小。同時三相不平衡也會增加線路損耗,發生嚴重不平衡的情況下,高壓線路損耗大約會提升12.5%。2.4加裝電能質量治理設備通過加裝電能質量治理設備,不但能夠降低諧波對線路造成能量損耗,而且能夠消除諧波電壓對其他供用電設備造成的安全隱患,保障系統安全運行。2.5采用節能設備盡量采用高效節能產品,降低設備本身損耗。例如:變頻技術的運用,使異步電動機在運行過程中的功率因數能達到0.9以上。2.6合理進行網絡布局在負荷功率穩定的基礎上,將電源配置在負載中間,減少出線分支,這樣可以減少線路損耗。2.7合理安排用電時間在條件允許的情況下,盡量避開用電高峰用電。
3主要節能產品
當前市場上電力方面的節能產品很多,按功能分為無功補償和電能質量治理類產品,還有一些是儲能類產品。3.1有源電力濾波器(APF:Activepowerfilter)一種用于動態抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置,它能夠對不同大小和頻率的諧波進行快速跟蹤補償,之所以稱為有源,是相對于無源LC濾波器,只能被動吸收固定頻率與大小的諧波而言,APF可以通過采樣負載電流并進行各次諧波和無功的分離,控制并主動輸出電流的大小、頻率和相位,并且快速響應,抵消負載中相應電流,實現了動態跟蹤補償,而且可以既補諧波又補無功和不平衡。3.2靜止無功發生器(SVG:StaticVarGenerator)又稱靜止同步補償器。SVG是通過電力電子器件IGBT和相應控制電路,對系統檢測到的無功功率進行抵消,即:系統產生多大的無功功率,SVG就產生多大的無功功率,但這個無功是與系統無功反相的,將系統無功抵消。SVG產品主要分為中高壓和低壓SVG。主要適用場合:凡是安裝有低壓變壓器的地方及大型用電設備旁邊都應該配備無功補償裝置,特別是那些功率因數較低的工礦企業、居民區均應安裝。3.3電能質量綜合優化裝置(MEC)一種多目標電能質量綜合控制與優化裝置。檢測并分析負載、電網、多目標電能質量綜合控制與優化裝置的各項電能質量指標,統一協調控制主電路實現電能質量控制與優化。3.4其他無源濾波和無功補償產品例如:FC(開關投切無源LC濾波器);TSF(晶閘管投切LC濾波器);TSC(晶閘管投切電容補償裝置)等。目前技術已過時,但產品成本較低,可以與有源濾波裝置混合使用,既能保證效果,又可降低產品成本。統一潮流控制器(UPFC)、統一電能質量調節器(UPQC)、靜止串聯同步補償裝置(SSSC)以及固態切換開關(SSTS)等產品,均為柔性輸電產品,對提升電能輸送能力和電能質量有一定作用。但此類產品多為串聯設備,安裝維護比較復雜,建議作為公司非主流予以關注。3.5儲能設備當前供電公司推行峰谷平電價。如果在峰谷電價時段將電能進行存儲,在用電高峰時段使用,對電力系統來講可以減輕供電高峰的壓力,對用戶也可以通過峰谷差價減少費用。
4當前節能行業發展現狀
(1)國外知名的節能電力設備生產廠家有ABB、施耐德、西門子等。這幾家均為國際知名電氣設備供應商,其產品涵蓋領域很廣。這些企業研發節能技術相對比較早,技術和產品也比較成熟,產品售價相對國內也比較昂貴。(2)國內知名生產廠家有鞍山榮信、蘇州和順、盛弘電氣等。上述企業從事電力節能產品都比較早,技術實力很強,規模較大,均為已上市或準備上市公司,并且大多數以前從事電容器無功補償和無源濾波器的設計和生產,技術上具有傳承性。5對節能板塊發展的建議節約電費是用戶最容易感受到的“節能”。具體實施就是通過企業電費情況調研,以發現企業是否存在無功罰款(按供電部門規定,月平均功率因數低于0.9,要對用戶在收取電費的同時處以罰款;同時,對月平均功率因數高于0.95的用戶要給予獎勵)。這類用戶應進行無功補償治理。節能產品的發展完善與其他板塊的發展也是相關的。例如:數據采集,全面的現場實時數據,不但能為節能數據分析、出具節能方案提供數據依據,也可以更加方便直觀看到治理后的效果。
參考文獻
[1]管國棟,寧江波.淺析配電網節能方面的具體問題[J].通信電源技術,2015,32(6):267-268.
[2]羅玲,戰京濤.我國工業電氣節能產品現狀與營銷對策[J].北京化工大學學報:社會科學版,2008(2):38-42.