空調用乙二醇節(jié)能機組的研究

1、附件1：成果上報申請書成果名稱空調用乙二醇節(jié)能機組的研究成果申報單位 黑龍江?。ㄗ灾螀^(qū)/直轄市）公司成果承擔部門/分公司 計劃部部門 / 分公司項目負責人姓名項目負責人聯系電話和Email成果專業(yè)類別*動力成果研究類別*節(jié)能減排省內評審結果*優(yōu)秀關鍵詞索引（35個）乙二醇 空調節(jié)能 冷凝文章摘要（200字左右）：簡要描述成果目的和意義，解決的問題，取得的社會和經濟效益。我國建筑節(jié)能的重點包括建筑本體節(jié)能、提高用電效率、采暖系統(tǒng)節(jié)能和空調系統(tǒng)節(jié)能4個主要方面。由于空調能耗占到總能耗的50%左右，因而存在較大的節(jié)能潛力。隨著信息產業(yè)的發(fā)展，由此帶來了大量的移動基站建設，而通信機房是移動基站的中心樞

2、紐，機房內通信設備用電和空調用電平均各占50%，因此科學管理降低空調用電，減少資源浪費成為移動基站的當務之急。我國北方地區(qū)的冬季時間較長，有著豐富的、可以利用的自然冷源，以哈爾濱市為例，冬季長達半年之久，室外最低氣溫可達-38。通常，一月份的平均氣溫在-20左右。開發(fā)應用的乙二醇節(jié)能機組，利用自然冷源降溫節(jié)約電能，同時確保機房內其它設備的安全，其投資綜合效益高、運行成本低、且設備運行穩(wěn)定。乙二醇節(jié)能機組圖1 乙二醇節(jié)能機組組成圖乙二醇節(jié)能改造有以下優(yōu)點Ø 采用可靠的工業(yè)控制單元使乙二醇機組工作穩(wěn)定，控制精度高。Ø 不改變原有空調系統(tǒng)風量和加濕，不改變原有機房溫濕度參數。&#

3、216; 乙二醇系統(tǒng)工作期間，空調壓縮機停止運行，延長壓縮機使用壽命50%。Ø 進行乙二醇節(jié)能改造后，在原有空調室內機上加裝室內換熱器，不改變原有空調制冷機構，不影響原有空調運行。Ø 進行乙二醇節(jié)能改造，不破壞機房維護結構，不影響機房外觀。Ø 乙二醇節(jié)能機組采用獨立控制系統(tǒng)，不影響原有空調控制系統(tǒng)正常工作。Ø 乙二醇機組獨立制冷不影響原有空調制冷系統(tǒng)。Ø 乙二醇機組獨立控制不影響不參與原有空調控制系統(tǒng)。Ø 經濟效益及預期經濟效益分析條件下，當乙二醇節(jié)能機組控溫點低于空調控溫點時，利用乙二醇系統(tǒng)制冷節(jié)能效果顯著，經濟效益可觀，由于北方冬

4、夏溫差很大，冬季自然冷源充分節(jié)能潛力較大，每臺空調加裝一套乙二醇節(jié)能機組年節(jié)約電費為4萬元，黑龍江移動交換局用空調300余臺，節(jié)能潛力較大。根據乙二醇節(jié)能機組額定制冷量的不同，改造投資在79萬元人民幣之間，根據應用地域的不同，投資回收期在1.53年。社會效益分析Ø 對空調運行時間可縮短29%-59%，延長了壓縮機使用壽命；Ø 我國火力發(fā)電大量燃煤，造成嚴重的環(huán)境污染。通過乙二醇節(jié)能機組的改造，大幅降低了電信行業(yè)對電力的需求，進而減少了火力發(fā)電過程中所產生的環(huán)境污染，因此具有重要的環(huán)保效益；Ø 這種裝置在利用室外冷源時采用換熱方式，只利用冷量部分，避免了空氣中塵埃對

5、機房內空氣的污染，不會影響機房內通信設備的正常工作。技術要點：將本成果的技術或創(chuàng)新內容歸納出5個左右的技術要點。項目的要點Ø 室外選擇合理的安裝位置。Ø 與機房空調不采用電氣互鎖控制方式、減少故障率；Ø 考慮泵、散熱器、管路及距離的匹配問題；Ø 根據不同區(qū)域配置乙二醇溶液的濃度；Ø 水泵的維護及解決電機軸與水泵接口處溶液的滲漏問題；Ø 室內散熱器的風阻問題，指標將風阻控制在20Pa以內。省內試運行效果（300字以上）：描述試運行方案、取得的效果、推廣價值和建議等。 目前已經生產出樣機，截至2007年底，在黑龍江省內安裝85臺乙二醇循環(huán)

6、空調機組，根據實際測量運行數據得節(jié)能率均在25%以上。 我公司已對“無壓縮機式機房專用節(jié)能空調機組”已經申請了實用新型專利證書，并已經被審批下來，專利號為：ZL 2006 2 0021911.3。文章主體（3000字以上，可附在表格后）：根據成果研究類別，主體內容的要求有差異，具體要求見表格后的“填寫說明”。空調用乙二醇節(jié)能機組的研究摘要：本文研究了乙二醇節(jié)能機組的開發(fā)組成和工作原理，可獨立工作，可靠性高，經濟效益顯著，在空調節(jié)能方面具有廣闊的應用前景。關鍵字：乙二醇 空調節(jié)能 冷凝1. 課題立項背景我國建筑節(jié)能的重點包括建筑本體節(jié)能、提高用電效率、采暖系統(tǒng)節(jié)能和空調系統(tǒng)節(jié)能4個主要方面。由于

7、空調能耗占到總能耗的50%左右，因而存在較大的節(jié)能潛力。隨著信息產業(yè)的發(fā)展，由此帶來了大量的移動基站建設，而通信機房是移動基站的中心樞紐，機房內通信設備用電和空調用電平均各占50%，因此科學管理降低空調用電，減少資源浪費成為移動基站的當務之急。我國北方地區(qū)的冬季時間較長，有著豐富的、可以利用的自然冷源，以哈爾濱市為例，冬季長達半年之久，室外最低氣溫可達-38。通常，一月份的平均氣溫在-20左右。開發(fā)應用的乙二醇節(jié)能機組，利用自然冷源降溫節(jié)約電能，同時確保機房內其它設備的安全，其投資綜合效益高、運行成本低、且設備運行穩(wěn)定。2. 乙二醇節(jié)能機組節(jié)能原理2.1 系統(tǒng)組成乙二醇管道泵圖2-1 乙二醇節(jié)

8、能機組組成圖2.2 工作原理乙二醇節(jié)能機組乙二醇制冷循環(huán)系統(tǒng)圖 圖2-2 乙二醇制冷循環(huán)系統(tǒng)圖控制系統(tǒng)通過回風口的溫度傳感器發(fā)出信號，當回風溫度高于設備溫度，控制系統(tǒng)發(fā)生信號給水泵，水泵開始運轉，室外風機通電，在由室外冷凝器上的溫度傳感器反饋信號，室外冷凝器盤管溫度高于設置溫度，風機起動，低于設置溫度，風機停止運轉，當回風口溫度低于設置溫度，恒溫控制系統(tǒng)發(fā)出信號，水泵停止工作，室外風機斷電，以此來保證室內的恒定溫度，原空調系統(tǒng)設置溫度高于乙二醇設置溫度12，當春秋季節(jié)，白天室外溫度過高，乙二醇系統(tǒng)不能滿足室內溫度要求，原設置壓縮機系統(tǒng)啟動，來保證室內恒定溫度，如室內溫度低于原設備設定點，壓縮機

9、停止工作，乙二醇系統(tǒng)開始啟動，來保持室內恒定溫度，起到互鎖作用，以達到省電的目的，乙二醇系統(tǒng)室外冷凝盤管處加裝溫度傳感器，對乙二醇冷凝風機進行控制，以防止冬季乙二醇回液溫度過低。2.3 數學模型的建立從制冷系統(tǒng)模擬的角度分析，乙二醇節(jié)能機組各部件可以分為兩類熱力模型：一類是制冷壓縮機和節(jié)流元件，另一類是冷凝器、蒸發(fā)器等熱交換器。壓縮機和節(jié)流元件的相互匹配情況，決定著制冷系統(tǒng)中乙二醇流量的大小和乙二醇的冷凝壓力和蒸發(fā)壓力。在這一類部件建立模型時，重點關注的是乙二醇流量、冷凝壓力和蒸發(fā)壓力的模擬結果的精度。在制冷系統(tǒng)中由壓縮機出來的高溫高壓的乙二醇氣體經過冷凝器的冷卻至兩相區(qū)或過冷區(qū)。在三個區(qū)中的

10、物理性質與換熱機理是不一樣的，因此換熱系數也不一樣。本文的穩(wěn)態(tài)模型基于以下假設：（1）乙二醇在管內作一維逆流流動 （2）只考慮徑向熱量交換不及軸向熱量傳遞（3）換熱器金屬管壁的導熱熱阻不計（4）忽略乙二醇在管內的壓降 根據上述假設將冷凝器簡化如圖2-4所示物理模型示意圖圖2-4冷凝器模型示意圖穩(wěn)態(tài)情況下，采用集中參數法計算：（1）乙二醇側流動換熱方程包括換熱溫差與流動焓差的計算公式： （1）管中乙二醇儲量 乙二醇的焓乙二醇側換熱系數管外空氣溫度冷凝器管內斷面積微元斷面管內壁乙二醇液體的溫度（2）空氣側流動換熱方程包括換熱溫差與流動焓差的計算公式： （2）管中空氣儲量空氣焓空氣側換熱系數（3）乙

11、二醇側換熱系數的計算： （3）組合物性參數 冷凝溫度管壁溫度（4） 空氣側換熱系數的計算： （4）最大迎面風速空氣運動粘度橫向的管間距N管排數 當量直徑3. 乙二醇制冷循環(huán)系統(tǒng)圖圖3-1 乙二醇制冷循環(huán)系統(tǒng)圖4. 總結4.1 專業(yè)空調經過乙二醇節(jié)能改造后具有以下優(yōu)點Ø 采用可靠的工業(yè)控制單元使乙二醇機組工作穩(wěn)定，控制精度高。Ø 不改變原有空調系統(tǒng)風量和加濕，不改變原有機房溫濕度參數。Ø 乙二醇系統(tǒng)工作期間，空調壓縮機停止運行，延長壓縮機使用壽命50%。Ø 進行乙二醇節(jié)能改造后，在原有空調室內機上加裝室內換熱器，不改變原有空調制冷機構，不影響原有空調運行。

12、Ø 進行乙二醇節(jié)能改造，不破壞機房維護結構，不影響機房外觀。Ø 乙二醇節(jié)能機組采用獨立控制系統(tǒng)，不影響原有空調控制系統(tǒng)正常工作。Ø 乙二醇機組獨立制冷不影響原有空調制冷系統(tǒng)。Ø 乙二醇機組獨立控制不影響不參與原有空調控制系統(tǒng)。4.2 項目的要點Ø 室外選擇合理的安裝位置。Ø 與機房空調不采用電氣互鎖控制方式、減少故障率；Ø 考慮泵、散熱器、管路及距離的匹配問題；Ø 根據不同區(qū)域配置乙二醇溶液的濃度；4.3 項目的難點Ø 水泵的維護及解決電機軸與水泵接口處溶液的滲漏問題；Ø 室內散熱器的風阻問題，

13、指標將風阻控制在20Pa以內；5. 課題應用情況及效益分析5.1應用情況 目前已經生產出樣機，截至2007年底，在黑龍江省內安裝85臺乙二醇循環(huán)空調機組，根據實際測量運行數據得節(jié)能率均在25%以上。 我公司已對“無壓縮機式機房專用節(jié)能空調機組”已經申請了實用新型專利證書，并已經被審批下來，專利號為：ZL 2006 2 0021911.3。5.2經濟效益及預期經濟效益分析2006年10月16日至2007年5月份在黑龍江省機房29號樓掛表實測記錄機房空調數據，把加裝乙二醇節(jié)能系統(tǒng)的海洛斯34UA空調與海洛斯34UA空調（單機）數據進行相比，結果如下：項目海洛斯34UA(KWH)加裝乙二醇節(jié)能系統(tǒng)的

14、海洛斯空調(KWH)空調壓縮機日功耗21636室外風機日功耗14.4加濕器日功耗21.0721.07室內風機日功耗69.669.6單臺日總功耗321.07126.67單臺年總功耗117190.5581712.55年節(jié)約35478百分比100%69.73%年節(jié)能率30.07%條件下，當乙二醇節(jié)能機組控溫點低于空調控溫點時，利用乙二醇系統(tǒng)制冷節(jié)能效果顯著，經濟效益可觀，由于北方冬夏溫差很大，冬季自然冷源充分節(jié)能潛力較大，每臺空調加裝一套乙二醇節(jié)能機組年節(jié)約電費為4萬元，黑龍江移動交換局用空調300余臺，節(jié)能潛力較大。根據乙二醇節(jié)能機組額定制冷量的不同，改造投資在79萬元人民幣之間；根據應用地域的不同，投資回收期在1.53年；