基站空調智能直冷優(yōu)化應用技術(shù)

一、技術(shù)名稱(chēng)：基站專(zhuān)用空調智能直冷優(yōu)化應用技術(shù)

二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍：通信行業(yè) 數據中心環(huán)境維持系統

三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現狀

據工信部的統計數據，我國數據中心用電量約占全社會(huì )用電量的5%，即2600億kWh，其中約40%被機房制冷系統消耗，年消耗的電量約為1060億kWh，折合標準煤約3400萬(wàn)t.目前，我國的數據中心機房制冷主要依靠傳統空調技術(shù)，不但耗電量巨大，而且電能使用效率（PUE）較高，因此具有較大的節能空間。機房智能直冷優(yōu)化應用技術(shù)可替代現有機房傳統空調制冷系統，有效降低空調運行耗電量，節能效果良好。目前應用該技術(shù)可實(shí)現節能量15萬(wàn)tce/a，CO2減排約40萬(wàn)t/a.

四、技術(shù)內容

1.技術(shù)原理

基站節能空調智能直冷優(yōu)化應用技術(shù)利用制冷劑自然相變循環(huán)原理，以溫差的形式產(chǎn)生壓差，驅動(dòng)制冷劑工質(zhì)的自然相變循環(huán)流動(dòng)，實(shí)現室內外無(wú)動(dòng)力熱量交換。同時(shí)，采用機房能效管理軟件及環(huán)境維持系統監控軟件，實(shí)現按需供冷的自適應冷量調節及機柜級溫度場(chǎng)控制。采用該技術(shù)的智能冷卻終端，可顯著(zhù)降低機房原有空調制冷系統運行時(shí)的耗電量，實(shí)現節能。

2.關(guān)鍵技術(shù)

（1）機房?jì)韧鉄o(wú)動(dòng)力熱量交換技術(shù)

安裝在機柜背部制冷終端內的液態(tài)制冷劑吸熱后蒸發(fā)為氣態(tài)，依靠重力作用，沿制冷劑導管自然流動(dòng)至室外冷量分配單元，冷凝后變?yōu)橐簯B(tài)，又自然回流至智冷終端內，依此循環(huán)，源源不斷地將室內機柜產(chǎn)出的熱量排放至室外，實(shí)現機房室內外的無(wú)動(dòng)力熱量交換。

（2）按需供冷的自適應冷量調節技術(shù)

每臺機柜內設備的發(fā)熱量不同，制冷終端內制冷劑蒸發(fā)量不同，從而使冷卻回流液帶回的制冷量不同，通過(guò)機房能效管理軟件，可自動(dòng)調節智冷終端及室外冷源的制冷量，實(shí)現按需供冷。

（3）機柜級溫度場(chǎng)控制技術(shù)

傳統機房制冷是利用高密空調同時(shí)面向多個(gè)機柜組制冷，從而導致離基站精密空調通風(fēng)口距離不同，制冷效果不同。本技術(shù)直接在每個(gè)機柜背部安裝智冷終端，獨立面向機柜熱源均勻制冷，解決機房溫度環(huán)境局部過(guò)熱的問(wèn)題。

3.工藝流程

機房智能直冷優(yōu)化應用技術(shù)運行流程。機房?jì)让總€(gè)機柜排出的熱風(fēng)，使安裝在其背部的智能冷卻終端內的制冷劑工質(zhì)受熱后發(fā)生相 變，由液態(tài)蒸發(fā)為氣態(tài)，依靠壓差沿制冷劑氣體管路將熱量帶到室外系統的冷量分配單元，在冷量分配單元內與室外冷源進(jìn)行熱交換；制冷劑工質(zhì)受 冷后由氣態(tài)冷凝為液態(tài)，依靠自身重力沿制冷劑液體管路回流到智能冷卻終端 內，從而完成一個(gè)完整的熱力循環(huán)，機房?jì)犬a(chǎn)生的熱量依此源源不斷傳遞到室外。 當室外濕球溫度低于14℃時(shí)，系統自動(dòng)啟用冷卻塔，不啟用冷水機組壓縮機，充分利用自然冷源，達到節能的目的。

五、主要技術(shù)指標

1.節能率≥30%；

2. PUE指數≤1.3.

六、技術(shù)鑒定、獲獎情況及應用現狀

該技術(shù)于2013年通過(guò)中國電子學(xué)會(huì )組織的技術(shù)成果鑒定。目前，已規模應用于電信運營(yíng)商、政府、軍隊、高校、企事業(yè)單位等800多個(gè)數據中心，運行狀態(tài)良好，節能效果明顯。

七、典型應用案例

典型用戶(hù)：中國移動(dòng)、中國聯(lián)通、中國電信、中石油、國家電網(wǎng)等。

八、推廣前景及節能減排潛力

目前，我國數據中心機房主要依靠傳統空調技術(shù)制冷，耗電量巨大，PUE指數較高。據統計，未來(lái)5年我國數據中心年用電量可達4000億kWh，其中約40%被機房制冷系統消耗。預計未來(lái)5年，該技術(shù)的推廣比例可達10%，總投資約為16.4億元，可實(shí)現年節能能力為154萬(wàn)tce，年碳減排能力為334萬(wàn)tCO2.