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机房利用新风冷源节能方法分析

本文提出了机房空调作为节能重点的必要性主，要阐述了通信机房利用新风冷源节能的各种方法，重点对直接引入式新风节能进行了分析和介绍，对新风节能技术的推广利用进行了论述，展望了今后新风节能技术的发展方向。

前言

能源是发展国民经济、改善人民生活的重要基础。目前我国能源形势相当严峻，节能减排领域的工作任务相当艰巨，在今后的长时期内也将难以缓解，有关统计数据显示，我国单位GDP能源消耗比发达国家高2.4倍。

对于机房节能，其根本在于IT设备本身，IT设备每减少1kW的功率，整个机房将减少2.74kW的总输入功率。就目前的具体情况来看，机房空调，虽然制冷系数会在3.0～4.5之间，其耗电量理应为设备发热功耗的1/3～1/4，但由于风机等常行部件的恒定功耗不遵循制冷系数，祛湿和加湿需要大量功耗的原因，在很多机房里，空调的功耗都已经接近于通信设备的功耗。因此将节能重点放在空调上，是一个正确的选择。

对空调而言，利用室外新风作为冷源，可以做到季节性不开或少开空调，因此其前景应该是非常乐观的。

气候特点与利用新风的可行性

新风作为冷源，是大自然赐予我们的，不需要人为干预。但由于我国地域辽阔，气候多样，在秋、冬、春季时间比较长的地方，尤为适用。

下表为我国一些主要城市的气象数据：

表1全国主要城市历史最高最低气温纪录

城市

城市

最高气温℃

最低气

城市

最高气

最低气温℃

北京

41.5

温℃

-27.4

上海

温℃

40.2

-12.1

哈尔滨

39.2

-38.1

杭州

40.8

-12.7

长春

38.1

-36.5

南京

43.0

-14.0

沈阳

38.3

-32.1

宁波

39.4

-10.0

呼和浩特

36.9

-32.8

武汉

44.5

-18.0

乌鲁木齐

42.1

-41.5

重庆

44.0

-3.8

石家庄

42.9

-19.8

长沙

40.3

-10.3

唐山

40.1

-23.0

成都

43.7

-5.9

西安

42.9

-20.6

广州

39.1

0.0

济南

40.9

-19.7

深圳

38.7

0.2

大连

35.3

-20.1

福州

42.3

-1.2

天津

39.9

-22.9

温州

41.3

-4.5

青岛

35.4

-16.0

海口

40.5

2.8

拉萨

28.0

-16.5

昆明

31.5

-5.4

由上表可以看出，我国的气候类型可以大致分为3类，以北京为代表的北方地区，其特点为冬季时间长，气温很低，湿度低；以上海为代表的长江中下游地区，其特点是季节明显，秋、冬、春季长，湿度高，气候相对温和；以广州为代表的南方地区，气候常年较热，低气温的时间短，但相对湿润。

就气候特点而言，笔者认为，在北方，是冷资源十分丰富的地区，可以充分利用新风冷源，但由于极端气温较低，不适合直接引入机房利用。在长江中下游地区，由于其新风有大量时间处在0～18℃的最佳利用段里，且相对湿度较高，除了空气污染较严重的地方，新风是比较适合直接引入室内的。而在南方地区，则应根据当地的气候条件，慎重决定是否采用新风技术，其判别门限条件为年气温低于18℃的累计时间应不小于3500小时，如达不到此条件，新风系统能使用的时间很短，投资回报就很难保证，建议不使用新风。

新风节能的利用方式

新风——即室外空气，具物质性和能量性。我们取新风，就是想利用其优良的物质性和能量

性，例如在舒适性空调中，用新风一般是取其中的氧气供人呼吸，而在节能中，是将其作为冷源。但空气中也有不良的成分，其中的灰尘就是有害物，我们必须将它去除，还有空气中的水分过多或过少（一般是过少），也是在利用新风时的一个重要问题。因此在采用新风节能时，如何趋利避害，就必须通过技术手段解决这些问题。

机房中利用风作为载体带走设备的发热量，分为闭式循环或开式循环2种模式。传统的专用空调制冷方式，采取的是闭式循环，在保持机房适当正压的情况下，灰尘不会从室外进入室内，水分一般也只在室内循环，加湿量不大。一旦采用开式循环，把空气从室外引入机房，灰尘会随之侵入，加湿的水分会随排风一去不复返。这是两种模式最本质的区别。

因此利用室外空气节能，我们最先想到的是闭式循环，取新风冷量，而隔绝灰尘和水分的交换，即只存在热交换而没有质交换的间接利用。经常采用的技术有全热交换器，热管换热技术等方法，把室内的热量排到室外，也可以认为是将室外的冷量导入室内。利用这种方法，关键是换热的性能，换热性能好，设备体积小且换热量大，反之亦反。同时，换热性能好，对室内外的温差要求就低；换热性能不良，对室内外的温差要求就高，在同样的气象条件下，系统的可用度就小。目前间接利用新风冷源的方法，大多还是小型或中型的系统。

将新风经过处理直接