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基站舒适性空调与精密专用空调的区别
  发表时间:2014-08-11 09:12:54  点击数:2480

基站舒适性空调与精密专用空调的区别

一.精密环境应用舒适性空调发生和出现的主要问题

      在精密机房/精品基站中,会出现的主要问题如下:

1、 由温度异常引起的设备故障较多及产品质量不合格。

2、 因湿度及洁净度引起的设备故障较多及产品变质。

3、 维护量大。

问题的原因在于舒适性空调不能达到精密环境对温湿度的要求。精密环境对温湿度要求较高,具体内容如下:

1、 保持温度恒定(控制在温差 1-2oC之内)。

2、 保持湿度恒定(控制在3%~ 5% RH之内)。

3、 空气洁净度0.5微米/升<18,000。

4、 换气次数/小时>30。

5、 房间正压>10Pa。

6、 空调设备具备完善的远程监控及来电自启动功能。

 

       因为舒适性空调无法彻底实现以上6个功能。故障的原因及结果如下:

1. 温度无法保持恒定 - 会造成电子元气件的寿命大大降低。

2. 局部环境过热 – 导致设备突然关机。

3. 机房湿度过高 - 会产生冷凝水,导致微电路局部短路。

4. 机房湿度过低 - 会产生有破坏性的静电,导致设备运行失常。

5. 洁净度不够 - 交换数据错误,导致机组部件过热。

        只有在精密机房应用专用精密空调,才能通过环境调节上彻底解决以上问题, 保证不留任何隐患。


二.舒适性空调在设计上与精密空调的差异

项目

普通空调

精密空调

热密度(W/平方米)

100-150

250-800

环境调节要素

显热比

0.6-0.7

0.9-1.0

运行温度范围

-5o-35oC

-40o-42oC

控制温度精度

21o-27oC

22o-24oC

换气能力(/小时)

5-15

30-60

空气过滤

简单

ASHRAE20%+

出风温度

6-8oC

10-14oC

对特别功能的要求

再热器

没有

提供

加湿器

没有

提供

运行时间(年制冷时间)

1000-3000

8760

使用寿命(满负荷)

2~4年

10年

制冷效率

65%

95%

耗能比例

1.5

1

其具体体现的问题如下:

    1、舒适性空调出风温度过低

           舒适性空调的设计为小风量、大焓差。出风温度设计在6-8oC ,换气次数设计在10-15次。精密空调的设计为大风量、小焓差。出风温度设计在10-14oC ,换气次数设计在30-60次。舒适性空调出风温度为6-8oC ,而在湿度大于等于50%的时候,12oC 为露点,就是说空气中的水蒸气在此温度下会凝结成水滴。尤其对靠近空调出风处的设备局部极其不利。舒适性空调在不考虑湿度对设备影响的前提下,对近端设备可以有效降温,但由于换气能力及风量不足,导致换气次数不够,即对距离出风口较远的设备无法起到降温作用。精密空调在出风温度设计上避免了“露点问题”,并通过大风量的设计解决了机房整体降温问题。

    2、舒适性空调在-5oC以下即无法运行

           舒适性空调在设计理念上只是在夏季发挥降温功能,其夏冬两季蒸发器、冷凝器功能互换的设计决定了——室外温度在-5oC及以下时,即无法进行空气调节——无法降温和升温!而标准机房的特点是发热量大,其空调即使在冬季也要具备降温功能!精密空调的设计严格适应各类室外温度变化的要求,-40oC到+45oC趋间保证空调24小时正常工作,包括降温和升温。

    3、舒适性空调温度调节精度过低

           舒适性空调温度调节精度为6oC。从风量及出风问题上考虑,仅仅保障近端设备处的温度。温度的波动对设备稳定运行极其不利。精密空调温度调节精度为1oC。感应点为整个机房,温度无波动。

    4、舒适性空调没有湿度控制功能

           舒适性空调无法进行湿度控制。既没有加湿设备,也无法有效除湿。湿度过高产生的水滴及湿度过低产生的静电对设备运行都极其不利。精密空调的重要控制因数为湿度,可以达到1%的控制精度,湿度无波动。

    5、舒适性空调设计寿命短

           精密空调(如LIEBERT)的设计寿命为10年(在中国,LIEBERT已经出现15年仍然正常运行的案例),运行要求为全年365天,每天24小时。目前已经有一些舒适性空调厂家标称设计寿命超过5年,然而其计算方法为每年运行1-3个季度,每天不超过8小时,如在机房环境下长期长时间运行,其寿命一般不超过4年。

     6、舒适性空调基本没有空气过滤能力

            舒适性空调只具备简单的过滤功能,不提供过滤网备件,一般在应用1-2个月后即无过滤功能。精密空调严格按照0.5 微米/升<18,000(B级)设计,配合以每小时30次的风量循环,保障机房洁净。机房洁净对设备运行非常重要。

     7、舒适性空调维护量大

            对舒适性空调而言,客户必须组织专门的队伍进行维护,维护量及维护成本高。精密空调的设计针对“免维护”,其维护量只集中在机组自动提示的过滤网更换及加湿罐清理等简单工作。维护部门倾向于使用精密空调。

     8、舒适性空调综合成本高

1) 从一次性购买成本上看:如果使用舒适性空调,达到相同制冷量精密空

  调的价格与舒适性空调的相差不大,甚至基本一样,但考虑使用寿命——精密空调的使用寿命是舒适性空调的2-4倍,也就是说,在10年时间里,我们可以只应用1批精密空调,而不是应用2批甚至3批舒适性空调,亦即1批精密空调的投资金额与2批甚至3批舒适性空调的总投资相当甚至更加经济.

2) 从运行成本上看:在发挥同样制冷效果的前提下,舒适性空调的耗电量是机房专用空调耗电量的1.5倍。参考下面实例计算,计算中考虑了机房专用空调和舒适性空调显热比和能效比的差异。

      机房专用空调显热比高达80% ~ 90%也就是说,有90%的效率用于为设备有效降温,只有10%左右的能耗用于适度除湿。而舒适性空调的显热比为60% ~ 70%,有30% ~ 40%的效率用于过度除湿,在导致机房湿度过低,不但设备受到静电的威胁,而且极大地浪费能耗。

机房专用空调选用的工业等级压缩机能效比高达3.3。而舒适性空调目前业界选用的高等级压缩机能效比约2.9,也就是说1KW电能仅能产生2.9KW冷量,远低于机房专用空调

      综合以上说明,我们模拟空调提供1KW显冷量,连续运行一年消耗电费情况:

舒适空调,显热比0.65,能效比2.9,假设电费为0.8元/千瓦时,一年的电费为:

((1KW÷0.65)÷2.9)×365天×24小时×0.8=3717.8元/KW

   

                        舒适性空调每小时空调耗电量

              舒适性空调消除1千瓦显热量需要空调总冷量

机房专用空调,显热比0.9,能效比3.4,假设电费为0.8元/千瓦时,电费:

((1KW÷0.9)÷3.3)×365天×24小时×0.8=2290.2元/KW

 

      舒适性空调耗电量与机房空调耗电量对比:

      3717.8元/KW÷2290.2元/KW=1.6

      结论:舒适性空调耗电量是机房专用空调的1.6倍。

3) 从维护成本上看:在发挥同样制冷效果的前提下,舒适性空调的维护量

至少是精密空调维护量的2~3倍,维护成本更高.

根据以上计算,从综合成本考虑,精密空调可节省大量的运行、维护成本。

 

三.在移动基站环境下精密空调与舒适性空调应用的综合成本分析

 

按照中国移动基站站点空调的配置情况进行针对性比较:

移动公司一般基站站点空调现有配置为一台3P普通舒适性空调,假设在移动公司一般基站的相同场地也配置一台艾默生DME07MC1专用空调,对其制冷量、成本、耗电量、运行时间等参数进行综合比较,其对比如下:

项目

一台5P舒适性空调指标

一台艾默生DME12MC1专用空调

数据

备注

数据

备注

制冷量

12kW

制冷效率65%

12.5Kw

制冷效率95%

成本

21000元

购置成本

38000元

购置成本

制冷效率

65%

制冷时有35%冷量用于去除空气中的潜热(除湿)

90%

专用空调几乎100%制冷以消除设备发热(显热)

制冷功耗:(抵消12kW的设备发热所需耗电量)

12÷65%÷3.0 = 6。2kW

舒适性空调能效比为2.5~3.0,按3.0取值

12÷90%÷3.3 = 4。0kW

专用空调能效比大于3.3,

按3.3取值

全年制冷功耗

(按实际6000h估算)

6.2×6000 = 37200kW

假定四川地区全年中制冷时间(压缩机运行)6000H

4.0×6000 = 24000kW

假定四川地区全年中制冷时间(压缩机运行)6000H

折合工业用电(0.8元/度)

37200×0.8 = 29760元

工业用电按0.8元/度(kW)

24000×0.8 = 19200元

工业用电按0.8元/度(kW)

运行条件

假定基站开通后要求正常运行8年,按照四川地区空调在基站环境下全年制冷运行时间为6000H计,共48000小时

运行年限

舒适性空调设计使用寿命为5-6年

专用空调设计满足全年8760小时制冷要求,设计使用寿命为10年; 

维护费用(按照空调总成本30%计算)

21000×30%×2= 12600元

舒适性空调故障率指标2,专用空调故障率指标1。

38000×30%×1= 11400元

舒适性空调故障率指标2,专用空调故障率指标1。

舒适性空调成本和耗电总费用

成本:21000×2 = 42000

电费:29760×8 = 238080

维护费用:12600元

总费用: 292680元

基站环境下使用8年的总费用:

购置成本+电费+维护费用

成本:38000×1 = 38000

电费:19200×8 = 153600

维护费用:11400元

总费用203000元

基站环境下使用8年的总费用:

购置成本+电费+维护费用

对比结论

舒适性空调的综合性价比低,

通过2次购置空调才能满足

基站运行8年

在四川地区基站环境下实际使用8年的条件

专用空调的综合性价比高,

只通过1次购置可满足基站运行10年以上

在四川地区基站环境下实际使用8年的条件

 


四.结论

1、在机房采用舒适性空调运行8年(每年按照实际6000制冷时间计算)所产生的总费用为292680元;

    2、在机房采用艾默生DME12MC1专用空调运行8年(每年按照实际6000制冷时间计算)所产生的总费用为203000元;

    3、采用专用空调可节约费用为89680元,相当于4台舒适性空调的投资,经济效果明显,采用专用空调的基站越多,节能效果越显著。

4、 该经济节能性在安徽移动、陕西移动、广西联通等地得到实际印证。并且已经在全国得到大规模应用。


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