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空调节能在通信核心机房的应用中国移动通信集团江苏公司淮安分公司“节能先锋”QC小组课题介绍中国移动通信秉持“正德厚生，臻于至善”的企业理念，结合公司生产特点，将节能减排整体工作确定为中国移动“绿色行动计划”,积极开展节能降耗工作。因此我们绿色先锋小组响应公司节能减排，“绿色行动计划”号召，将节电作为本次活动的主题，并应用在通信核心机房的空调中。目录第三部分：项目实施第一部分：小组概况第二部分：课题筹备第四部分：效果检测第五部分：效果巩固213451.1小组概况▪小组概况：QC小组名称淮安移动绿色先锋小组所属部门淮安移动工程维护部课题类型创新型注册日期2009.4组长唐彦活动课题空调节能在通信核心机房的应用活动起止日期2009.4－2009.11活动频次每月一次小组成员姓名性别年龄文化程度职称组内分工QC学习时间唐彦男25硕士工程师课题策划90H史峰男35本科经理助理计划实施90H段炼男32本科设备班班长计划实施90H田睿女25本科创新管理员课题研究90H沈孝飞男25本科工程师计划实施90H目录第二部分：课题筹备2.1问题提出2.3确定课题2.4设定目标2.5提出并确定最佳方案2.6制定对策2.2问题分析3312345622.1问题提出8%16%25%12%24%35%0%10%20%30%40%08年/07年09年/07年10年/07年基本目标挑战目标集团公司要求08年单位业务耗电量较07年下降8%,09年下降16%,10年下降25%.设备能耗的降低压力巨大.通信机房能耗占公司总能耗的66%,我们对公司的能耗构成情况进行了详细的分析，分析情况如右图中所示。通信机房66%营业厅20%综合楼10%其他4%通信机房营业厅综合楼其他核心机房能耗原因分析排列图：2.1问题提出设备耗电量和空调耗电量分别占机房总耗电量的47%和41%，是造成机房耗电量高的主要原因，而设备属于第三方客户，无法强制改进，因此我们将降低通信核心机房空调的能耗作为本次活动的重点。2.2问题分析无线设备厂家摩托罗拉阿尔卡特爱立信无线设备型号HorizonIIindoor，HorizonIIMiniindoorMBI3，MBI5RBS2206RBS2216温度范围（℃）-5～+45-5～+45-5～+40机房内配置空调机的目的，是为了使机房的环境能满足通信设备的正常工作的要求，因此，要确定适合机房的空调机类型，首先应了解各种设备对环境，主要是对温度和相对湿度的要求。通信维护规程对通信核心机房的温度和湿度作出了明确的要求。机房的温度,对蓄电池组的使用寿命有着非常大的影响.所以机房温度应该保持在20℃-25℃为宜.机房类型温度相对湿度机房洁净度交换机房21℃～25℃40%～70%（注2）B级（注1）数据机房20℃～23℃40%～60%B级传输机房21℃～25℃40%～70%B级一般通讯设备温度不宜超过30℃,否则设备运行稳定性显著下降根据以上原因分析确定课题:空调节能在通信机房的应用2.3确定课题表2-4:活动计划时间表2.3确定课题2.4设定目标目标设定依据在兄弟公司B和C都有较低的日均耗电量，分别138度/天和151度/天，而我公司的日均耗电量为217度/天，由于B,C两家公司与淮安分公司在规模、软硬件水平类似的分公司的月均数据，两家分公司的日均耗电量达到目标值。从兄弟公司那边了解到他们都采用了一些节能措施使得机房空调的日均耗电量大幅下降，因此我公司采用节能技术也一定可以大幅度降低日均耗电量。2.4设定目标经过小组全体成员共同研究决定，小组将本次QC活动的目标定为：将现在的每台机房空调日均用电量从217度/天降至152度/天。2.5提出并确定最佳方案小组召开会议，用“头脑风暴法”的方式充分对不同方案的各个细节进行讨论分析，最后利用亲和图总结创新方案：2.5提出并确定最佳方案利用亲和图，最后得到3种创新型解决方案：机房智能通风换热系统1空调风管送风系统2空调电子膨胀阀32.5提出并确定最佳方案方案一：机房智能通风换热系统工作原理：在机房安装通风系统，引入室外的冷空气对室内设备进行冷却。当室外温度在30℃以下时，利用机房智能通风系统工作，室外温度高于30℃时，开启机房空调对设备进行冷却。机房智能通风系统的优点：1、利用室外冷空气，绿色环保2、和空调联动。3、缩短压缩机工作时间。机房智能通风系统的缺点：1、不能单独使用，必须要和机房空调配合使用。2、室外冷空气中含有的浮悬颗粒对机房的洁净度造成影响；且在进风口安装的滤网容易脏，维护量较大。3、通风系统对于室内的湿度无法控制。2.5提出并确定最佳方案方案二：空调风管送风系统工作原理：通过压缩机制冷，冷量通过静压箱进入到送风管道，然后每个管道输出口对应相应的设备，分别对其送风散热。通过有针对性的送风散热，从而达到提高空调的制冷效果，降低空调的能耗。空调上送风系统的优点：1、利用管道直接送风，送风距离长。2、对设备直接送风，有效降低设备温度。3、提高空调制冷效率。空调上送风系统的缺点：1、对机房初始环境要求高，如前期没有考虑后期改造将十分困难。2、初期投资费用偏高，安装费用高达150000元。3、有局部过热的情况，导致耗能有所增加。2.5提出并确定最佳方案热力膨胀阀广泛应用于机房空调。它既可控制蒸发器供液量，又可节流饱和液态制冷剂。热力膨胀阀的工作原理是建立在力平衡的基础上。随着节能降耗的呼声愈来愈强烈，控制更精准，使用更节能的电子膨胀阀的开始逐渐被开发和使用。电子膨胀阀使用更加先进、精密的控制系统通过EVD驱动器所进行的比例积分（PID）过热度控制，可以在各种条件下将最好地使用蒸发器（平均过热度较低），与机械阀的运行相比较而言，提高了机组的效率。通过控制器人为设定有效的控制过热度，降低过热值，可以将过热值将接近与蒸发值且稳定运行，确保在各种条件下最好的使用蒸发器。方案三：空调电子膨胀阀空气温度（°C）热力膨胀阀电子膨胀阀制冷量（KW）消耗能量（KW）COP制冷量（KW）消耗能量（KW）COP6.290332.7114303.813.890332.7107333.220.690332.710435.52.926.78635.52.499382.637.679411.989442.0表5-1实验室的模型进行多次测试数据方案优点：1、直接对空调节流机构进行改造，提高空调利用率。2、改造成本比较低，一个电子膨胀阀只要7500元。3、改造工程实施方便，对机房和设备改造小，影响范围小。方案缺点：1、是对空调本身的节流装置进行改进，相对不是很直观.2、需要和相关设备商协调完成，可能出现不匹配现象。3、效果检测周期相对较长。评价表示评价说明评价标准54321节能效果解决问题的程度很好较好一般不好差可实施性是否能小组自行解决部门内实施公司内实施部分与第三方合作实施完全与第三方合作实施完全依靠第三方实施经济性费用的高低1万元以下1~2万元2~3万元3~4万元4万元以上创新性方案的创新性程度很好较好一般不好差表5-2评判标准2.5提出并确定最佳方案2.5提出并确定最佳方案确定最佳方案小组成员对以上方案的可行性进行评分。序号方案评估标准项目组成员打分综合得分是否采用唐彦段炼沈孝飞田睿史峰1机房智能通风换热系统可实施性3333351不采用创新性34333节能效果33333经济性111112空调上送风系统可实施性3333354不采用创新性33334节能效果44334经济性111113电子膨胀阀的应用可实施性3333383采用创新性44544节能效果44545经济性555552.6制定对策在确定了采用电子膨胀阀的智能节流应用的最佳方案后，QC小组制定了以下几个实施的步骤。电子膨胀阀的安装和调测针对现有空调品牌选择合适的电子膨胀阀对现有机房空调节流器件进行确认检验电子膨胀阀的使用效果2.6制定对策QC小组全体成员根据上述工作步骤，制定了相应的研究对策，具体见下表。序号对策目标措施地点负责人时间1对现有机房空调节流器件进行确认完成对所有机房空调设备的节流器件的确认1.统计现有核心机房空调型号2.对机房空调进行拆卸3.对现有空调使用的膨胀阀确认，看是否有使用电子膨胀阀淮安移动楚州核心机房沈孝飞唐彦8.1-8.102针对现有空调选择合适的电子膨胀阀确定一款合适型号的电子膨胀阀1.对市场上主流的电子膨胀阀调研2.比较几款电子膨胀阀的性能参数3.选择合适的电子膨胀阀淮安移动楚州核心机房田睿段炼8.11-8.313电子膨胀阀的安装和调试合理完成电子膨胀阀的安装测试1.在现有机房空调中安装电子膨胀阀。2.对电子膨胀阀耗电量绘制控制图淮安移动楚州核心机房史峰唐彦9.1-9.104检验电子膨胀阀的使用效果测试电子膨胀阀的节能效果1.与现有安装热力膨胀阀的空调做耗电量对比测试淮安移动楚州核心机房田睿段炼9.10-9.20目录3.1对策实施1第三部分：项目实施3实施步骤一、对现有机房空调节流器件进行确认地点楼层品牌数量安装何种类型的膨胀阀楚州综合楼三楼力博特2热力膨胀阀海洛斯2热力膨胀阀二楼力博特4热力膨胀阀检查发现，所有空调基本都是采用热力膨胀阀表7-1统计结果卡乐（CAREL）美国ALCO丹佛斯（ETS）市场占有率50%30%15%用户满意度80%75%75%返修率5%10%10%E2VE3VE4V兼容性CFC,HCFC,HFCR22,R134a,R407C,R410AR22,R134a,R407C,R410A最大工作压力(MOP)高达40bars最大到42bar高达42bar制冷剂温度-40到65°C-20到65°C-20到65°C室内温度-30到50°C-10到50°C-10到50°C相电流450mA450mA450mA驱动频率100Hz±1050Hz50Hz相电阻(25°C/77°F)36Ω±10%36Ω±10%36Ω±10%价格（元）350040004300首先对现在市场上主流的电子膨胀阀进行调研，对几种电子膨胀阀的性能参数进行比对，经过对市场调研，市场上主流电子膨胀阀的品牌有卡乐（CAREL），美国ALCO，丹佛斯（ETS）电子膨胀阀。根据对市场占有率，用户满意度以及产品的返修情况，综合考虑，决定选用卡乐公司的电子膨胀阀考虑到性价比等综合因素，决定采用电子膨胀阀E2V，另外电子膨胀阀的控制部分选择驱动器EVD4的组合方案。卡乐（CAREL）电子膨胀阀产品参数对比实施步骤二、针对现有空调选择合适的电子膨胀阀小组成员在确定好电子膨胀阀的选型后，联系相应的设备商，所以决定先采购一套电子膨胀阀和驱动器，进行前期测试。地点楼层品牌数量安装何种类型的膨胀阀楚州综合楼二楼力博特2#1电子膨胀阀力博特3#1热力膨胀阀根据现场调查，发现楚州核心机房的2楼2号和3号空调平时日均消耗较大，决定用这两台空调做比对试验。实施步骤三、电子膨胀阀的安装和调试电子膨胀阀安装现场如下图运用专业软件数学Matlab6.5绘制了2#空调耗电量平均值与标准差控制图，根据判断准则，没有出现失控的点，整个过程完全受控。0501001502002503003502009年7月20日2009年7月27日2009年8月3日2009年8月10日2009年8月17日2009年8月24日2#机耗电量(度/天）3#机耗电量(度/天）两台空调耗电量对比2#空调电表读数3#空调电表读数实施步骤四：检验电子膨胀阀的使用效果2#空调与3#空调相比发现能耗明显有所下降目录4.1目标值测试对比4.2效益评估12第四部分：效果检测34.1目标值测试对比目标达到了4.2效益评估本次QC活动成果创造性的将电子膨胀阀在机房空调中使用，具备极大的效益:▪节省能源，彰显中国移动的企业责任。▪响应了国家和集团公司节能减排的号召。▪使节能减排的观念深入人心。目前截止本项目结束时，共运行安装热力膨胀阀共用电39264KWH,安装电子膨胀阀共用电26830KWH，累计节能12434KWH，节电率为30%，按照淮安1度电0.8元计算，半年时间已节约电费9947.2元，三个季度就可回收成本。社会效益经济效益目录5.1巩固措施5.2总结12第五