[01408709]一种微型地能空调的研究与应用

一 项目简介 本项目主要围绕应用于通信基站机房的空调系统进行研究。将地源热泵的地下埋管技术与普通空调技术相结合,并将室内机与室外机合成在一起。在试制过程中,解决了将地源热泵系统与传统空调系统的各个组件有效地结合在一个相对有限的空间内的关键技术难题。并通过不断测试,使各个部件能够有效、协调、安全地发挥作用。试制的样品经过在邯郸、保定、唐山、衡水等地的各个基站运行测试,各项技术指标均已达到项目设计要求。产品功能完善、性能稳定,并最终达到了较常规空调节能30%-40%的节能效果,受到应用单位的欢迎和好评。 从本项目产品的创新之处来看,虽然地源热泵技术与普通空调技术都十分成熟,但其中地源热泵节能技术主要应用在大空间,像基站这样的小空间建筑,由于空间有限,国内尚没有将地源热泵技术应用的先例。本项目产品在室内机基本保持原有普通空调外观与体积的情况下,取消了室外机,具有防盗、维护成本低等优势。另外,采用地下埋管技术获取土壤中的能量,可使蒸发器温度稳定,大大提高了空调系统冬季的供热效率。在严寒气温下,地埋管还可以加入防冻液,可以保障本系统在冬季间歇运行,不会冻坏。而夏季则利用地埋管冷却变流量空调系统,效率也比常规风冷空调高,达到大量节能的目的。 二 项目背景 近年来,随着中国经济快速发展,能源消耗逐渐增加,能源紧张和严重的环境污染问题越发突出。节约能源、保护环境、创造和谐社会,使经济向又好又快发展,已成为全社会的共识。我国是一个人口大国,同时也是一个通信大国,随着我国信息化建设的加速推进,3G、4G 网络的不断升级建设和移动互联网、云计算、物联网、大数据等热点信息通信技术的发展,使得通信网络设备、电源系统和基站等数量成倍增加,也促使通信网络的能耗迅速增长。如何控制基站能耗,减少通信公司成本,对通信企业来说是个迫不及待要解决的问题。 通信公司作为国有的大型骨干企业,在为国家、社会还有企业自身创造效益的同时,应该积极地加入到节约能源行列中来。国资委在制定的《中国企业节能减排监督管理暂行办法》中,明确指出针对所有央企,要求“十二五”万元GDP综合能耗下降20%,并将节能减排纳入央企负责人任期考核指标。把通信运营企业从“一般企业”转为“关注类企业”,监管力度加大。工业与信息化部要求通信企业通信网全面应用节能减排技术,全面淘汰高能耗通信设备,初步达到国际通信业能耗可比先进水平。可见,节能降耗已成为我国经济社会可持续发展的必然选择,节能在通信行业势在必行。 三 技术关键及创新点 本项目的技术关键是将原有普通柜机的室外“空气换热”改变成了“土壤换热”,同时把室内系统与室外系统整合即将压缩机、冷凝器、蒸发器、四通阀及控制系统等关键部件有效地融合在一个相对有限的空间内,并让各个部件得到有效、协调、安全地发挥作用,最终达到节能效果,同时兼顾经济性。 主要创新点： 1 将地源热泵技术应用于微型建筑。 近年来,地源热泵技术逐渐应用于一些建筑节能领域,特别是在大面积建筑节能领域得到了大量的应用,单体百万、千万平米的项目原来越多。但地源热泵技术应用于微型建筑还是个空白,主要是因为小型设备技术相对复杂,其控制系统、地埋管系统、制冷系统等缺一不可,且结构要求紧凑,同时还要有较好的经济性。 2 取消室外机将室内机与室外机整合为一体机。 本项目产品在研制时,采用管壳式换热器与地下埋管系统组合在一起,形成地源热泵换热系统。在一体化过程中,将压缩机和管壳式换热器设置于室内机柜的下部,在布置各主要部件时,将轴流式风机上移,为压缩机和管壳式换热器预留足够空间,表冷器仍位于室内机柜的上部。在管道布置时,尽量缩短距离,避免空间交叉。 3 该系统在寒冷季节可将地埋管中加入防冻液,使埋管在严寒气温下不会结冰,提高了空调系统冬季的供热效率。实现在冬季间歇运行,不会冻坏,而夏季利用地埋管冷却变流量空调系统,可以获得比常规风冷空调高的效率。 四 经济社会效益 据统计,一个移动基站采用传统空调,一年的耗电量大约在15000度以上,按1.0元/度计算,其耗电金额约15000元/年。如果按照节能30%计算,则可实现每年每个基站节省空调用电消耗约4500度,节约耗电金额4500元/年。目前中国移动全国在网基站超过150万个,即全部基站空调每年的耗电是220亿度。如果全部采用微型地能空调系统,全年就能节约67亿度,经济效益十分可观。在取得显著经济效益的同时,还可获得很好的社会效益,主要体现在:降低通信公司运营成本,提高公司核心竞争力;响应国家制定的《节能减排综合性工作方案》号召;争当通信行业节能“排头兵”,树立“责任型”的企业形象;耗电的减少,还可减少二氧化碳、粉尘等有害物质的排放,有利于“美丽中国”的建设。