2020年第12期信
f 、通信
2020
(总第 216 期）
INFORMATION & COMMUNICATIONS (Sum . No 216)
白建峰
(
内蒙古联通分公司网络运营部，内蒙古呼和浩特010000)
摘要：文章主要依据湿膜新风在内蒙古联通的实际运行案例，论述新风在内蒙古地区通信机房的可行性及优势。详细探
讨了湿膜新风在内蒙古地区的实施方案；经过柢理前期能耗管控在内蒙古运营企业存在的问题，对各种节能方案及效果 进行了比较，从湿膜新风的节能原理、产品介绍、产品功能，提出了湿膜新风在内蒙古地区使用的优点，并给出了标准机 房的湿膜新风配置案例，从节能率到投资回收期测算可以得出，湿膜新风在内蒙古地区使用，有非常良好的节能减排效 益，得出结论湿膜新风在内蒙古地区推广使用价值巨大。关键词：湿膜新风；原理；案例；节能率；投资回收期中图分类号:TU 831.8
文献标识码:B
文章编号:1673-1131(2020)12-0224-03
1能耗电费管控工作存在的问题
能耗管控目的是为了降低能耗电费支出，电信运营企业网 络分布范围广、占点多，能耗管理存在很大的难度，其中为降低 能耗，也建设过不少的节能减排设备，其中我们采取湿膜新风设 备取代空调制冷，效果较好，可以大幅_ 麟成本电费的支出。
1.1能耗管控絲的普遍问题
(1) 电信运营企业每年机房能耗电费成本支出达数亿元之
巨，其中机房空调能耗点电费约占总能耗成本总额40%-60%。
(2) 建设的节能减排设备来降低能耗，存在效果及投资回
收期认定困难的问题。为了提高信息服务水平，电信企业在不
断的网络升级改造，设备种类成千上万，设备退网、扩容工作
是一个动态的过程，定性和定量评价节能或能耗压降效果，收
集整理数据十分困难。自我评价的可信度不髙，造成该项节 能效果认定较为困难，导致投资回收期不能明确。1.2节能设备在内蒙古地区运行存在的问题
⑴洁净度问题• 2015年以前的运营商维护雛中，#%医 疗手术室_净鹧求，_信_空气的质量有非常高的要求。 内蒙古地区风沙较大，一年的扬沙天气为10*20天。为了追求节 能效果，基■智會噺风节能设备挪网■较低，极易造廳 房洁净麵标，因麟多人求跡鮰饰瞧。
(2)新风结露问題。结露就是指物体表面温度低于附近 空气露点温度时表面出现冷凝水的现象。内蒙古
冬季气温零 下20°C 的时间长达3个月之久。如室外低温空气直接进入 机房，好多人担心形成凝露析出水珠，对主设备的电路板造成 短路威胁。冬季室内空气温度16_20°C ，相对湿度超过100% R H 内墙面会结露。
2备种机房节能制冷解决方案比较 2.1各种通信机房节能制冷效果比较
(1)通信机房四种节能设备比较
内蒙古地区的通信机房使用的节能设备有很多，主要有 双冷源空调、热管空调、智能新风、湿膜新风等四种。
双冷源空调由压缩机、氟泵等两个主要器件完成制冷能 量转换，属于直接制冷，相对造价高、功耗低，制冷效率居中；
热管空调是由制冷剂的蒸发和液化完成制冷能量转化， 属于间接制冷，无压缩机有氟泵，但风机功率大、噪音大，制冷 效率髙于双冷源空调。
智能新风是对新风过滤后，智能控制风量、温度后送入机房，把热量用风机排出机房实现制冷，无制冷剂物态转化，设
备功耗最低、效率最高，但是空气洁净度过滤存在问题。湿膜新风是由湿膜和风机组成，新鲜冷空气经过湿膜过 滤后，送入机房，用排风机把热空气排出机房。无压缩机，控
制逻辑简单，空气经过湿膜过滤除尘，结合了智能新风制冷、 蒸发冷却制冷的双重优点，节能及制冷效果最佳。
从国外数据中心的节能情况来看，新风的使用比例越来
越大。国内苹果、百度等数据机房布局在内蒙古乌兰察布市,
就是看中了一年四季得天独厚的低温低湿的气候优势。
推广湿膜新风，是我们因地制宜，降低制冷能耗的首选。
⑵关键指标详细比对
下表详细列举了上述四种节能制冷设备特点，从五个维
度比对分析，湿膜新风节能效果较好。
表1四种节能设备关键指标详细比对表
制冷方案
运行能耗（湿膜
新K 能耗占桔密 空调能粍比例）
送w a s 沽净度
投资
a 论
双冷*2调50^60%[6X ：
过滤网等 级较高
除湿大
一般
智能新风■25%审外温度
粗效过滤网，效果整
无加i t 功能&小较好
热管15%-20%
人于室外 温度
过滤效果 好
无加灌
功能中
较好
湿膜新M 10%-20%
等于■m
中效过漶、 水帘过滹
有
小
进好
3湿膜新风基本原理及功能 3.1湿膜新风制冷原理
收稿日期:2020>11-10
作者簡介：白建峰(1967-)，男，学历：北京邮电大学电信工程专业，学士学位，职称：内蒙古联通网络运管部髙级工程师，主要研宄方向：动力
224
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图2湿膜制冷结构原理图
湿膜新风机以水和空气作为冷媒，通过新风获取冷量、通 过水与干空气之间的交换来获取冷量，将室外的新鲜空气通 过多层波纹纤维蒸发过滤网，与水充分接触，形成清洁的冷空 气送入机房，通过机械排风把热湿空气排走，实现机房制冷。主要由湿帘、水泵、水分布器等组成。
(1)新风制冷公式
Q=CM*(T,-T2)
制冷量=比热容*风量*空气密度*(温度差）
T2是湿膜进风温度，呼市地区湿球温度最高值为21 ，新 风通过湿膜后获取的最高温度即为2r c，'将会随着室外空气温度而变化；是排风齡依据机房最高雛281C，可以 设定排风温度为26TC。C为空气比热容1,M为空气质量。计 算模型如下。
表2湿膜新风制冷量计算模型
制冷*比热容风鼉空气密度
数A t风锒
(制冷置）
单位m单位单位数值单位数佤单位360000
(IO O K W)
K J/H I K J，(k g申C)60000m V H 1.2k g/ m15V 36000
< 10K W)
KJA H!K J/(k g_TC)6000m V H1,2K g/ m*5r
(2)湿膜制冷公式
Q=C M(T rT2)
乃-乃代表温度变化、M代表质量、C代表比热容、Q代表 吸收的热量。I为进入湿膜前空气温度，1为通过湿膜后的空气温度，该过程为等焓加湿降温过程，沿着等焓线空气湿度 加大温度降低，由于湿膜消耗水量较少，制冷量可忽略不计。
3.2湿膜新风产品简介及功能
湿膜新风机结构简单。由湿膜加湿器、进风机、排风机组 成。室外新风经过湿膜过滤后，经过湿膜除尘、加湿后，提高 了空气的洁净度和湿度，并对温度有调节功能。经过进风机 抽吸，把低温的空气送入机房，空气流经设备散热区后，带走 热量，由排风机把高温空气排出室外，带出热量，实现制冷。
湿膜新风具有制冷、过滤、加湿等功能，它集成了新风和 相变制冷的优势，制冷效率、效果最优，能耗最低。
图3湿膜新风整体结构图4内蒙古地区使用湿膜新风优势
4.1内蒙古地区使用湿膜新风的优势
(1)温度优势。内蒙古属半干湿的中温带季风气候，东部
为半湿润地带草原气候区，全年平均气温低。西部为半干旱地
带沙漠气候区。内蒙古地区最热月份平均最髙温度27°C，低
于机房的运行温度28°C。根据中国气象科学数据共享网提供
的内蒙古地区的气象资料，下表列出了部分地区（1971-2000)
月平均温度的统计数据：单位:’C
表3月度平均气温
_
月度平均1温
1；23.45-6799I I12平均
呼屮-n.e-7.216.120,722,614,67.0•11-9,4
-25.1-21.2-10.7I L I17.320.617.510J 5.0-11.9-2L6-1.0
•10.7-7.3-1.09,516.621.223.62I.S16.0S.3-L I-7.97.S
(2) 湿度优势。内蒙古地区的降水量受地形和海洋远近的 影响，自东向西由500毫米递减为50毫米左右。降水量少，
干空气能丰富，蒸发制冷的潜力很大。
(3) 洁净度问题处理。2015年部分运营商集团公司颁布 了新的维护规程，删除了大部分洁净度要求，只保留了 ID C
机房的洁净度要求。这样从规程制度上为湿膜新风的使用
创造了条件。加上湿膜后经过湿膜过滤，完全可以到达洁净
度要求。
备注：现行的联通的ID C机房内的灰尘粒子不能是导
电的、铁磁性的和腐蚀性的粒子，其浓度应符合以下标准：
直径大于0,5jim的灰尘粒子浓度<350粒/升；直径大于5ji
m的灰尘粒子浓度<3.0粒/升。现行的移动特殊客户要求
的ID C机房洁净度可考虑B级为直径大于0.5n m的灰尘粒
子浓度<3500粒/升，直径大于5n m的灰尘粒子浓度<30
粒/升。
(4)结露问题处理。空调结露大多为产生的冷凝水结 露，是由于机房内热湿空气回到低温的蒸发器时急剧降温，
达到了饱和空气的露点温度，水分在低温蒸发器上析出，是
热遇冷，产生冷凝水。湿膜新风从室外引入新风，经过湿膜
后产生的是低温冷湿空气，进入机房后遇到的是高温机柜，
是冷遇热，温度升髙，露点温度将升高，同空调产生冷凝水
的过程正好相反，所以担心使用湿膜新风后造成结露，是多
余的。
空调结露，有一部分是由于引入室外的空气过冷造成的，
为此我们调节空气的进入室内的风量，在冬春季节，关小进风
口流量，关闭湿膜加湿功能，有效的解决了设备结露问题，又
能实现制冷功能。
(5) 功耗问题。新风湿膜功耗主要是风机的能耗损失，包 括湿膜上水的水泵的功耗，进风机和排风机的功耗，总的功耗
不会超过1K W。机房专用空调单压缩机的功耗就大于10kw，
能效比一M^3左右，新风湿膜制冷能效比较髙，一M^大于10。
4.2湿膜新风的两大优点
(1) 认证优势。节能效果由国家发改委、财政部核定的公 司认定，可以提供具有公信力、专业能力的认证服务。
(2) 技术优势。湿膜新风四季通用，直接带走热量，制冷 效率较髙。在夏季使用，室外温度过高的新风，经过湿膜过滤
225
后提高了空气的洁净度、降低了空气温度，提高了制冷量。在 冬季使用，新风进入机房的对应的热通道，不会导致设备发生 过冷情况。
5湿膜新风项目工程算法 5.1局点设备配置计算方式
A 机房直流负荷为1000A ，安装有2台60K W 制冷量的
专用空调，主备配置。空调电功率在25K W 以上，空调能效比 (EER )2.5。估算该机房空调年用电量如下：
⑴机房热负荷:N =电流*电压候换效率=1000*54.5/0.9/1000
=60.6KW …
(2) 空调平均运行功率:Q 1=N /能效比=60.6/2.5=24.24kw (3) 空调年用电量:Q =Q 1*24H *365天
Q =24.24*24*365= 212342.4kwh
(4) 通风状态下冷气机的全冷量S =L *p *CP (Tn -Tg )/3600 S =60.6kw , L 为风量，p 为空气密度取1.1,C P 为空气比热
容1.01，经计算得出风量L =19636m 3/h 。
(5) 该机房进行空调节能改造，应配置20000m 3/h 湿膜新 风系统2套。
表4湿膜新风配置表
节能方式风撒（mVh>
功率（K W )
加湿最湿膜新风
40000
5.5
可根据机房要求配罝
该配置在室外环境温度低于24'C 时可以完全替代机房空 调的制冷量运行。5.2节电费用测算
首先核算出季度节约的耗电量，依据合同约定的分成比 例和电价，可测算得出分成金额。
(1) 季度节电量测算a . 季度机房空调用电测算。我们选取每季度中间1、2天 关闭湿膜新风系统，开启机房精密空调运行48小时，记录精 密空调电表耗电走字，以此计算出本季度内精密空调的用电 量Q 1;b .
季度湿膜新风系统用电测算。每季度末记录湿膜新风
系统与精密空调联动的电表走字，即为实际用电量Q 2。
c . 季度节约用电量Q =Q 1-Q 2。
(2) 季度节电费用测算
当月节电总费用C =当月节电量Q x 电价。
电价可按照该机房当月的实际电价执行，也可按照合同 约定的电价执行。5.3投资回收期测算
⑴空游用齡析。
鮮用幢2123414kwh ，
空调电费以0.5元/k w h 计算，年电费10.6万元。
(2)湿膜新风投资约14.4万。详表如下。
维护费为19480元/年。
(4)投资回收周期。以每季度节电金额测算出节电率，我 们以70%测算，年节电费用=10.6万元*70%=7.4万元；年运行 维护费用为1.95万元；投资回收周期=14.4+(7.4-1.95)=2.64年。
6鄂尔多斯一个运营公司湿膜新风案例 6.1湿膜新风配置安装要点
(1) 鄂尔多斯某个机房需制冷面积150多平方米，室内原 有4台60K W 空调制冷，能耗较高。
(2)
设计新风的风量及对应制冷量要和机房现有设备散热
量基本匹配。该机房设计新装7台A Z L 18-L X 18T D 型湿膜新 风机，单台风量为18000m 3/h 。采用送排风结合，把热量排出 到室外。
(3)
安装时要合理利用自然风向。内蒙古地区以西北风为
主，进气机要安装在西、北侧外墙上，排气机要安装在机房东、
南方向的窗户上。
(4) 安装时要合理改造并利用现有机房气流组织。新建
的机房气流方向，要和原有空调制冷气体流向基本趋向一致, 防止新旧气流组织絮乱，浪费能源。
6.2节能实际效果评测结果
2018年，内蒙古联通在鄂尔多斯联通南分局试点安装了 7台1.8万风量的湿膜新风机，测试使用了 30天，共节约电费 3697.77元，节能率为84%。
漠篕蒸发辦气概魷鶊风系统投资运行节能评估报告（秋冬季30天）
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图4湿膜新风运行节能评估报告
7结语
表5投资回收期测算
节能方式数爾；单价（万元〉安装费（万元）合计（万元〉
湿膜新风
2
1.6
11.2
14.4
(3)湿膜新风维护费
湿膜新风空气过滤器更换费用为8640元/年，水费和湿膜 除垢费用为6840元/年，人工费用等为4000元/年，合计运行
从湿膜新风节能效率、投资回收期来看，湿膜新风在内蒙 古地区具有较高的推广价值，在国家提速降费、5G 加快部署后 能耗大幅上升的大环境下，符合各个运营商压降成本策略。在 设计和施工时，参考上述方案，使湿膜新风制冷量和局点热负 荷匹配合理，可以一年四季完全取代空调制冷，能够节约大量 的能耗电费成本支出。空调停用后，也可以最大节约局点变 压器30%的容量，为5G 的发展腾出电力容量。
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