導語：合同能源管理熱管節(jié)能改造研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著信息網(wǎng)絡的普及，信息機房內(nèi)有局域網(wǎng)核心交換機、應用服務器、通信傳輸網(wǎng)等設備，服務器工作過程中發(fā)熱量較大，為保障機房內(nèi)的設備穩(wěn)定可靠運行，須采用外部系統(tǒng)進行降溫以保證其正常運行。如采用傳統(tǒng)精密空調(diào)，存在機房內(nèi)機柜冷熱不均、裝機率受限等問題。針對機房內(nèi)機柜冷熱不均、裝機率受限等問題，介紹了分布式熱管技術，提出采用合同能源管理的模式，對某地機房進行節(jié)能改造的方案。通過數(shù)據(jù)證明方案可行，投資風險小，節(jié)能效果及收益可觀。

關鍵詞：合同能源管理；分布式熱管；節(jié)能

1合同能源管理概述

合同能源管理是以節(jié)能項目減少能源費用支付項目成本的一種市場化運作節(jié)能機制和商業(yè)運作模式。主要包括節(jié)能效益分享型合同能源管理、節(jié)能量保證型合同能源管理、能源費用托管型合同能源管理、融資租賃型合同能源管理等類型[1]。合同能源管理實施流程主要包含項目節(jié)能診斷、節(jié)能改造方案設計、合同談判與簽署、項目投資、節(jié)能項目建設（包含設備采購、施工、安裝、調(diào)試）、項目驗收、節(jié)能效益產(chǎn)生及監(jiān)測、節(jié)能效益分享等8個環(huán)節(jié)。實施流程如圖1所示。

2分布式熱管背板冷卻系統(tǒng)原理

熱管背板冷卻系統(tǒng)分為三個部分：一是室內(nèi)熱管排熱機柜，熱管內(nèi)部制冷劑由液態(tài)吸收服務器的熱量后蒸發(fā)變?yōu)闅鈶B(tài)，從熱管背板頂部流出通過冷媒管道進入冷媒中間換熱單元；二是冷媒中間換熱單元，由制冷劑與冷卻水完成換熱，從熱管背板流入的氣態(tài)制冷劑在冷媒分配單元中被冷卻水冷卻成液態(tài)制冷劑，液態(tài)制冷劑流入熱管背板中，完成制冷劑的循環(huán)；三是室外冷源部分，為冷媒中間換熱單元提供穩(wěn)定的冷卻水，冷卻水由高溫冷水機組和自然冷源模塊部分提供。分布式熱管排熱機柜運行流程如下：（1）機柜內(nèi)IT設備風機和熱管背板末端風機產(chǎn)生吸引力，機房內(nèi)循環(huán)空氣（冷空氣）通過機柜開孔前門進入機柜。（2）循環(huán)空氣（冷空氣）被運行IT設備加熱后溫度升高成為熱空氣后，排出IT設備。（3）熱空氣排出后，被吸入熱管背板末端，熱量被熱管背板末端中的液態(tài)制冷劑吸收，成為冷空氣后，被排出分布式熱管排熱機柜，進入機房環(huán)境中。（4）熱管背板末端中液態(tài)制冷劑吸收熱空氣熱量后氣化，在自身壓差作用下，被輸送至熱管冷凝器中間換熱單元，重新被冷卻成液態(tài)制冷劑，回流至熱管背板末端中。（5）排出分布式熱管排熱機柜冷空氣，在IT負載風機及背板風機的作用下，從前門機柜被吸入IT設備，完成空氣循環(huán)。

3分布式熱管背板冷卻系統(tǒng)節(jié)能改造應用實例

3.1實例現(xiàn)狀及設計方案。該機房位于蘭州市某辦公樓8層，機房長約24.6m、寬5.6m，面積約為140m2，層高3.9m，計劃安裝機柜30架。主要參數(shù)為單個背板功率0.059kW，冷凍水循環(huán)泵功率3kW，風冷冷水機組功率19.8kW，機房末端采用新型熱管排熱背板技術，安裝于每個機柜后門，與通信機柜緊密結(jié)合，冷卻機柜排風。3.2能耗對比。分布式熱管背板冷卻系統(tǒng)耗電主要包含室內(nèi)末端熱管背板耗電、室外機風冷冷水機組耗電、冷凍水循環(huán)水泵耗電、風冷自然冷源模塊耗電。結(jié)合蘭州氣候條件，在室外溫度低于5℃時可充分利用室外的自然冷源條件為系統(tǒng)提供冷凍水。蘭州典型氣象參數(shù)如表1所示，運行模式如表2所示。室外干球溫度≤5℃時，自然冷源模塊單獨供冷：耗電量=（0.059kW×30+3kW+1.14kW×2×0.7）×3090h=1.97萬kWh；5℃＜室外干球溫度≤10℃時，自然冷卻模塊與風冷冷水機組聯(lián)合運行時：耗電量=（0.059kW×30+1.5×2kW+3kW）×1048h+19.8kW×1048h×0.2=1.15萬kWh；室外干球溫度＞10℃時，由風冷冷水機組提供冷量，風冷冷水機組提供100%冷量：耗電量=（0.059kW×30+19.8kW×2×0.75×1.1×0.75+3kW）×4622h=13.68萬kWh。經(jīng)計算，分布式熱管冷卻系統(tǒng)全年耗電量為1.97+1.15+13.68=16.8萬kWh。3.3能耗分析。根據(jù)本機房負載及布局，若安裝空調(diào)系統(tǒng)需配置3臺（2用1備）60kW上出風型精密空調(diào)，耗電量包括室內(nèi)送風風機全年運行，制冷壓縮機、室外風機根據(jù)負荷調(diào)節(jié)運行以及濕度調(diào)節(jié)消耗的電量。主要性能參數(shù)為總冷量63.5kW、顯冷量59.4kW、風量15480m³/h，室內(nèi)風機功率5.25kW，壓縮機總功率19kW，室外風機功率1.7kW。根據(jù)前述服務器機房IT負載和精密空調(diào)相關參數(shù)，由下公式可計算得首層數(shù)據(jù)機房空調(diào)年耗電量：(+)()acfancmpfanEEEPPρβγT=+=+××××（1）式中：acE—精密空調(diào)總能耗（kW）；fanE—精密空調(diào)內(nèi)風機能耗（kW）；cmpE—精密空調(diào)壓縮機與外風機能耗的和（kW）。計算公式：(+)cmpE=P×ρ×β×γ×8760（2）空調(diào)啟停系數(shù)一般取1.1~1.5，此處取1.3；空調(diào)全年調(diào)節(jié)系數(shù)取值0.8，運行率取值：0.722。根據(jù)機房空調(diào)運行情況及計算公式，計算內(nèi)風機能耗9.198萬kWh，壓縮機+外風機能耗27.232萬kWh，空調(diào)總能耗36.43萬kWh。經(jīng)對比，在利用分布式熱管冷卻系統(tǒng)為機房制冷年耗電量相比普通風冷型精密空調(diào)年耗電可節(jié)省19.63萬kWh，年節(jié)能率可達55.20%。

4合同能源管理模式應用分析

（1）建設投資。建設投資主要包括風冷冷水機組、自然冷源模塊、冷凍水循環(huán)水泵、恒濕機、分布式熱管排熱機柜、中間換熱單元（DCU）、配電柜、監(jiān)控系統(tǒng)，總投資120.16萬元。（2）商業(yè)模式。采用合同能源管理節(jié)能效益分享，投資內(nèi)容包括設備、安裝、運維等費用。合同期內(nèi)，設備所有權歸投資方所有。合同期滿后，將設備資產(chǎn)無償移交給機房。（3）經(jīng)濟效益分析。分布式熱管背板冷卻系統(tǒng)總投資120.16萬元，合同期限為15年，年節(jié)約電量預計為19.63萬kWh，15年共計節(jié)約電量294.45萬kWh，電費按一般工商業(yè)均價0.765元/kWh計算，預計的年節(jié)能效益為15.02萬元，投資回收期8年，15年預計年節(jié)能效益為225.28萬元。

5結(jié)語

目前，中國移動、電信、聯(lián)通已將分布式熱管背板冷卻系統(tǒng)作為新建數(shù)據(jù)中心的標準配置，如中國移動蘭州新區(qū)數(shù)據(jù)中心等均已采用?；诤贤茉垂芾砟Ｊ?，可拓展融資渠道，降低投資風險，具有良好的示范性，節(jié)能率高，可穩(wěn)定實現(xiàn)機房降溫，市場前景廣闊。

參考文獻

[1]DL/T1644—2016，電力企業(yè)合同能源管理技術導則[S].

[2]余躍.分布式熱管背板空調(diào)在通信機房中的應用研究[C]//中國移動通信集團設計院新技術論壇，2014.

[3]劉清，周健健，馮劍超.數(shù)據(jù)機房分布式熱管冷卻系統(tǒng)及其應用研究[J].智能建筑，2013（10）：44-46.

作者:彭晶1 韓為宏 韓永軍 王偉 單位:1.國網(wǎng)甘肅綜合能源服務有限公司 2.國網(wǎng)武威供電公司