YDB 052.2-2010 通信用相变材料温控机柜 第2部分：相变蓄能空调系统.pdf

1、通信用相变材料温控机柜 第 2 部分 相变蓄能空调系统 Controlled temperature cabinet based On PCM for telecommunication Part 2：Phase change material accumulator air-condition system 通信标准类技术报告 YDYDB 052.22010ICS 29.200 M 41 备案号： 2010 09 - 29 印发 中国通信标准化协会 YDB 052.22010 I 目 次 前 言 . 1 范围 .1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 1 4 产品的分类和组成 2 5 技

2、术要求 2 6 试验方法 4 7 检验规则 5 8 标志、包装、运输、贮存 6 附录 A （资料性附录）相变蓄能空调系统 .7 YDB 052.22010 II 前 言 本项技术研究将推进相变蓄能空调系统的产业化进程，促进企业技术进步、提高产品质量，有利于产品的规范，有利于产品应用，更有利于引导行业产品的发展方向。 为适应信息通信业发展对通信标准文件的需要，在工业和信息化部统一安排下，对于技术尚在发展中，又需要有相应的标准性文件引导其发展的领域，由中国通信标准化协会组织制定“通信标准类技术报告”，推荐有关方面参考采用。有关对本技术报告的建议和意见，向中国通信标准化协会反映。 通信相变材料温控机

3、柜分为 2个部分： 第 1 部分：通信用相变材料户外机柜； 第 2 部分：相变蓄能空调系统。 本部分为通信用相变材料温控机柜的第 2部分。 本技术报告的附录A为资料性附录。 本技术报告由中国通信标准化协会提出并归口。 本技术报告起草单位：中讯邮电咨询设计院有限公司、上海凌御电气有限公司、中国移动通信集团公司、中国电信集团公司、工业和信息化部电信研究院 本技术报告主要起草人：王殿魁、吴建国、高健、侯福平、魏巍、杜翛、贾骏。 YDB 052.22010 1 通信用相变材料温控机柜 第 2 部分：相变蓄能空调系统 1 范围 本技术报告规定了相变蓄能空调系统( 以下简称系统) 的组成、分类、要求、试验

4、方法、检验规则、标志、包装、运输和储存。 本技术报告适用于通信局站用相变蓄能空调系统。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本技术报告的引用而成为本技术报告的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本技术报告，然而，鼓励根据本技术报告达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本技术报告。 GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 2829-2002 周期检验计数抽样程序及表(适用于对过程稳定性的检验) GB/T 3873 通信设备产品包装通用技术条件 GB 4943-2001 信息技术设备的安全

5、GB 10080-2001 空调用通风机安全要求 GB 10891-1989 空气处理机组安全要求 YD/T 122-1997 邮电工业产品铭牌 YD/T 282-2000 通信设备可靠性通用试验方法 YD/T 1173 通信电源用阻燃耐火软电缆 YD/T 1363.3-2005 通信局（站）电源、空调及环境集中监控管理系统 第 3 部分：前端智能设备协议 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本本技术报告。 3.1 相变 Phase change 物质存在的形态通常有固、液、气三种，被称之为三相。不同相之间的相互转变被称为相变。相变过程中常伴有吸热或放热以及体积突变。 3.2 相变材料 Pha

6、se change material（PCM） 泛指有大量溶解潜热的物质，该物质在其典型相变点溶解温度时可以用于被动存储和释放能量。 3.3 潜热 Latent heat 单位质量物质在等温等压条件下，从一相转变为另一相时吸收或放出的热量称为相变潜热。 YDB 052.22010 2 3.4 相变蓄能空调 Phase change m aterial accumulator air-condition 相变蓄能空调是一种向通信局站提供空气循环和温度控制的独立使用的机房空气调节系统。该空调系统利用机房外部低温空气（自然冷源）和系统内部的压缩机制冷功能，使相变材料蓄冷，再利用蓄冷后的相变材料和机房

7、内的热空气进行热量交换以降低机房内部温度。 注：相变蓄能空调试验情况参见附录A。 3.5 标准测试工况 Standard test conditions 室外机的环境温度为 21，室内机环境温度为 28，内外温差为 7，室内外相对湿度为 45%。 3.6 额定制冷量 Rated cooling capacity 在标准测试工况下，单位时间内通过系统内压缩机产生的制冷量，单位为瓦（ W）。 3.7 能效比 Energy efficiency ratio（EER ） 在规定的试验条件下，制冷量和输入电功率之比。 4 产品分类和组成 4.1 产品分类 小型系统：额定制冷量7000W 。 中型系统：7

8、000W 额定制冷量21 室内温度 28 28 28 28 能 效 比 22 15 10 2.8 5.5 泄漏自锁功能 系统应采用负压循环系统，当系统中的管道发生泄漏时，不得有液体泄漏到机房内部。 5.6 可靠性要求 5.6.1 系统的平均故障间隔时间（MTBF）应不低于 20000h；平均故障修复时间（MTTR）应小于 3h；使用寿命不小于 8 年。 5.6.2 系统设备处于无人值守运行状态的维护周期应不少于 1 个月。 5.7 安全要求 5.7.1 系统的安全要求应符合 GB10080-2001 及GB10891-1989 的规定。 5.7.2 系统采用的所有线缆应符合 YD/T 1173

9、 中的阻燃要求；采用的交流接触器等控制执行部件应通过国家的 3C 认证。 5.7.3 系统应具有防水功能，设备、阀门和管道无跑、冒、滴、漏、堵现象。 5.8 显示与设置 5.8.1 系统面板上应具有中文液晶显示装置，应能显示机房内外温度、系统风机和水泵的运行状况、YDB 052.22010 4 系统运行模式、各种故障告警信息等。 5.8.2 系统 应具备参数设置和查询功能。 5.8.3 温度设定范围应按用户的要求可调。 5.8.4 系统的参数设置、查询应有不同的操作权限，且有密码对应管理。 5.9 告警和控制 5.9.1 室内外任何温度传感器故障时，系统均应发出故障告警，并使压缩机停止工作，自

10、动启动换热模式控制室内温度。 5.9.2 系统发生压缩机故障时，应能发出告警，并使压缩机停止工作，自动启动换热模式控制室内温度。 5.9.3 系统掉电时，系统应有保存参数设置值，当供电恢复时，系统应能自动启动。 5.9.4 系统应有防止运行状态频繁切换的功能，系统每次启动后运行时间不小于 5 分钟且时间可设定。 5.9.5 系统应具有 RS232、RS422 或RS485 等通信接口，温湿度监测精度应优于 5，控制可靠性 100，告警准确率 100，监控内容和通信协议应符合 YD/T13 63.3-2005 的规定，至少应具备以下监控内容： 遥测：室内外温度和湿度； 遥信：系统的各种工作状态信

11、息、各种告警信息； 遥控：系统开关机控制。 6 试验方法 6.1 仪器与精度要求 表 2 仪器与精度要求 类 别 仪器名称及型试 精度 温度测量仪表 电子式温度计 0.1 套帽式风量罩 （424250）m3/h 读数的3% 风量流速表 风速、相对湿度 读数的0.3、3%RH 电能质量分析仪 电压：交流1 电流：交流1 6.2 结构与外观 目测检查系统的结构与外观，试验结果应符合 5.3 的要求。 6.3 系统能效比 按GB/T17758-1999 中附录A的方法进行试验，试验结果应符合5.4的要求。 6.4 泄漏自锁功能 模拟系统管道泄漏，检查是否有液体泄漏，试验结果应符合5.5的要求。 6.

12、5 可靠性要求 按 YD/T 282-2000 中第 6章相关要求进行，其结果应符合 5.6 的要求。 6.6 安全性要求 按 GB10080-2001、GB10891-1989 和 YD/T 1173 中相关规定进行试验，试验结果应符合 5.7 的YDB 052.22010 5 要求。 6.7 显示与设置 目测检查系统的各项功能和参数，试验结果应符合 5.8 的要求。 6.8 告警与控制 目测检查系统的各项功能，结果应符合 5.9 的要求。 7 检验规则 7.1 检验分类 产品检验分为出厂检验和型式试验。 7.2 出厂检验 7.2.1 出厂检验必须逐台进行。 7.2.2 出厂检验的项目及判定

13、按表 3 进行。 7.2.3 检验中出现任一故障， 应停止检验， 待查出故障原因并排除后,做出标记并重新进行出厂检验。如仍出现故障,则判该产品为不合格。 表 3 检验项目及判定表 不合格 判 定 出厂检验 序号 项 目 B C 100% 抽样 型 式 检 验 要 求 试 验 方 法 1 结构与外观 5.3 6.2 2 系统的能效比 5.4 6.3 3 泄漏自锁功能 5.5 6.4 4 可靠性要求 5.6 6.5 5 安全要求 5.7 6.6 6 显示与设置 5.8 6.7 7 告警与控制 5.9 6.8 7.3 型式检验 7.3.1 连续生产的产品，一般 2 年进行一次，具有下列情况之一的均需

14、做型式检验： a) 产品停产一个周期以上又恢复生产； b) 转厂生产再试制定型； c) 正式生产后，如结构、材料、工艺有较大改变； d) 产品投产前签定或质量监督机构提出检验要求。 7.3.2 型式检验的试验项目及判定见表 3。 7.3.3 型式检验按 GB/T 2829-2002 中表 2 判别水平的一次抽样方案在出厂检验合格的产品中抽取，数量为 2 台。产品质量以不合格数表示，不合格质量水平（RQL）应符合表 4 规定。 表 4 RQL 及判定数值表 不合格分类 B 类 C 类 RQL 及判定数值 402； 0， 1 1202； 2，3 YDB 052.22010 6 8 标志、包装、运输

15、、贮存 8.1 标志 8.1.1 产品标志 在产品的适当位置必须有标志，其内容应符合有关国标、行标规定： 产品铭牌的内容、外观、性能应符合 YD122-1997 标准的规定； 安全标识应符合 GB 4943-2001 标准中 1.7 的要求。 8.1.2 包装标志 产品包装上应有标志并符合 GB 191 规定 8.2 包装 产品包装应防潮、防振，并应符合 GB/T 3873 规定。 产品随带文件： a） 产品合格证； b） 产品说明书； c） 装箱清单； d） 其他技术资料。 8.3 运输 产品在运输中，应有遮篷，不应有剧烈振动、撞击等。 8.4 储存 产品储存应符合 GB/T 3873 的规

16、定。 YDB 052.22010 7 附 录 A （资料性附录） 相变蓄能空调试验情况 为了验证相变蓄能空调在实际通信机房的运行效果，在河南许昌移动公司的配合下，于 2008 年11 月开始在河南许昌高新区基站进行了现场试验。 A.1 许昌高新区机房情况 许昌基站是一个设在屋顶的彩钢板结构的基站，见图 A.1 建筑面积 23 平方米，通信设备功耗为2500W, 配置一台海信空调。具体数据如下： 机房结构尺寸：5400（长）X4200（宽）X2800（高）mm 空调型号：KT3FR-70LW； 空调制冷量：7000W； 空调额定输入功率：2940W； 空调额定输入电流:5.6A； 空调能效比：2

17、.38W/W； 空调循环风量：1100m3/h。 图 A.1 机房外观 A.2 相变空调参数 相变空调参数见表 A.1。 表 A.1 试验相变空调参数 型 号 XKK-1B/3P电源 AC 220V 制冷量（W） 6000 额定风量（ m3/h） 2000 额定功率 2650 制冷剂（R22） 1.5 室外机组重量 65 室内换热器(数量) 2 压缩机外的功率（W） 350 YDB 052.22010 8 图 A.2 室外制冷机 图 A.3 室内蓄能箱 图 A.4 室内热交换器 YDB 052.22010 9 A.3 试验数据 A.3.1 低温数据 3月5日温度时间曲线05101520251

18、11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141时间：10分一次温度单位：度环境温度 室内温度 内外温差图 A.5 3 月 5 日温度-时间曲线 - 没有启动空调压缩机，仅仅使用相变材料。 - 环境温度在（117.1）之间，平均温度 9.5；室内温度在（12.123.4）之间，室内昼夜平均温度 18.1；内外温差在（2.311.5）之间，平均温差 8.6。 - 相变空调的功耗：330(W)X24( h)=7920 Wh=7.9度。 4月3-4日低温自动运行曲线051015202530时间 10分钟一次温度 单位：度环境温度 室内温度 内外温差图 A.

19、6 4 月 3 日4 日低温自动运行 - 没有启动空调压缩机，仅仅使用相变材料。 - 环境温度在（5.616.8）之间，平均温度 9.2；室内温度在（22.526.6）之间，室内平均温度 24.6；内外温差在（8.921.1）之间，平均温差 15.5。 - 全部测量时间是 18h，其中储能释放时间 15.5h，储能时间是 2.5h。 - 相变空调风扇及水泵的功耗：330(W)X2.5(h)90 (W) X15.5(h) =2256Wh=2.2 度，即在低温时每天的功耗是：2.2X(24/18)=3008 W/h=3 度。实际测量的结果是平均（34）度/天； YDB 052.22010 10 -

20、 实测的机房低温的耗电是平均（8 12）度/ 天；这时的节电率在 62.566.7。 A.3.2 中温数据 3月9日温度时间曲线051015202530110192837465564738291100109118127136时间：10分一次温度 单位：度环境温度 室内温度 内外温差图 A.7 3 月 9 日温度时间曲线 - 没有启动空调压缩机，仅仅使用相变材料。 - 环境温度（4.324）；室内温度（15.226）；温差（1.111）。 - 由于使用了相变材料，在环境温度最高 24时，室内温度仍然保持在 26以下。 - 相变空调的功耗 7.9度。 4月18日原空调运行-505101520253

21、0351 9 17 25 33 41 49 57 65 73 81 89 97 105 113 121 129 137时间： 10一次温度 单位：度环境温度 室内温度 内外温差图 A.8 4 月 18 日使用空调温度时间曲线 - 使用原有空调，停止相变蓄能空调。 - 环境温度在（13.326.3）之间，平均温度 18.3；室内温度在（2427.2）之间，室内平均温度 26.5；内外温差在（0.513.1）之间，平均温差 8.2；曲线表明压缩机在频繁的起停。 - 实测的机房耗电 20.8 度，中温的耗电实际测量值平均在（1822 ）度 /天；这时的节电率在 56 63。 YDB 052.2201

22、0 11 A.3.3 高温数据 4月14日相变蓄能空调运行-10-5051015202530351 10 19 28 37 46 55 64 73 82 91 100 109 118 127 136时间 10分钟一次温度 单位：度环境温度 室内温度 内外温差图 A.9 4 月 14 日使用相变蓄能空调温度时间曲线 - 自动运行，启动了相变蓄能空调的压缩机 5次。 - 环境温度在（16.830.1）之间，平均温度 23；室内温度在（24.228.7）之间，室内平均温度 26.6；内外温差在（08）之间，平均温差 3.6。 - 全天测量时间内启动压缩机 5 次，每次 2h，其余时间靠相变材料储能释

23、放来维持房间温度。 - 相变空调实测功耗 22 度，这时实测机房耗电是平均（26 28）度/ 天；这时的节电率在15 21之间。 A4 数据分析 从以上现场试验得出以下分析结论： 1) 节能率随室内外温差的缩小而降低； 2) 在环境温度当日最高温度 23时，利用相变材料储能，仍然可以抑制基站内部的温度，不用启动压缩机； 3) 在 10 月3月时间内，几乎不用启动压缩机就可以满足基站设备所需的温度要求，节能率在 60%左右； 4) 在 4 月和9月期间仅仅在日间少量启动压缩机； 5) 通过相变蓄能空调的使用，有效减少压缩机的启动次数和运行时间，延长了空调主设备压缩机使用寿命。 A.5 试验结论 相变蓄能空调节能效果显著，具有以下优势： 1) 对室内外温差的要求低（普通换热设备要求内外温差 8以上） ，扩展了设备有效利用室外冷源的时间； 2) 室内外完全隔离，避免灰尘、湿气等的进入，满足现有机房设备对使用环境的要求； 3) 安装施工简单，类似于现有空调的安装； YDB 052.22010 12 4) 有效地减少压缩机的启动次数和运行时间，延长了压缩机使用寿命。 5) 现场试运行情况标明：相变蓄能空调运行可靠，功能齐全，满足目前通信机房站温度控制的要求。