基站空調(diào)節(jié)能方案

通信機房節(jié)能背景

近年來，全國通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和用戶規(guī)模不斷擴大，通信企業(yè)設(shè)備運行的耗電量已經(jīng)成為不斷增加的重要成本。在眾多的用電成本中，空調(diào)用電費占有相當(dāng)大的比例。據(jù)調(diào)查，在機房中僅精密空調(diào)的運行耗電量就占機房總用電量的50%以上，在數(shù)量眾多的基站、模塊局中，空調(diào)用電量基本站基站或模塊局用電量的70%左右。因此，如何降低空調(diào)用電的開支，成為通信企業(yè)迫切需要研究的重要課題。

通信機房節(jié)能途徑

對于通信機房這類幾乎全年都需要向外排熱的特殊場所，全年運行基站精密空調(diào)能耗很大，目前國內(nèi)存在以下幾種節(jié)能手段：變頻技術(shù)；機房空調(diào)機組自適應(yīng)控制技術(shù)；新風(fēng)冷卻技術(shù)等。采用正確、合理的綜合解決方案可以有效減少空調(diào)的運行時間，在節(jié)約基站專用空調(diào)用電的同時延長空調(diào)的使用壽命，提高能源利用率，保護環(huán)境，減輕國家能源的供需壓力。

通信機房新風(fēng)節(jié)能方案

1 原理

應(yīng)用室外新風(fēng)實現(xiàn)基站節(jié)能空調(diào)節(jié)能技術(shù)的原理就是以室外的自然環(huán)境為冷源，當(dāng)室外空氣溫度低于室內(nèi)溫度一定程度時，通過相應(yīng)的技術(shù)手段將室外新風(fēng)與機房內(nèi)空氣進行熱交換，把機房的熱量帶走，達到降低機房溫度的目的，從而減少空調(diào)設(shè)備的使用時間，達到節(jié)約電能的目的。

應(yīng)用室外冷源進行機房降溫，在技術(shù)實現(xiàn)上，目前有下列兩種方式：

⑴直接引入新風(fēng)式節(jié)能系統(tǒng)。當(dāng)室外空氣溫度較低時，直接將室外低溫空氣送至室內(nèi)，為室內(nèi)降溫；當(dāng)室外溫度高，不足以帶走室內(nèi)熱量時，則開啟空調(diào)。該方式直接引入室外的空氣，機房環(huán)境易受外界的影響。

⑵隔離式空氣換熱器系統(tǒng)。采用隔絕換熱方式，通過室內(nèi)外空氣的顯熱交換以保證機房的空氣溫度要求。由于室內(nèi)外空氣相互隔離，室內(nèi)空氣潔凈度不受室外空氣的影響。

下面就對機房內(nèi)潔凈度無影響的隔離式空氣換熱器的解決方案進行詳細的介紹。

2 通信基站類機房隔離式換熱器解決方案

主要針對機房通信設(shè)備發(fā)熱量小于10000W的基站類機房，一般為移動、聯(lián)通公司的數(shù)據(jù)、傳輸、交換類基站機房。主要選用熱管換熱器，換熱器具體型號根據(jù)基站機房的發(fā)熱量、機房內(nèi)安裝環(huán)境來選擇。

熱管換熱器主要有室內(nèi)壁掛式(適用于室外安全系數(shù)較低的基站)，室外壁掛式(適用于室外安全系數(shù)較高的基站)，吊頂式(適用于室外安全系數(shù)較低，且室內(nèi)四周安裝空間受限的基站)，三種。

年節(jié)電效果根據(jù)機房發(fā)熱量、室外氣象條件有關(guān)。一個位于黑龍江地區(qū)的機房設(shè)備發(fā)熱量2000 W的基站，安裝熱管換熱器后，年節(jié)電量約32%。

3 電信機房類機房新風(fēng)解決方案

主要針對機房通信設(shè)備發(fā)熱量高于10000W的電信機房，一般為電信、網(wǎng)通公司的數(shù)據(jù)、程控交換類機房。主要選用熱管換熱器，換熱器具體型號根據(jù)機房的發(fā)熱量、機房內(nèi)安裝環(huán)境來選擇。若機房發(fā)熱量太大，且熱管換熱器安裝空間有限，也可以根據(jù)具體情況考慮換熱器部分承擔(dān)機房冷負荷。

對于中等發(fā)熱量的通信機房，熱管換熱器的安裝方式主要考慮壁掛；若機房發(fā)熱量過大，需要布置大型的熱管換熱器，考慮到實際情況，可在室外制作安裝支架，將換熱器布置于支架上。

年節(jié)電效果根據(jù)機房發(fā)熱量、室外氣象條件有關(guān)。一個位于黑龍江地區(qū)的機房，設(shè)備發(fā)熱量267000W，安裝8臺熱管換熱器后，年節(jié)電量達到了35%。

每只熱管的熱轉(zhuǎn)移效率為99.3%

4 應(yīng)用熱管技術(shù)特點

用熱管技術(shù)不需要機械制冷，它的部件耗能遠遠低于傳統(tǒng)的壓縮機空調(diào)，因此熱管技術(shù)可以大幅度節(jié)省空調(diào)耗電。

跟傳統(tǒng)的空調(diào)相比，熱管技術(shù)的優(yōu)點在于它的能耗低，它的耗電量是設(shè)備發(fā)熱量的11/20，而傳統(tǒng)的壓縮機式的空調(diào)是發(fā)熱量的1/3。另外控制效果受室外溫度影響，最熱時可能需要機械制冷補充。

熱管空調(diào)可分為一體化熱管空調(diào)系統(tǒng)和分離式熱管系統(tǒng)。我們分析一下分離式熱管系統(tǒng)工作過程，通信設(shè)備發(fā)出的熱量通過蒸發(fā)器傳到熱管系統(tǒng)。熱管內(nèi)的工質(zhì)受熱蒸發(fā)，把熱量帶到室外的冷凝器。氣體在工質(zhì)在冷凝器中液化，將熱量釋放到室外空氣中，液化后的工質(zhì)在重力和作用下回到蒸發(fā)器。如此反復(fù)循環(huán)。

熱管空調(diào)應(yīng)用于通信基站，室內(nèi)外溫差基本保持在6度左右。熱管系統(tǒng)能耗僅為原空調(diào)系統(tǒng)的1/5，環(huán)境控制能耗下降80%。

5 熱管空調(diào)應(yīng)用前景和效益分析

應(yīng)用前景和效益分析。

在我國的南方地區(qū)，只要溫度不超過35度，基本上就可以不使用輔助冷卻系統(tǒng)。就是全年有90%的時間僅靠管系統(tǒng)即可滿足環(huán)境控制要求，僅有不超過1%的時間需要機械制冷作為補充的。考慮到機房周圍環(huán)境溫度可能略高于氣象記錄，空調(diào)器實行運行時間可能略高于10%。

在全國范圍內(nèi)，將熱管技術(shù)應(yīng)用氣溫較低地區(qū)，節(jié)能效果將更加顯著?；緳C房只是高功率密度信息機房的一個特例，各類通信和計算機設(shè)備機房的能耗和熱平衡特征與基站機房非常相似。通過進一步研究，可將熱管技術(shù)進一步應(yīng)用于各類信息機房。這將大幅度降低空調(diào)的能耗。

根據(jù)通信基站空調(diào)耗電測算，熱管系統(tǒng)每年可為通信基站節(jié)省耗電將近1萬度。按熱管設(shè)備投資為1萬元計，當(dāng)年就可以節(jié)省出投資成本。如果把這項技術(shù)推廣到其他基站，或者是推廣到基站以外的信息機房，將會產(chǎn)生更大的節(jié)能效益和經(jīng)濟效益。