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)絡規(guī)模和用戶規(guī)模不斷擴大，通信企業(yè)設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；機房空調(diào)機組自適應控制技術；新風冷卻技術等。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。

通信機房新風節(jié)能方案

1 原理

應用室外新風實現(xiàn)基站節(jié)能空調(diào)節(jié)能技術的原理就是以室外的自然環(huán)境為冷源，當室外空氣溫度低于室內(nèi)溫度一定程度時，通過相應的技術手段將室外新風與機房內(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)設備的使用時間，達到節(jié)約電能的目的。

應用室外冷源進行機房降溫，在技術實現(xiàn)上，目前有下列兩種方式：

⑴直接引入新風式節(jié)能系統(tǒng)。當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。一個位于黑龍江地區(qū)的機房設備發(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解決方案

主要針對機房通信設備發(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。一個位于黑龍江地區(qū)的機房，設備發(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 應用熱管技術特點

用熱管技術不需要機械制冷，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，熱管技術的優(yōu)點在于它的能耗低，它的耗電量是設備發(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。如此反復循環(huán)。

熱管空調(diào)應用于通信基站，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)應用前景和效益分析

應用前景和效益分析。

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)，將熱管技術應用氣溫較低地區(qū)，節(jié)能效果將更加顯著。基站機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，可將熱管技術進一步應用于各類信息機房。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。按熱管設備投資為1萬元計，當年就可以節(jié)省出投資成本。如果把這項技術推廣到其他基站，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。