基站空調節能方案

通信機房節能背景

近年來(lái)，全國通信網(wǎng)絡(luò )規模和用戶(hù)規模不斷擴大，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，空調用電費占有相當大的比例。據調查，在機房中僅精密空調的運行耗電量就占機房總用電量的50%以上，在數量眾多的基站、模塊局中，空調用電量基本站基站或模塊局用電量的70%左右。因此，如何降低空調用電的開(kāi)支，成為通信企業(yè)迫切需要研究的重要課題。

通信機房節能途徑

對于通信機房這類(lèi)幾乎全年都需要向外排熱的特殊場(chǎng)所，全年運行基站精密空調能耗很大，目前國內存在以下幾種節能手段：變頻技術(shù)；機房空調機組自適應控制技術(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的運行時(shí)間，在節約基站專(zhuān)用空調用電的同時(shí)延長(cháng)空調的使用壽命，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)節能方案

1 原理

應用室外新風(fēng)實(shí)現基站節能空調節能技術(shù)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溫度一定程度時(shí)，通過(guò)相應的技術(shù)手段將室外新風(fēng)與機房?jì)瓤諝膺M(jìn)行熱交換，把機房的熱量帶走，達到降低機房溫度的目的，從而減少空調設備的使用時(shí)間，達到節約電能的目的。

應用室外冷源進(jìn)行機房降溫，在技術(shù)實(shí)現上，目前有下列兩種方式：

⑴直接引入新風(fēng)式節能系統。當室外空氣溫度較低時(shí)，直接將室外低溫空氣送至室內，為室內降溫；當室外溫度高，不足以帶走室內熱量時(shí)，則開(kāi)啟空調。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。采用隔絕換熱方式，通過(guò)室內外空氣的顯熱交換以保證機房的空氣溫度要求。由于室內外空氣相互隔離，室內空氣潔凈度不受室外空氣的影響。

下面就對機房?jì)葷崈舳葻o(wú)影響的隔離式空氣換熱器的解決方案進(jìn)行詳細的介紹。

2 通信基站類(lèi)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(lèi)機房，一般為移動(dòng)、聯(lián)通公司的數據、傳輸、交換類(lèi)基站機房。主要選用熱管換熱器，換熱器具體型號根據基站機房的發(fā)熱量、機房?jì)劝惭b環(huán)境來(lái)選擇。

熱管換熱器主要有室內壁掛式(適用于室外安全系數較低的基站)，室外壁掛式(適用于室外安全系數較高的基站)，吊頂式(適用于室外安全系數較低，且室內四周安裝空間受限的基站)，三種。

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

3 電信機房類(lèi)機房新風(fēng)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)通公司的數據、程控交換類(lèi)機房。主要選用熱管換熱器，換熱器具體型號根據機房的發(fā)熱量、機房?jì)劝惭b環(huán)境來(lái)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(guò)大，需要布置大型的熱管換熱器，考慮到實(shí)際情況，可在室外制作安裝支架，將換熱器布置于支架上。

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

每只熱管的熱轉移效率為99.3%

4 應用熱管技術(shù)特點(diǎn)

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的壓縮機空調，因此熱管技術(shù)可以大幅度節省空調耗電。

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

熱管空調可分為一體化熱管空調系統和分離式熱管系統。我們分析一下分離式熱管系統工作過(guò)程，通信設備發(fā)出的熱量通過(guò)蒸發(fā)器傳到熱管系統。熱管內的工質(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)。

熱管空調應用于通信基站，室內外溫差基本保持在6度左右。熱管系統能耗僅為原空調系統的1/5，環(huán)境控制能耗下降80%。

5 熱管空調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，只要溫度不超過(guò)35度，基本上就可以不使用輔助冷卻系統。就是全年有90%的時(shí)間僅靠管系統即可滿(mǎn)足環(huán)境控制要求，僅有不超過(guò)1%的時(shí)間需要機械制冷作為補充的?？紤]到機房周?chē)h(huán)境溫度可能略高于氣象記錄，空調器實(shí)行運行時(shí)間可能略高于10%。

在全國范圍內，將熱管技術(shù)應用氣溫較低地區，節能效果將更加顯著(zhù)?；緳C房只是高功率密度信息機房的一個(gè)特例，各類(lèi)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(guò)進(jìn)一步研究，可將熱管技術(shù)進(jìn)一步應用于各類(lèi)信息機房。這將大幅度降低空調的能耗。

根據通信基站空調耗電測算，熱管系統每年可為通信基站節省耗電將近1萬(wàn)度。按熱管設備投資為1萬(wàn)元計，當年就可以節省出投資成本。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(huì )產(chǎn)生更大的節能效益和經(jīng)濟效益。