文章编号:ISS N1005-9180(2010)01-0066-05Ξ移动通信基站空调系统节能措施分析曾春敏(中国移动通信集团广东有限公司揭阳分公司工程管理中心,广东522031)[摘要]本文总结阐述基站各类空调节能项目的实践和数据比较;综合分析不同类型基站空调节能项目的优缺点,可供项目整改参考。

[关键词]基站空调;绿色行动;节能减排;社会责任[中图分类号]T U831 [文献标识码]BAnalysis on E nergy-saving Measures of Air-conditioning Systemin Mobile T elecommunication B asic StationsZE NG Chunmin(G uangdong C o1Ltd1,China M obile C ommunication G roup,Jieyang Branch,Engineering Management Center,Jieyang522031)Abstract:In this paper,different energy conservation methods of air-conditioning system that were experimented in ba2 sic stations were com pared1The conclusion shows that special air-conditioner for BS can be efficient in saving energy,as well as using heat insulation materials and construction technologies of building walls1K eyw ords:Basic station(BS);Air-conditioning;Energy-saving;China M obile G reen Action Program;C orporate S ocial Responsibility1　引言 中国移动通信集团作为通信产业的龙头企业,于2009年11月11日与工业和信息化部在北京签署《节能自愿协议》,中国移动承诺,以2008年能源消耗为基准,到2012年12月底实现单位业务量耗电下降20%的目标,实现节约用电118亿度。

这是中国通信业第一份节能自愿协议。

此次的节能自愿协议是工业和信息化部成立以来签署的第一份节能自愿协议。

工业和信息化部将根据行业、地区和企业的特点,不断探索节能减排新机制、新方法,加快建设资源节约型和环境友好型企业。

为了达到这一目标,中国移动将在国家支持下深入推进以节能减排为核心的“绿色行动计划”。

2　基站空调系统节能的重要性无线通信基站是指在有限的无线电覆盖区中,通过移动通信交换中心,与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。

基站是移动通信中组成蜂窝小区的基本单元,完成移动通信网和移动通信用户之间的通信和管理功能。

根据以往统计,中国移动耗电总量中,基站的耗电量占到了其中大约70%以上。

而一个基站通常由供电设备、通信设备和制冷设备三部分构成,其中制冷占基站耗电的一半。

中移动有45万个无线基站,每年都在增长,每个基站都有多台空调(见图1),这意味着,只要在基站空调制冷方面找到一些行之有效的节能手段,中移动就可以在无涉任何电信设备制造商利益Ξ收稿日期:2010-2-5 作者简介:曾春敏(1960-),男,工程师,主要从事无线通信工程管理。

Email:chm zeng@图1　基站平面布置范例的前提下取得显著成果。

这是一个渐进的创新旅程。

在最初阶段,人们能够想到的关于空气调温制冷方面的节能方法非常简单粗放,但随后则越发深入细节。

采取的措施和实践综述如下。

3　基站空调节能措施311　机房空调机温度的控制和气流组织设置最容易想到的方法是,将基站空调的温度设置合适,比如26℃;因此中移动下达行政命令,明确基站的空调必须定在25℃到28℃之间,所有基站进行空调节电器的安装。

这只是第一步。

由此延伸出来的问题是,基站里采用的只是家用空调的改良产品,仍以人体舒适为主要需求。

换言之,除了最简单的温度设定,它还有很多性能不适合基站:风量小、制冷速度慢、气流自上而下流动等特点,机房温度极不均匀,机器散热不畅、存在死角,这在基站运转中均属缺陷。

由此,更细节的定制需求出炉了。

2008年中期,中移动开始联合包括专业空调专家阿尔西制冷工程公司、格力、美的在内的8家空调厂商共同进行基站定制空调的研发。

在行业中,中国移动积极推动产业链节能减排,与53家主要供应商签订“绿色行动计划”战略合作备忘录。

共同制定并实施通信设备能效分级标准,共同研发基站节能型空调,很多有意义的改变由此产生。

比如,一般空调采用上送风、下回风,但在基站内,下送风、上回风的方式更适于设备的温度控制,消灭机器的空调死角。

而且,因为基站内的蓄电池适宜的工作温度在25℃到28℃之间,那么针对温度的变化就可以有更仔细的设置:当温度高于28℃,空调自动启动制冷程序;低于28℃时,空调将只进行内外换风。

评测显示,与传统的空调相比,定制空调节能效果可以达到25%。

甚至,更微小的细节也变得富有挖掘空间。

如蓄电池适宜在25至28℃的环境下运转,而通信设备可以应付30℃以上的温度。

若采取基站统一降温的方式,基站整体的温度必须至少保持在28℃,这样对于蓄电池以外的设备来说,是一种多余制冷。

毕竟,温度每提高1℃,就可节约用电2%。

由此我们提出“分区控温”的办法,拟在对蓄电池防护好的前提下将基站工作温度提高。

方法实则并不复杂:将蓄电池与其它设备分离出去。

由于地表以下115米左右就是恒温,工作人员只要在基站下边挖个地窖,以水泥作为隔水涂层,将蓄电池埋到1米到115米的位置,就可以保证蓄电池在一个冬暖夏凉的环境中工作。

312　基站外墙平顶保温 基站屋面和墙壁保温隔热的节能效果对整个建筑耗能影响很大。

屋面一般分为平屋面和坡屋面,二者的节能效果差不多,但是相比较坡屋面排水效果较好,比较适用于雨水较多的广东地区,而且,日后坡屋面渗水漏水的几率较小。

基站机房层楼屋面隔热:采用现浇钢筋混凝土楼板,楼板结构层上做保温处理,保温层为挤塑聚苯保温板或其它隔热材料。

基站机房墙体隔热:采用烧结页岩多孔砖砌筑,内墙面采用现有普通做法,施工墙体外侧做硬泡聚氨酯保温层,粘贴聚氨酯保温板。

需采购特性材料如:烧结页岩多孔砖、硬泡聚氨酯保温材料、屋面挤塑板等。

屋面和墙壁保温隔热结构示意图如图2、3所示。

某通信公司新考基站机房进行外墙平顶保温项目的改造安装施工项目试验(结构现状见图4),并收集了2009年全年耗电数据与同地区、同类型机器(空调机和基站设备)、话务量相近的普通基站新北基站进行比较,结果如图5所示。

从上述采集的数据可以得出,有建筑隔热保温的基站电耗相当稳定、具有显著的节能效果,一劳永逸,全年平均节能效率可达到40%(在寒冷季节效率稍低);如果大部分基站采取适当的建筑隔热保温措施,在夏、秋季采取空调机制冷,在冬、春季采用新风送冷系统,关闭空调机,将能大大节约基站的电能消耗,又能保证无线通信基站设备在安全环境中正常工作。

313　新风送冷和智能热交换技术在寒冷季节利用室外的低温空气进入机房降温,可以在基站的屋面馈线板利用一线孔(或墙壁上方另打孔)安装空气过滤网和防雨防鼠装置(在外部遮雨罩部分,加装金属的防护网,可以防止生物入侵以及大的杂质例如树叶和纸片的进入,这个防护网可以视洁净度情况定期清扫),通过风管进入自动控制风泵就可向机房输送冷气;出冷口和排风口要再度过滤并根据基站设备的排列适当安排,设计好机房的空调气流组织,克服局部高温,消除空调死角。

新风送冷通过简单和低耗能、低成本的风机风管系统实现了机房降温,换热效率远高于空调散热,风机的典型功耗在20～30W (40%转速),仅为空调功耗的1/30,值得大力推广,但在夏季高温天气下不能使用,需与基站空调机互补。

智能热交换系统由内循环风机、外循环风机、压缩机、蒸发器、冷凝器、热交换器芯体,以及智能控制器组成。

工作原理是通过两组风机,分别抽吸外部的冷空气(外循环)和内部的热空气(内循环),冷热空气在热交换芯体中进行热量交换,通过热交换芯体膜片,内部热空气放出热量,温度降低,降温后的冷空气从机柜下方地板风道送出。

外部冷空气在芯体处通过膜片吸收内部空气的热量,温度升高,被加热的外部空气被直接送出基站外。

当室外环境温度比较低的时候,可以通过自身热交换器来散热,当内部热负荷提高后,开启一级空调系统来制冷,当内部热负荷继续提高,系统开启两套空调系统来制冷,充分利用外界冷源和匹配基站内部热负荷,从而达到节能降耗的效果。

比起普通空调机基站,空调设备较为散乱复杂,系统不成熟、倒换不可靠,维护难度高。

某通信公司在市区曲砂松基站机房进行智能热交换系统的改造安装施工项目试验,并收集了2009年全年耗电数据与同地区、同类型(机房、设备等)、话务量相近的采用普通空调的望龙头基站、山东围基站进行比较,结果如图6所示。

图6　基站用电能耗对比(单位:℃)曲砂松基站:已进行智能热交换系统改造;望龙头基站、山东围基站:未有智能热交换系统 从上述采集的数据比较可以得出,两种空调类型的基站电耗相当接近,没有明显的节能效果。

采用基站用普通空调机倒是省事。

314　地源(水源)降温技术利用土壤(地源)来降温主要有两方面。

一方面,将注入非地下水的管道铺入土壤中,利用土壤为其降温,然后再利用被冷却的水为基站降温;另一方面,将通入室外热空气的管道铺入土壤,利用土壤为空气降温,然后输入室内,实现冷热空气的交换。

利用地下水源给设备降温是利用自然冷源降温的最初的尝试:从地下11米抽出来的水基本上保持约15℃恒温,而工业空调制冷用水温为12℃,两者的效率相差无几。

如果为地下水建设一套水循环系统———在修建基站的地基时打好一口井(或简易水管水泵),将地下水泵入机房内的柜机管道,由柜机中的风扇鼓起凉风实现机房降温———便获得了无污染的自然冷却。

同理,将普通的水或空气注入一个封闭管道,并将管道铺入土壤中,利用土壤实现降温,也能达到效果。

用过的水源又被重新注入地下循环往复使用。

据悉江苏公司的绿色行动计划小组已经成功试验利用地下水为基站降温的方法;这种自然冷源理论上可较空调节能80%,但地下水水温、水位测定和水资源的取得是一个问题;而且由于机房高昂的通信设备最惧怕水喷,通信机房管理规范是严禁引入水管的,万一水管破裂设备受浸损失巨大;个人认为这种基站降温技术的推广有待商榷。

4　结语空气调节系统的节能改造是基站节能工程中的有效手段。