探析通信基站空调节能系统

探析通信基站空调节能系统

刘警生

珠海格力电器股份有限公司 广东珠海 519070

摘要：随着我国信息化建设的快速发展，对移动通信行业的节能要求越来越高。从3G、4G到5G技术的推广应用，通信基站的规模、数量以及基站内主设备的容量也随之大规模增加。同时，通信基站的能耗也随之大幅增加。为确保通信设备的正常运行，需要空调随基站主设备一起，全年不间断的运行，从而将基站内的温度控制在比较适宜的范围内。采用节能型的基站空调，可以大幅降低空调设备的能耗，从而降低通信基站的整体能耗。本文对通信基站空调节能系统进行了探析。

关键词：通信基站；空调；节能系统

引言：在科学技术的支持下，移动通信基站实践应用中的服务功能日趋完善，对其相关的基础设施使用功能提出了更高的要求。在此背景下，为了实现移动通信基站空调系统长期运行中的节能降耗，满足可持续发展战略实施要求，需要通信公司注重其节能措施的制定与实施分析，保持其良好的节能效果。

1 移动通信基站综合能耗分析

1.1基站能耗现状

移动通信网能量消耗主要由中央机房、一体化基站及室内分布系统、室内基站等部分引起消耗。移动通信基站一般采用全封闭式，机房内部发热源头体主要为通信电源设备、传输设备、无线主设备等。而封闭式的通信机房空气循环较差，热量散发较慢。常规下，依赖基站空调降温，保障工作状态下的基站设备的环境温度。但是，长时间运行基站空调，既增加了耗电，又降低了使用寿命，明显地增加了通信运维量。当前，三大通信基础运营商的基站数量多、面积广，偏远乡镇站点、高山站点约超过75%，增大了维护难度，提高了运营成本，仅仅依赖当前的人力、资金和资源进行网络服务质量保障，是缺乏创新及竞争力的。超过总用电量的40%用于空调系统的用电量。设备数量及其功耗程度组成了无线通信设备用电量。除此以外，伴随而来的基站系统耗电显著的波动主要来源于业务信道载频变化的负荷。工作环境下的电磁转好及电源滤波产生了大量的损耗，造成了基站能耗的大幅增加。因而，除了基站主设备以外，空调系统是移动通信基站主要的耗能设备。

1.2空调能耗分析

移动通信基站中的空调能耗主要是由空调的制冷系统和空气流通系统耗能组成，根据相关数据统计可知：空调系统能耗占移动通信基站总能耗的46%，其中的制冷系统就占了总能耗的33%，剩下的空气流通系统占据了13%的能耗。移动通信基站中在运行中，需要站内空调系统来调节温度，使站内温度保持在一个规定的范围内，那么就需要制冷系统频繁地开启压缩机，频繁地使用也就容易造成压缩机的老化，促使压缩机工作效率降低，长此以往也就致使高能耗情况的产生，另外设备机器专用的润滑油随着使用年限的增加也会致使回油不足的现象出现，部分的润滑油会附着在冷气管道上，形成一种油膜，那随着油膜的逐年增多，也会极大地阻碍了空调的热能交换，导致制冷效率降低增大能耗的现象。移动通信基站中的空气流通系统是由送风和回风组成的，他们的组成方式也会直接影响制冷效率。

众所周知冷空气下降热空气上升，那就是应用这个原理的移动通信基站，采用的是地板下送风，上回风的气流循环方式，在设施运行时，空气下面的冷气逐渐增多，设备产生的热量也是从下往上扩散，冷风也就能够顺着气流的流动的方向直达机器内部最热的部位将热气散走。相反，如果是上送风、下回风的方式来组成气流循环，机器运行产生的热气就会向上流动，而上送风的冷气却由上向下流动，致使冷气和热气冲突，冷气受阻，不能快速到达机器最热的部位将热气散走，只能加大送风量和制冷量，这无疑加大了空调系统的能耗。

2 移动通信基站系统降本增效的可行性分析

目前移动基站为保证防尘防潮的要求，全部采用密闭设计，并未实现与室外热循环。当夏季温度升高，空调长时间超负荷工作，这些都造成基站能耗剧增。从上述分析可知，最大的能耗占比的是空调系统，具有非常大的运行维护成本和管理难度。如果不使用空调，同时符合机房设备运行的环境温度需求，是非常行之有效的节能减排举措。按照通信基站国标规范的要求，通信机房温度应保持在10～35゜C，湿度10%～90%。根据地区气候不同，全年气温保持在0～38゜C内。据此，可充分利用自然对流空气的原理，从而实现对设备的散热降温。经实践证明，除不能完全符合蓄电池温度外，可利用自然对流空气实现对其他机房设备的降温散热。因此，近期提出了效果显著的通风节能减排系统方案应用。

3. 通风节能系统技术方案应用

3.1注重空调控制温度设置合理性，同时合理设置气流组织

在移动通信基站空调系统节能分析中，注重基站空调机温度的合理设置，一定程度上减少了空调系统耗电量。具体表现在：结合移动通信基站空调机运行状况，将其温度控制在25~28℃之间；安装性能可靠的空调节电器；充分考虑人体舒适度，加强空调改良，并根据不同的时间段进行温度调节，实现对其耗电问题的有效预防。同时，应根据移动通信基站实践生产计划实施要求，选择出性能良好的空调机，确保基站空调系统运行状况良好性。与此同时，应注重移动通信基站空调系统气流组织的合理设置，促使空调系统能够在良好的运行环境下工作，并在适宜的温度条件下进行内外换风，实现基站空调系统节能降耗。实践过程中也需要考虑空调内部制冷程序设置，并将蓄电池温度控制在25~28℃之间，增强空调系统实践应用中的节能效果。

3.2灵活运用新风节能技术

基本的新风系统节能原理是，利用机房室外的自然环境作为冷冻源，当室外空气温度低于室内一定限值时，通过通风对流降低机房内部的热量，有效降低室内温度，同时通过气压将部分空气排出通风口，减少运行空调时间，有效增加了空调的使用期限。新风系统在通信机房内空气温度低于室外温度情况下，处于非运行状态。这主要由室内外温度的差值状态决定。

比如在室内温度与室外温度差别不大情况下，如频繁开启关闭空调，将减少空调寿命，也容易损坏空调。所以，需要注意有效地对室内外温度等范围进行判断，可以有效地利用新风空调节能技术进行移动通信机房的降本增效。在这样的工作机制中，移动通信基站机房能够在新风送冷技术的支持下实现降温，并使降温过程中的换热效率大于空调散热效率。因此，需要根据不同的气候特点，重视风机与空调机的配合使用，实现基站空调系统节能降耗。

3.3智能热交换技术

该技术主要由内循环、外循环、压缩机、制冷机、热交换器等相关设备构成。其技术原理是通过两台风机，抽取外部空气和内部空气，并在热交换器中进行热量交换， 最终实现房内部温度的降低。在交换完成后降温后的内部空气将通过下方风道送回机房内，而外部升温的空气将直接排出。随着外界温度的提升，智能热交换系统的制冷能 力将有所下降，这时可以通过空调系统来进行弥补。该技术的使用相比于单纯使用空调系统进行温度调节，在一定程度上降低了对电力资源的消耗，达到了节能的目的。

结束语：

综上所述，单一的节能技术起到的节能效果是有限的，为了最大限度地降低空调系统对电力资源的消耗，在通信基站机房建设过程中，应采用多种节能技术，从而将能耗控制在一定的范围之内，实现对空调系统的优化。随着通信行业的不断发展，通信基站的数量将持续增加，通信运营商技术人员应对基站的电力消耗给予足够的重视，并采取相应的节能措施降低基站空调系统的能耗，从而促进基站基础设施的不断完善。

参考文献：

1. 朱镶铭.移动通信基站空调系统节能措施分析[J].建筑工程技术与设计,2019(36):4146.

2. 袁幽然.通信基站空调系统节能措施分析[J].通讯世界,2017(18):28-29.

[3]郭琪,肖文鹏,张星.探析通信基站用空调的节能新技术[J].信息记录材料,2020,21(10):190-191.