中国联通坚持节能减排作为公司的一项重要工作,持续加大工作力度,深入推进节能减排,认真履行企业的社会责任,积极建设资源节约型和环境友好型企业。但是随着能耗单价上涨、设备数量规模增加使能耗增长因素众多,节能减排工作面临很大压力,加大节能减排力度势在必行。
　　
　　针对上述情况对直流负载大于30A的基站和接入网机房进行热交换与空调联动改造,以保证能源效率不断提升。
　　
　　1 基站能效模型
　　
　　通信主设备功率每降低1W,而由此带来的电源转换、配电系统、UPS、制冷系统和变压器等一系列的功耗降低,将会达到2.68～2.84W。
　　
　　这就是通信系统能耗的级联效应,也是实现绿色节能的首要措施(见图1)。

2  基站智能热交换设备的工作原理
　　
　　基站智能热交换系统由基站原有空调、节能型智能换热器、智能控制系统及动环监控系统(智能电能监控)等四部分组成。
　　
　　节能型智能换热器是利用室外自然冷空气,通过智能控制将外部冷空气经过净化后直接引入基站室内给通信设备降温,在设备内部通过隔离的显热交换芯体与机房内部热量进行交换,以排出基站内部的热量。其本身不带任何制冷元件,实现室内风冷降温,减少空调能耗。当室内、外温差大于5℃时(室外温度低于22℃),可获得较好的冷却和节能效果,如图2(a)和(b)所示。
　　
　　智能热交换系统由换热设备使室内、外空气相互隔离,室内环境不受室外空气质量的影响,保持室内空气洁净,避免由于河北地区春秋季节风沙大对基站内环境的影响。
　　
　　利用基站动力及环境监控系统,将使用智能型热交换器系统和基站环境状况集中管理,记录统计智能型节能热交换器系统节能量、节能率、温湿度和工作状况等信息的采集和处理。
　　
　　为了更好地实现节能减排“可测量、可报告和可核查”的性能,在节能改造的同时建立围绕节能计量、统计的监测中心是该项目改造中必不可少的环节。该中心需要满足以下的功能:
　　
　　(1)具备自动远程抄表的功能;
　　
　　(2)具备自动统计分析并形成报表的功能;
　　
　　(3)具备所有机房、基站节能系统进行远程
　　
　　监控的功能及热交换系统自动运行有关的参数设置。基站监控组网平台如图3所示。
　　
　　3  基站智能热交换系统控制过程
　　
　　在智能热交换系统控制并且不产生超限告警的情况下,可根据基站实际情况做温度设定值的修改,以达到最佳的节能效果。主要分为换热器风机、风阀和空调的控制。
　　
　　(1)换热器启停条件
　　
　　①工作状态:风阀开启到90度后,室内外温差>5℃(即室内温度高于室外温度5℃)且运行参数无任何超限和报警,室内温度大于换热器开启温度时,启动换热器运行。
　　
　　②停机条件:当温度上升至30℃时,关闭换热器空调运行;当温度下降至规定设置温度(28℃)以下时,关闭空调换热器运行。当温度下降到热交换器设置温度(22℃)以下时,换热器停止运行。
　　
　　③超限告警状态:当空调故障使室内温度高于35℃时,高温报警,延时2min后,温度仍高于35℃且室内外温差>5℃时自动开启换热器,起到紧急降温的作用,空调制冷正常后换热器自动关闭。
　　
　　(2)风阀起停条件
　　
　　当换热器收到开启指令后,先开启风阀,延时30s开启风机,换热器停止后关闭风阀。
　　
　　(3)可与空调制冷系统联动
　　
　　如换热器开启后温度继续上升,升至基站规定第一设置温度(28℃)以上时,启动空调1;达到基站规定第二设置温度(31℃)以上时,启动空调2,由两台空调对设备降温,降至30℃时,停止空调2,由空调1实施降温降至基站规定第一设置温度(28℃)时停止空调1。
　　
　　4基站智能热交换系统技术指标
　　
　　(1)智能热交换系统的技术指标(见表1)
　　
　　(2)基站机房对环境的要求(见表2)
　　
　　河北联通能耗统计数据表明基站空调用电量为基站总用电量的35%,月度空调用电量与气候温度正相关。机房室温提高1℃,空调自身的耗电降低10%左右。
　　
　　5节能设备与空调的联动方式
　　
　　(1)热交换系统应与基站空调联动进行分布控制;热交换系统优先工作,以保证最大可能的节能;热交换系统与空调系统的连锁应具有回差功能设计,避免频繁切换。
　　
　　(2)热交换系统应能根据机房环境温度的变化,选择性地控制空调设备为单机工作、多机工作或多机定时轮巡工作。
　　
　　(3)在热交换系统不能满足室内热负荷的情况下,应发出信号启动空调;当热交换系统能够满足室内热负荷的要求时,应发出信号停止空调运行。
　　
　　(4)热交换系统与原有空调机的联动功能,不能采取直接对原有空调机主电路断电的方式,也不能采用接入空调通信接口的方式;基站内部温度升高到原有空调机开启温度时,热交换系统应能启动原有空调机;当基站内部温度下降到原有空调机关闭温度时,热交换系统应能关闭原有空调机;热交换系统控制器在发生故障(硬件损坏、软件控制逻辑紊乱、供电模块损坏等原因)时,必须能自动切离并恢复原有空调机的自动运行工况,其运行故障不能影响基站空调的正常运行以及基站空调监控数据的传送,不能影响原有空调的远端监控功能;联动方式不能损坏原有基站空调。
　　
　　(5)当局站遇火警时,须自动强制关闭热交换系统。
　　
　　(6)对空调机的控制可采取干接点、模拟开关(即:改造空调开关)或红外遥控方式,不应采用切断空调供电电源和空调监控接口的方式。
　　
　　(7)热交换系统应在人员方便触碰的位置安装紧急停机按钮,该按钮动作后能立即停止热交换系统的运行同时启动空调,按钮复位后热交换系统自动运行。
　　
　　6   基站智能换热设备对环境的要求
　　
　　(1)由于基站内没有特定的湿源,湿量主要来自工作人员及渗入的室外空气,因此散湿量很小,因此使用显热交换器即可满足基站要求。对有消声要求的通风系统,应采取相应的消声措施,由于基站内均为设备,不考虑人员因素,所以对风机的噪声要求比较低。但是安装后的系统不能产生异常噪声或震动。
　　
　　(2)设备、阀门和管道的表面应保持整洁,在换热口附近应进行有效的防雨漏水设计。与空调装置的自控联动设备应定期检修、维护,按规程要求定期校验传感器和仪表,以保证系统正常工作。
　　
　　(3)智能换热节能系统的温湿度元件应设置在不受局部热源影响、有代表性、空气流通的地点,局部区域有要求时,应设在要求严格的地点。
　　
　　(4)通风机和风管系统不合理的连接可能使风机性能急剧地变坏,因此在通风机与风管连接时,要使空气在进出风机时尽可能均匀一致,不要有方向或速度的突然变化。
　　
　　(5)为了节约空间和增强换热效果,设备应尽量靠墙壁安装,每台设备安装时墙上所开风口的大小应根据机型的不同而选择合适的尺寸。
　　
　　7  基站节能减排测试方案要求
　　
　　采用基点站法确定节电量。依据建筑类型、用电负荷、建筑面积、坐落位置等因素将基站分类,每类基站中选取2%数量的基站作为基点站。基点站不安装本节能系统,用电量通过动力和环境系统(或智能电表)集中采集汇总统计,或单独挂表计量定期抄表,在实施前两年不安装本项目的节能系统,以反映气象、空调工况、业务状态和其他节能系统等因素对基站用电量的影响,从而确定节能项目的用电量基准。
　　
　　智能换热节能系统选择直流负载30A以上(含30A)的基站。使用实测节电率达标的样本站的PUE值作为基准,判断其他未实测节电率的基站PUE值,基站综合平均PUE值高于样本站PUE值则节电率未达标,否则达标。

实测节电率按照约定方法测定。统计周期为年、半年、季度、月度等。
　　
　　节能系统的节能率指标是设备提供节能的关键性指标之一。节能系统的节能率应按月由市分公司与设备提供商一起(或由第三方)定期测定。基站智能热交换系统采用动态交叉样本站节电率测定办法,即在基站节电测定期,随机抽取安装本节能系统基站总数的5%～10%样本基站(基站差异大时选取值大),将样本站分为两部分:一部分隔日关闭本节能系统;另一部分隔日开通本节能系统。或选择双日间隔开关操作。将实测用电量数据加权平均计算出节电率。测定日期选择在节能系统有效运行期,测定时长2～6天,依据环境温湿度变化情况选择。实测节电率为测定节电率各基站的有效数据加权平均计算。

编辑：Harris