浅析节能技术在世博园区移动局房基站内的应用

2010-07-19中国移动上海公司

上海节能 2010年5期

中国移动上海公司黄赟

举世瞩目的2010年上海世博会即将召开，它将可能成为历届世博会科技含量最高的一届；生态科技、光健康、太阳能、绿色节能理念将在上海世博会上得到充分展示，在城市文化高度发达的今天，科技与节能已经成了焦点问题。作为世博会的高级合作伙伴，上海移动积极响应国家“节能减排”号召，践行企业责任；以实际成果切合“城市，让生活更美好”的上海世博会主题，体现“绿色世博”的“生态网络”理念；利用世博平台，向国内、外集中展现近年来中国移动“绿色行动计划”的相关成果。

在世博园区内，上海移动对示范型基站与局房采用了大量先进的节能措施；针对永久和临时基站因地制宜，各项节能措施有个性化地区别实施。在世博园区内重点展示代表节能前沿科技的相关技术：如风、光互补、燃料电池、地源热泵、LED照明灯具等。

1 精确送风系统及定制空调

在世博园区内的众多移动基站均采用了空调精确送风系统。精确送风系统是指针对机房采用管道上送风方式，通过送风管的安装，将空调冷风直接输送到每个机柜，用精密空调调整送风的温度和风压（风速），给每个机柜安装一套精确送风分配系统，按照每个机柜的实际设备发热量，实时调整送风量以及送风温度，彻底解决机房过热和降低空调能耗的问题。精确送风系统的示意图如图1所示。

世博园区内寸土寸金，留给上海移动作为基站室的空间无法达到通信行业标准的要求，而世博园内每日的人流预测将达到40万人次左右，良好的通信信号是成功举办世博的重要保障。机房面积减小而机房内通信设备数量的增加对机房温度的控制提出了更高的要求。采用空调精确送风可以改善通信设备的运行环境，按照每个机柜的实际发热量精确分配冷量，按需供给，既可满足机房内各个区域通信设备的降温要求，又可减少能耗。根据实地测试，采用精确送风系统可降低空调能耗约15%左右。

除了精确送风系统之外，世博园区内的基站空调都采取了定制措施，基站专用空调是针对机房的显热比较高来设计的。有多种送风方式，能更好地达到降温效果，其运行状态能够实时监控，使用寿命能得到保障。基站设备多为下回风上出风的散热模式、采用定制的下送风空调，可以优化机房内气流组织、达到提高空调使用效率的目的。根据实地测量定制空调比普通空调可节能10%至15%。

2 新能源发电技术的引入

随着世界性能源危机的日益严重，风能和太阳能等再生性能源越来越受到人们的关注。伴随着技术的成熟，风能和太阳能逐渐被应用于通信领域。对于世博园区的基站建设，上海移动积极引入新能源，采用风力发电、光伏发电技术，与市电联合供电，并采用氢气燃料电池，减少基站排放，进一步降低能耗，保护环境。图2为采用新能源发电的基站示例。

风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。依据目前的风车技术，大约是3m/s的微风，便可以开始发电。光伏发电的优点是较少受地域限制，因为阳光普照大地，光伏系统还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设周期短的优点。太阳能与风能相结合之综合电源，克服了太阳能与风能各自的短处，二者结合优势互补，夜间与阴雨天无阳光时由风能发电，风平浪静的晴朗天气太阳能则可大显身手，在既有风又有太阳的情况下二者同时发挥作用，并与市电供电结合实现了不受气候影响的24小时全天候供电的功能，在确保通信设备用电正常的情况下充分利用新能源达到节能减排的目的。

3 高效节能开关电源且具备休眠技术

在移动基站及通信局房内使用直流开关电源的通信设备占了相当大的比例，提高开关电源的使用效率即可从用电的源头降低能耗。经实验证明，在输出电流或功率小于额定值60%时，整流模块的效率较低，最低只有80%，运行电流在额定电流60%－80%区间时，效率基本接近92%以上。

高效节能开关电源通过智能“软开关”技术，来自动调整工作整流模块的数量，使部分模块处于休眠状态，把整流模块调整到最佳负载率下工作，从而降低系统的带载损耗和空载损耗，实现节能目的。据统计，与传统开关电源相比，高效开关电源可节能8%至10%。

4 热管空调技术

热管空调是用热管作蒸发器和冷凝器，以风机强制空气流动实现蒸发器与空气之间的热交换，以水作为冷却冷凝器的介质，其特征在于，冷凝器的冷却水为闭路强制循环，冷凝器横向置于壳体之内，喷嘴位于冷凝器的上面，它喷出的水流自上而下地淋过泠凝器的各热管，风机装于冷凝器的下方，由它吹出的气流穿越冷凝器后，淋下的冷却水汇集在壳体的底部，壳体的底部接管路，它的另一端接喷嘴，循环泵安装在管路之内，冷凝器和蒸发器之间用管路连通在一起。空调制冷过程如图3所示。

热管技术具有如下优点：温度分布均匀，热阻小，热反应迅速并且传热量大，此外，热管为封闭管，没有需要持续添加工作液的问题，它没有活动零件，不会有磨损的问题。采用热管技术的空调全年平均可节能30%左右。

5 地源热泵空调系统

地源热泵是一种利用地球浅层资源 (包括土壤、地下水、地表水等热源)的既可供暖又可制冷的高效节能的空调系统。它利用铺设在土壤、地表水等中的换热管道，实现空调房间和土壤、地表水等的换热，以达到建筑空调的效果。设置地埋管系统作为基站空调冷源的示意图见图4。

地源热泵与普通电空调的制冷原理相同，其区别在于地源热泵是依靠地下或封闭自循环恒温水对空调的换热部分进行热交换，保持空调有较高和稳定的能效比。根据实地测量，一台5匹的地源热泵可比一台5匹的柜机节约42.1%的电能，具体数据如表1所示：

表1 地源热泵节能数据表

6 节能综合管理

世博园区移动通信节能综合管理措施包括：（1）监控网络管理平台建设。（2）建设专门的能耗分析管理平台。（3）将世博园区内各机房使用空调、电表纳入管理平台。（4）机房的各类信息采集采用传输线路的方式。

其中在世博园区节能减排专项展示终端的建设中：配置专用服务器，定制世博园区能耗统计与实时监控页面；在信息通信管理中：建设专门显示终端、与监控网络平台相连。对世博园区所有基站与局房的能耗监控，要求机房内安装智能电表，达到能远程抄表；实现设备、空调、照明的分表计量，便于能耗统计与分析；所有空调或智能换风设备安装智能接口，要求能远程监控。图5为能耗分析管理平台。