基站智能通风与热管空调在新疆地区的应用

马国萍

(中国移动通信集团设计院有限公司新疆分公司，新疆 乌鲁木齐 830011)



基站智能通风与热管空调在新疆地区的应用

马国萍

(中国移动通信集团设计院有限公司新疆分公司，新疆 乌鲁木齐 830011)

摘要:自2008年中国移动开展“绿色行动计划”以来，新疆移动公司积极探索与实践适应新疆地区的节能措施，其中基站智能通风与热管空调的应用，起到了一定的节能效果。文中介绍了基站智能通风与热管空调等节能方式，给出了应用效果分析和建议。

关键词：智能通风；热管空调；节能

新疆移动基站耗电占公司总耗电量的60%以上，其中基站空调耗电占比较大，因此，新疆移动公司一直在积极探索适合新疆地区的节能措施。基站空调的节能措施较多，有利用自然冷源的智能通风与热管空调，有提高空调自身效率的，如空调节电器与薄膜技术、增加保温层等。

根据其他省移动公司的基站节能应用情况和新疆的气候特点，新疆移动公司选用了基站智能通风与热管空调，以下就其实际应用情况进行说明。

1　基站智能通风

基站智能通风首先是贵州移动公司提出的节能方式，贵州地区昼夜温差大，夜间凉爽，使用智能通风设备后，节能达到15%以上。由于新疆地区年平均气温不到10 ℃，尤其是北疆地区冬季长达5～6个月，春季与秋季昼夜温差较大，即使是夏季，夜间温度也较低，因此新疆公司采用了智能通风设备进行基站节能。

1.1　智能通风工作原理

通信基站智能通风设备是一种向通信基站室内提供经过除尘过滤的室外空气的通风机组，其本身不带任何制冷元件，通过基站外部冷空气和内部热空气交换，实现通信基站降温。基站智能通风原理如图1。

图1 基站智能通风原理图

在确保基站运行环境要求的前提下，根据基站室内外温、湿度的监测和逻辑判别控制基站智能通风设备，在满足一定条件时，直接引入室外冷空气对基站进行自然冷却，并可联动控制基站原有空调设备的启停，有效降低基站空调的运行时间或替代基站空调设备，从而达到基站通风散热、降低基站电能消耗的目的。

1.2　节电预期

在新疆地区使用基站智能通风设备之前，其他很多省移动公司已经使用了智能通风设备，节电率在10%～40%之间。新疆移动公司预期节电率在15%左右。

1.3　实际使用

新疆移动公司在2009～2010年期间采购智能通风设备，在2010～2011年实际使用设备。在实际使用过程中发现如下问题：

(1)灰尘较大

由于智能通风设备主要是利用自然冷源进行制冷，从而达到节能目的。但是，新疆地区风沙较大，而智能通风设备通风口较大，因此，安装智能通风设备以后，机房灰尘较多，且偶尔会有小老鼠等动物进入机房，增加维护量。冬季室外过冷，这种洞口造成机房热量散失。

(2)与空调联动不佳

按照预期，智能通风设备与基站空调进行联动，待室内外温差达到8 ℃，基站空调停止运行，由智能通风设备给机房制冷。实际情况是，智能通风设备与基站空调联动情况不好，通常出现智能通风与基站空调均不运行的情况，机房出现高温告警，因此需要维护人员将其联动断开，以保证机房正常温度。但是这种人工调整基站空调与智能通风设备的运行维护量过大。

(3)产品不成熟，后期维护较差

智能通风设备经过其他省移动公司的试点之后，集团公司进行了集采。设备安装完毕之后，缺乏相关使用与维修培训，产品使用出现问题之后，维护周期长，使用率低。

(4)实际节电率

对智能通风选取部分站点进行能耗采集评估，实际情况如下：每台智能通风设备全年节电1 645 kWh左右，节电率在6.7%左右。按照电费1元/kWh计算，投资回收期在5年以上。由于新疆地区风沙较大，设备实际寿命不超过2年，因此实际上新疆地区使用智能通风设备无法收回成本。

1.4　应用效果分析

根据本次评估与地州实际情况，智能通风设备虽然在建成初期起到了节能作用，但是由于种种原因，并不适合新疆地区使用。因此，新疆地区不宜再推广使用智能通风设备。

2　基站热管空调

基站热管空调也是利用自然冷源进行制冷，从而减少基站空调运行时间达到节能降耗的目的。

2.1　工作原理

通信基站通过热管换热机组利用室内外温度差，在室外空气温度和基站内设定温度超过一定值时，通过封闭管路中工质的蒸发、冷凝循环而形成动态热力平衡，利用较小的温差将室内的热量迅速且高密度的传递到室外，降低室内的温度。即室内风机驱动机房内的空气流动，将空气中的热量传递到蒸发器中，降低室内空气的温度，并使蒸发器中的液态工质蒸发成气态；工质蒸汽从气体总管流到室外侧的冷凝器中；冷凝器被室外空气冷却，工质蒸汽在冷凝器中释放热量，冷凝成液态；工质液体从液体总管流回到蒸发器中；以上过程循环往复，不断将室内的热量传送到外部环境中。通过工作介质自身的热力平衡完成，并依靠自然力实现循环,由室内外的自然温差驱动，实现以高效节能的方式通过室外冷源对机房进行排热。

热管机组有分体和整体式两种形式。分体式热管换热机组采用蒸发段与冷凝段分离的形式，蒸发段与冷凝段采用液管连接，使得该系统可以在不破坏基站外围护结构的前提下，实现高效、高密度、远距离的排热。热管排热机组由室内机、室外机、智能控制器、连接管线四部分构成如图2所示。

图2 基站热管工作原理

2.2　节电预期

在新疆地区使用基站热管空调之前，其他很多省移动公司已经使用了基站热管空调设备，节电率在5%～40%之间。新疆移动公司使用基站热管空调预期节电率在10%左右。

2.3　实际使用

新疆地区在全疆南疆与北疆地区均使用了基站热管空调，由于基站热管空调也需要安装室外机，因此大多在郊区的自建站房进行安装。

安装在基站内，可直接放置于地面或用支架挂装在承重的墙体上，也可安装在满足承重要求的混凝土或型钢基础上；出风口需要对应机柜的进风口，或装在能使气流快速传遍整个房间的地方；安装在进风不受阻碍的地方，进风口与障碍物距离应大于16 cm。

安装于室外，位置应整体高于室内机；四周应通风良好，进风口应与墙面或其他障碍物距离大于16 cm。

经过各个地州的试点，其节能情况如表1所示。

表1　基站热管节能情况

由表1可见，各个地区的设备节能率有差异，这与站点实际安装位置与维护水平有关，总的来说，北疆地区节能率(23%)高于南疆地区(18%)。按照1元/kWh计算，新疆地区基站热管设备静态投资回收期为4.7年。

当然，在实际使用过程中也遇到很多问题，主要问题如下：

(1)基站热管设备与基站空调联动不佳。实际使用中由于大部分基站都是无人值守基站，在基站热管与基站空调联动不佳的情况下，很多基站就取消了二者联动以减少维护量。

(2)基站热管设备的维护与使用问题。设备供应商在新疆地区没有办公地点，通常做法是“来了就安，安了就走”，几乎没有后续培训与维护，因此设备使用维护存在问题。

(3)基站热管设备也没有纳入动环监控系统。设备运行情况仅依靠维护人员巡检时候的检查，不仅增加维护工作量，更严重的是无法及时发现设备运行故障，无法及时检修。

2.4　应用效果分析

基站热管空调节能效果：基站热管空调安装确实起到了节能作用。基站热管空调效益：基站热管空调投资回收期为4.7年。后续可以完善设备功能，积极跟踪引入最新技术设备，在现有设备基础上激励厂家开发适合新疆环境使用的针对性设备。

3　应用建议

(1)厂家无驻地，设备占机位

2种节能方式的共同点：占用机位。目前各个基站都以共站为思路，机位逐步紧张，这种“后补”式设备必然占用机位，还破坏墙体。相关厂家在地州或者新疆地区都没有常驻维护人员，设备遇到问题，无法及时维修。因此，尽量减少这种后补式的节能措施。

(2)定制空调

目前基站定制空调已经在其他省份移动基站应用了，但是新疆地区基站空调夏季需要制冷，冬季部分地区还需要制热，因此，若有适合新疆地区的基站定制空调，既可以减少后补式的设备投资，又不需要占用机位。

(3)提高各类设备温度适应范围

基站空调作为基站配套，成为了基站耗能占比大户。能否提高各类生产设备(基站无线设备、基站传输设备、基站电源设备、基站蓄电池组等)的温度适应范围，从而减少空调工作时间，以至于不需要空调呢？

节能减排工作对内可减少能耗成本，对外可提升形象。近可少吸雾霾，远可留些青山绿水给子孙。如何切实节能，是每个人的责任。

参考文献：

[1]YD/T5040-2005.通信电源设备安装工程设计规范[S].2005.

[2]中国移动通信集团公司.中国移动“绿色行动计划”节能技术目录与标准[Z].2011.

运营探讨

Application of Intelligent Ventilation and Heat Pipe Air Conditioning in

Base Station in Xinjiang Region

MA Guo-pin

(Xinjiang Branch, China Mobile Group Design Institute Co., Ltd., Urumqi 830011, China)

Abstract:Since China Mobile launched the “Green Action Plan” in 2008, Xinjiang branch of China Mobile has actively explored and conducted energy saving measures suitable for Xinjiang. Among them, application of intelligent ventilation and heat pipe air conditioning in base station has some positive effect. This article introduces its details and presents analysis of application results as well as some suggestions.

Key words:intelligent ventilation; heat pipe air conditioning; energy saving

中图分类号：TN86

文献标识码：A

文章编号：1009-3664(2015)02-0111-03

作者简介：马国萍(1977-)，女，新疆乌鲁木齐人，高级工程师，本科，研究方向：通信电源。

收稿日期：2014-12-25