通信基站通風冷卻節能技術應用探討

李聲舉 徐建榮 趙紅柏

【摘要】綠色節能是時代的主題，由于通風冷卻技術的應用給基站帶來很大節能效果，因此運用廣泛。于是本文將提出通風冷卻技術基站中的具體應用，分析考慮了不同影響因素，如空調系統設定溫度、室內發熱量、風機功率、空調系統性能、風機風量等與通風冷卻技術全年節電量之間的聯系。本文不僅總結了該技術的運用方法，而且給出了各種不同類型的基站適合使用此技術的最低室內發熱量和使用此技術可能獲得的最大全年節電量。

【關鍵詞】通信基站通風冷卻技術節能

通信基站是通信網絡的基礎，屬于公共建筑的一種。但與其他的普通公共建筑相較而言，通信基站的空調系統全年全天運行，涵蓋全年所有季節，因此發熱量最大。

一、通信機房環境條件要求

根據2008年11月1日開始實施的《通信中心機房環境條件要求》（YD/T1821.2008）其中對通信機房的溫度、相對濕度、潔凈度、新風量做出了以下幾個規定：通信機房的溫度、相對濕度及溫度變化率。

1.1通信機房的回風控制精度

在2011年1月1日實施的《通信機房用恒溫恒濕空調系統》（YD/T2061—2009）對回風控制精度做出如下幾個規定：（1）當回風溫度大于等于十八攝氏度并且小于等于二十八攝氏溫度時，溫度上下幅度在一攝氏溫度之內。（2）當回風濕度大于等于百分之三十并且小于等于百分之七十時，濕度上下幅度在百分之四到百分之五范圍之內。

1.2通信機房的環境特點

送風量大，送風焓差小。一般來說，溫度對于通信設備的影響不容忽視，因此通信設備的電子器件絕大多數都具有溫度這一特性，因此通信機房要求溫濕度相對穩定一些，不能劇烈變化，因為溫度變化太快時很容易導致電子器件發生問題。一般來說，送風量比較大的時候，機房的溫濕度指標都處于一個比較平穩的狀態，換言之，送風量是影響機房的溫濕度的一個重要指標。

散熱量大，散濕量小。據統計顯示，通信機房的散熱量大，散濕量小。散熱量大的原因主要是，設備散出的顯熱和圍護結構傳熱。散濕量小的原因主要是，通信機房內一般來說不存在固定的濕源，濕量主要來自工作人員以及進入機房內部的室外空氣，因此散濕量一般很小。

1.3送風方式的特殊性

一般來說，機房空調的送風形式只有兩種，即分為上送下回方式以及下送上回方式。對于小型通信機房和通信基站來說，房空調的送風形式采用上送下回氣流組織形式比較合適。但是，對于大型的通信機房來說，房空調的送風形式采用下送上回方式更加普遍。

1.4防塵要求

塵埃對通訊設備具有很強的傷害。停留在電子器件上的灰塵容易導致絕緣不良，金屬接點和金屬插接件積有灰塵也導致接觸不良。當通信機房相對濕度偏低時，電子器件上的積塵可導致靜電吸附現象。

當前建設的通信基站中，部分采用了智能新風系統，見圖1。

二、風機狀態影響系統耗電量

當風機處于間歇狀態的時候，風機有兩種不同的狀態，即開啟和關閉狀態。開啟條件是，室內溫度達到室內氣溫的最高溫度。關閉條件是，室溫在室內溫度最低溫度之下。隨著室內溫度的循環變化，風機也隨著變化，即從開啟和關閉兩種狀態循環變化。系統處于風機和空調間歇運行狀態時，在某些狀況下系統的節電量會忽略不計，這種狀況就是通過風機引入的冷量少，造成空調系統必須不斷工作，已達到降低溫度的效果，由于空調的不斷工作，此時節電量會很小，計算時因此可以被忽略掉。

三、各個影響因素和節電量之間的關系

3.1風機風量

實際觀測可得到，在一定范圍內，節電量與通風換氣的次數成正比例，即在這一范圍內，通風換氣的次數增加，節電量就增加；通風換氣的次數減少，節電量就減少。但是過了這一特定范圍，電量與通風換氣的次數就不成正比例關系了，表現為即使通風次數增加，節電量也不一定會隨之增加，反而有時候會呈下降趨勢。造成這種現象的原因是，風機電耗能量會隨著風機通風風量的增大而增大，因此造成了節電量與通風換氣的次數不一定成正比例的關系。由此可得，設置一個合理的通風換氣次數是非常必要的。

3.2空調系統設定的溫度

實際觀測可得到，全年節電量與空調系統設定的溫度呈現出正比例的關系，即要想全年節電量大，空調系統設定的溫度就要大；要想全年節電量小，空調系統設定的溫度就要低。

3.3室內發熱量

據統計可得，全年節電量一般和室內設備發熱量呈現出正比例關系，室內設備發熱量大，全年耗電量就會變大；反之，室內設備發熱量變小的話，全年耗電量也會隨之變小一些。室內設備發熱量之，也會隨著室內設備發熱量減少而變小。但是實際情況是，室內發熱量太小時，通風冷卻技術并不適用，因為此時不符合經濟性的原則。室內發熱量小導致全年耗電量小，此時不值得使用通風冷卻技術，因為使用此技術會有很長的投資期。

3.4空調系統能效比

節電量與空調系統能效比呈現反比例關系，即當空調系統能效比增加時，節電量會相應地變小，并且減少趨勢會隨著室內發熱量的增大而表現更加明顯；反之，當空調系統能效比減少時，節電量反而會相應地變大。

3.5風機功率

節電量與風機功率呈現出反比例關系，即風機功率增加時，節電量反而相應地減少，并且減少量會隨著室內發熱量的增加而更加明顯；反之，風機功率減少的時候，節電量反而會相應地增大。

總的來說，在一定程度內，節電量與通風換氣數成正比，但是超過這種程度之后，節電量不會再增加，反而會下降，因此需要根據室內發熱量的不同，而設置不同的合適各自的通風換氣數。節電量與空調系統設定溫度成正比，就是設置溫度越大，節電量越大，反之節電量越小。節電量與室內發熱量也成正比，然而與空調系統能效比卻成反比。

四、結論

本文章中提出的評價方法具有明顯的局限性，因為是在針對的情況比較特殊，不具有一般性。換言之，是在針對特定基站情況下，提出的評價基站通風冷卻技術的節能效果。通風冷卻技術適合于發熱量高的基站，而不適合于發熱量過低的基站。

參考文獻

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