某通信机房节能解决方案

通信机房节能解决方案

摘要：本文主要讨论了通信机房节能的目的、意义以及解决方案。

关键词：通信，机房，隔热，节能，通风。

前言：

随着中国经济的快速发展，能源紧张这一问题日益突出，能源安全逐渐上升到一个国家的战略高度。节约能源、保护环境，创造和谐社会，使经济发展向又好又快发展，这个已成为全社会的共识。

中国的通信行业也和中国经济共同迅猛发展，通信的普及需要大量的基站建设，基站的能源消耗和节能问题早已引起通信行业的普遍关注。这同时影响着运营的成本和人与环境的可持续发展，基站节能早已势在必行。

1．移动基站的能源消耗现状

基站机房电费支出增大，基站电费成本高。根据资料统计显示，2002年某省移动地区138个基站电费支出为212万元人民币，2003年238个基站电费支出超过580万元人民币，平均每个基站机房的电费支出增加了58％。

另外据统计，06年某省运营商支付电费约4.5亿元，其中基站用电约2.8亿元，07年估计将超过3亿元。

基站空调电费支出所占比例较大：根据资料统计分析，平均每个基站空调的电费支出约占整个基站电费支出的54%左右，空调成为基站机房中的主要耗电设备。

基站空调用电浪费现象较为严重：目前机房空调大多被设置为制冷或自动26℃，而且部分地区是全年开启，浪费的现象较为严重。这个同时也加大了空调的损耗，缩短了空调的使用寿命。

为什么会出现如此的电力能源浪费，基站使用的通讯机房和节能设备的缺失是两个主要的原因。选择合适的节能机房和节能设备，再加上科学合理的使用方法，基站节能是有很大的潜力可挖的。

2．基站机房的节能

国内现在采用用作基站的通讯机房主要为两种形式，一种为采用传统建筑材料建设的机房，或自建或租赁，这种方式在国内应用历史较长，使用的数量也最多。

另外一种方式为借鉴海外发达国家的成熟经验，采用新型隔热防火的建筑材料建设的通信户外机房。这种方式建站迅速，成本低，使用方便，并根据中国的使用现状颁布通信机房的行业标准。此种新结构机房在行业内已经得到普遍认可，发展很迅速。

两种机房的外观请见图一。最主要的区别在于机房的材料：砖、水泥，和隔热材料。

2.1采用户外机房的节能特点

户外机房一般采用优质的隔热保温材料的夹芯板，具有很好的机械强度和隔热性能，其隔热

保温系数一般为0.024w/(m.k)以上，同时具有阻燃、吸水率小，可重复利用等优点。

同时具有模块化、易扩展、易选址、成本低、建站快等特点，可在工厂批量生产，设备预调试和组装，站点直接开通使用。可以为快速布点节省大量的时间，所以户外机房的大量应用是一个发展的总趋势。

户外机房的示意图见图二。

户外机房在隔热性能上和传统房屋的比较请见图三。从图上可以看出，通信机房采用优质的隔热材料的隔热性能是传统建筑材料的数十倍。

选用这样的隔热材料可以使机房内和户外热源隔绝，受外界温度变化的影响最小。在夏天户外温度高的时候，可以减少空调的启动从而减少空调电力消耗；在冬天良好的保温性能可以使机房内部不用加热就能保证设备的正常运转。

图一：土建机房和户外机房材料示意图

图二：整体模块化户外机房

图三：户外机房隔热材料与传统建筑材料的比较

2.2户外机房的节能效果

采用户外机房可以明显减少空调的开启和工作时间，在持续运转中可以节省大量的电能。

设计优良的户外机房采用优质的隔热材料，整体结构没有热桥的产生，机房门和馈线窗等采用隔热密封处理，可以很好防止热量的散失。

实测表明普通土建房屋通过墙体散失的热量占据热量损耗的50%多，窗户和门的热量损失占据40%多的热量损耗。因而户外机房的保温材料制作，特制的保温防盗门窗设计很好的解决了热量损失的问题。

图四为我们在某基站的实测数据对比，可以看出户外机房的明显的节能作用，平均具有20%以上的节能效果。

所以选用高质量的户外机房是通信机房节能的第一首选方案，也是最重要的一步。

图四：户外机房和土建房空调消耗电力比较表

3．基站的节能设备方案

3.1无节能设备的基站

如前所述，在保证基站主设备的正常运转的情况下，基站的能源消耗大部分来自于空调的电力消耗。但同时由于中国的电力紧张，经常性的断电和停电事故会导致机房温度超温，主设备无法正常工作。如果配置油机又会带来很大的设备投资，同时又加剧了燃油的紧缺。

经常性的开启造成了空调制冷能力的下降，寿命的急剧缩短或压缩机损坏。更换空调又需要很多的时间和资金投入。为保证制冷设备的正常使用，一般基站会配置一加一备份的两个空调模式，这个又同时带来设备的投资增大和一定的闲置。

如果采用传统的土建机房或保温密封不好的机房，其较大的热量散失又会加剧基站制冷设备的电力消耗。

3.2基站节能通风设备

由于基站大量的电力能源消耗现状，所以采用新型节能设备，降低能源消耗，延长制冷设备的使用寿命已经是迫在眉睫的工作了。

在户外机房应用比较成熟的国家，机房的通风节能设备是必配设备之一。如在美国机房标准中，通风设备（HVAC ）比配并具有明确的技术指标要求；在日本，机房节能更是随机房齐套安装发货，应用效率很高。

在信息产业部新颁布的通讯机房行业标准中，机房空气调节系统也作了功能性要求。

节能通风设备的主要工作原理如下，

A 、当机房内部温度上升到需要散热温度（或指定温度）时，自动打开百页窗，利用直流风机引入室外空气，并排出室内的热空气而形成空气对流，达到降低室内温度的目的。为了保证进风洁净，在进/排风道加装专业的空气过滤网。

B 、当机房内部温度达到其所需的最低温度时，自动关闭风扇组和百页窗，有效阻断室内外空气对流；

C 、可根据需要配置空调控制功能，当机房内部温度上升至空调启动温度时，通风系统自动启动空调器，关闭风扇组和百页窗。

其原理图请见图五。

图五：通风节能设备的工作原理图

3.2.1通风节能设备的应用地域

我国大部分地区每年温度超过25摄氏度的时间不会超过全年时间的1/3-1/4，特别在长江流域和大部分的北方地区，25摄氏度以下的时间达到1/2-3/4。这里外面环境的冷空气为机房节能提供了取之不尽天然资源，节能，对环境无任何污染。

根据实际的测试结果移动基站节电量都在50％以上，最高可达70%；

使用户外机房的基站比土建房基站的节电效果更显著；

机房容积小的基站比机房容积大的基站节电效果更显著

3.2.2通风节能设备的通风量选择

通风节能机组一般采用直流供电，根据直流风扇的分量，通风设备采用风量系列一般为：

800立方米/小时，1600立方米/小时，2400立方米/小时。可以根据机房的空间大小来选择不同的通风量。

4．结论

不做任何节能措施的基站的能耗很高，对能源环境和运行成本都有很大的影响。所以基站必须采取切实可行的节能措施。采用户外机房和增加通风节能设备是基站节能的首选，节能效果显著，简单易行，投入和运行成本低，回报高。