淺析節能技術在世博園區移動局房基站內的應用

中國移動上海公司 黃 赟

舉世矚目的2010年上海世博會即將召開，它將可能成為歷屆世博會科技含量最高的一屆；生態科技、光健康、太陽能、綠色節能理念將在上海世博會上得到充分展示，在城市文化高度發達的今天，科技與節能已經成了焦點問題。作為世博會的高級合作伙伴，上海移動積極響應國家“節能減排”號召，踐行企業責任；以實際成果切合“城市，讓生活更美好”的上海世博會主題，體現“綠色世博”的“生態網絡”理念；利用世博平臺，向國內、外集中展現近年來中國移動“綠色行動計劃”的相關成果。

在世博園區內，上海移動對示范型基站與局房采用了大量先進的節能措施；針對永久和臨時基站因地制宜，各項節能措施有個性化地區別實施。在世博園區內重點展示代表節能前沿科技的相關技術：如風、光互補、燃料電池、地源熱泵、LED照明燈具等。

1 精確送風系統及定制空調

在世博園區內的眾多移動基站均采用了空調精確送風系統。精確送風系統是指針對機房采用管道上送風方式，通過送風管的安裝，將空調冷風直接輸送到每個機柜，用精密空調調整送風的溫度和風壓（風速），給每個機柜安裝一套精確送風分配系統，按照每個機柜的實際設備發熱量，實時調整送風量以及送風溫度，徹底解決機房過熱和降低空調能耗的問題。精確送風系統的示意圖如圖1所示。

世博園區內寸土寸金，留給上海移動作為基站室的空間無法達到通信行業標準的要求，而世博園內每日的人流預測將達到40萬人次左右，良好的通信信號是成功舉辦世博的重要保障。機房面積減小而機房內通信設備數量的增加對機房溫度的控制提出了更高的要求。采用空調精確送風可以改善通信設備的運行環境，按照每個機柜的實際發熱量精確分配冷量，按需供給，既可滿足機房內各個區域通信設備的降溫要求，又可減少能耗。根據實地測試，采用精確送風系統可降低空調能耗約15%左右。

除了精確送風系統之外，世博園區內的基站空調都采取了定制措施，基站專用空調是針對機房的顯熱比較高來設計的。有多種送風方式，能更好地達到降溫效果，其運行狀態能夠實時監控，使用壽命能得到保障 。基站設備多為下回風上出風的散熱模式、采用定制的下送風空調，可以優化機房內氣流組織、達到提高空調使用效率的目的。根據實地測量定制空調比普通空調可節能10%至15%。

2 新能源發電技術的引入

隨著世界性能源危機的日益嚴重，風能和太陽能等再生性能源越來越受到人們的關注。伴隨著技術的成熟，風能和太陽能逐漸被應用于通信領域。對于世博園區的基站建設，上海移動積極引入新能源，采用風力發電、光伏發電技術，與市電聯合供電，并采用氫氣燃料電池，減少基站排放，進一步降低能耗，保護環境。圖2為采用新能源發電的基站示例。

風力發電沒有燃料問題，也不會產生輻射或空氣污染。依據目前的風車技術，大約是3m/s的微風，便可以開始發電。光伏發電的優點是較少受地域限制，因為陽光普照大地，光伏系統還具有安全可靠、無噪聲、低污染、無需消耗燃料和架設輸電線路即可就地發電供電及建設周期短的優點。太陽能與風能相結合之綜合電源，克服了太陽能與風能各自的短處，二者結合優勢互補，夜間與陰雨天無陽光時由風能發電，風平浪靜的晴朗天氣太陽能則可大顯身手，在既有風又有太陽的情況下二者同時發揮作用，并與市電供電結合實現了不受氣候影響的24小時全天候供電的功能，在確保通信設備用電正常的情況下充分利用新能源達到節能減排的目的。

3 高效節能開關電源且具備休眠技術

在移動基站及通信局房內使用直流開關電源的通信設備占了相當大的比例，提高開關電源的使用效率即可從用電的源頭降低能耗。經實驗證明，在輸出電流或功率小于額定值60%時，整流模塊的效率較低，最低只有80%，運行電流在額定電流60%－80%區間時，效率基本接近92%以上。

高效節能開關電源通過智能“軟開關”技術，來自動調整工作整流模塊的數量，使部分模塊處于休眠狀態，把整流模塊調整到最佳負載率下工作，從而降低系統的帶載損耗和空載損耗，實現節能目的。據統計，與傳統開關電源相比，高效開關電源可節能8%至10%。

4 熱管空調技術

熱管空調是用熱管作蒸發器和冷凝器，以風機強制空氣流動實現蒸發器與空氣之間的熱交換，以水作為冷卻冷凝器的介質，其特征在于，冷凝器的冷卻水為閉路強制循環，冷凝器橫向置于殼體之內，噴嘴位于冷凝器的上面，它噴出的水流自上而下地淋過泠凝器的各熱管，風機裝于冷凝器的下方，由它吹出的氣流穿越冷凝器后，淋下的冷卻水匯集在殼體的底部，殼體的底部接管路，它的另一端接噴嘴，循環泵安裝在管路之內，冷凝器和蒸發器之間用管路連通在一起。空調制冷過程如圖3所示。

熱管技術具有如下優點：溫度分布均勻，熱阻小，熱反應迅速并且傳熱量大，此外，熱管為封閉管，沒有需要持續添加工作液的問題，它沒有活動零件，不會有磨損的問題。采用熱管技術的空調全年平均可節能30%左右。

5 地源熱泵空調系統

地源熱泵是一種利用地球淺層資源 (包括土壤、地下水、地表水等熱源)的既可供暖又可制冷的高效節能的空調系統。它利用鋪設在土壤、地表水等中的換熱管道，實現空調房間和土壤、地表水等的換熱，以達到建筑空調的效果。設置地埋管系統作為基站空調冷源的示意圖見圖4。

地源熱泵與普通電空調的制冷原理相同，其區別在于地源熱泵是依靠地下或封閉自循環恒溫水對空調的換熱部分進行熱交換，保持空調有較高和穩定的能效比。根據實地測量，一臺5匹的地源熱泵可比一臺5匹的柜機節約42.1%的電能，具體數據如表1所示：

表1 地源熱泵節能數據表

6 節能綜合管理

世博園區移動通信節能綜合管理措施包括：（1）監控網絡管理平臺建設。（2）建設專門的能耗分析管理平臺。（3）將世博園區內各機房使用空調、電表納入管理平臺。（4）機房的各類信息采集采用傳輸線路的方式。

其中在世博園區節能減排專項展示終端的建設中：配置專用服務器，定制世博園區能耗統計與實時監控頁面；在信息通信管理中：建設專門顯示終端、與監控網絡平臺相連。對世博園區所有基站與局房的能耗監控，要求機房內安裝智能電表，達到能遠程抄表；實現設備、空調、照明的分表計量，便于能耗統計與分析；所有空調或智能換風設備安裝智能接口，要求能遠程監控。圖5為能耗分析管理平臺。

7 結束語

除了上述幾種主要的節能措施之外，上海移動在世博園區局房、基站的建設過程中還運用了多種節能方法，如在機房內安裝節能型LED燈管，其能耗比高效節能熒光燈還要低20%至30%；在機房內采用單位容量體積小、能耗低的傳輸設備；在建筑結構上采取保溫措施、控制傳熱系數等。

總之，世博園區上海移動網絡節能減排建設基本滿足了總體要求，體現了自有特色，發揚了環保低碳主題。

通過一系列的節能措施，上海移動將在此次世博會上為世人展現世界一流通信企業高效節能的成果。