湖南移動成功試點空調(diào)“熱管”技術(shù)助全國通信基站節(jié)能

中國移動湖南公司 | 劉學(xué)紅

在通信網(wǎng)絡(luò)中，空調(diào)是基站機房中的主要耗電設(shè)備，因此，如何降低空調(diào)用電的開支，成為運營商迫切需要研究和解決的重要課題。

近年來，隨著全國通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和用戶規(guī)模不斷擴大，通信企業(yè)設(shè)備運行的耗電量已經(jīng)成為不斷增加的重要成本。對于基站機房這類幾乎全年都需要向外排熱的場所，空調(diào)全年運行能耗很大。根據(jù)資料統(tǒng)計分析，平均每個基站空調(diào)的電費支出約占整個基站電費支出的一半左右。

運營商采用正確、合理的綜合解決方案可以有效減少基站空調(diào)的運行時間，在節(jié)約空調(diào)用電的同時延長空調(diào)的使用壽命，提高能源利用率，保護環(huán)境，減輕國家能源的供需壓力。為此，湖南移動研發(fā)分體熱管換熱器、空調(diào)熱管一體機應(yīng)用，成功地降低基站空調(diào)系統(tǒng)的能耗，不僅是為國家節(jié)能減排目標(biāo)的實現(xiàn)貢獻力量，也為企業(yè)降低了運營成本，提高運營效率，在業(yè)務(wù)競爭環(huán)境中提升競爭力。

熱管空調(diào)的主要創(chuàng)新點

分體熱管是一種利用室外自然冷源為制冷源的節(jié)能設(shè)備，機組完全依靠重力為循環(huán)動力，利用室內(nèi)外的溫差及制冷劑吸熱（或放熱）的相比過程間接地將室內(nèi)的熱量排出室外。機組本身無任何制冷元件，利用較小的溫差快速高密度地將室內(nèi)的熱量排出室外，從而減少基站空調(diào)的工作時間。

分體熱管由室內(nèi)換熱芯、室內(nèi)風(fēng)機、室外換熱芯、室外風(fēng)機及連接銅管組成，機組安裝方便快捷，只需在墻體上開較小的圓孔，再用連接銅管將室內(nèi)外機相連，開孔尺寸小，對基站的內(nèi)維護破壞較小。

分體熱管可實現(xiàn)與現(xiàn)有空調(diào)的聯(lián)動功能，只有在熱管無法滿足室內(nèi)制冷要求的情況下才開啟空調(diào)，在達到最大極限的節(jié)能效果的同時，大大的減少了空調(diào)的開啟時間，延長空調(diào)的使用壽命。

熱管空調(diào)一體機是集熱管換熱和壓縮機制冷為一體機的節(jié)能型基站空調(diào)，機組在室內(nèi)外溫差滿足要求的情況下，開啟熱管系統(tǒng)關(guān)閉壓縮機，使機組一直處于最節(jié)能的工作模式下，從而實現(xiàn)最大的節(jié)能效果。

熱管空調(diào)一體機無室外機，機組的冷凝器和蒸發(fā)器集合在一起安裝在室內(nèi)，解決了基站空調(diào)室外機被盜的風(fēng)險。其次現(xiàn)場無需再進行任何的管路連接，只需將電源連接到機組的指定位置就能開機運行，現(xiàn)場安裝工作量小。

該機組采用智能化控制，實時監(jiān)測室內(nèi)外的環(huán)境溫度，滿足熱管工作的條件下，熱管優(yōu)先工作，大大地減少壓縮機的工作時間，實現(xiàn)節(jié)能的效果。

應(yīng)用場景廣泛

通信基站智能控制高效節(jié)能熱管換熱系統(tǒng)是專門設(shè)計安裝在通信基站內(nèi)部的換熱裝置，它采用熱管技術(shù)和智能控制技術(shù)，替代傳統(tǒng)空調(diào)對通信基站進行環(huán)境溫度控制，大大降低了通信基站的能耗。由于熱管可以在較小溫差下傳導(dǎo)較大熱量，將熱管技術(shù)應(yīng)用到通信基站的溫度控制上，對通信基站的室內(nèi)外傳熱過程進行優(yōu)化。

本系統(tǒng)與傳統(tǒng)空調(diào)比較，該換熱系統(tǒng)的優(yōu)點在于能耗低、可實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、具有通斷及故障報警功能，產(chǎn)品安裝維護方便、防盜。適用于全國通訊基站的溫度調(diào)節(jié),應(yīng)用情況分析如下。

對現(xiàn)在基站改造應(yīng)用：可選用分體式熱管換熱器與現(xiàn)有空調(diào)進行聯(lián)動控制，當(dāng)環(huán)境溫度低于25度時，通過換熱器室外溫度傳感器檢測室外溫度，通過聯(lián)動裝置關(guān)閉基站空調(diào)系統(tǒng)，啟動熱管換熱器工作，可有效的減少空調(diào)的開啟，降低空調(diào)能耗。

對新建基站及空調(diào)老舊需汰換的基站應(yīng)用可采用兩種方式。

第一種方式可直接選用空調(diào)換熱一體機，將室內(nèi)環(huán)境溫度控制在28度以內(nèi)。當(dāng)室外溫度低于25度時，空調(diào)換熱一體機采用熱管換熱方式工作，無需開啟壓縮機，盡可能的降低基站能耗。當(dāng)外部環(huán)境高于28度，熱管換熱方式無法滿足室內(nèi)溫度需求時，自動開啟一體機壓縮機，以機械制冷的方式運行，有效的將基站室內(nèi)溫度控制在合適的范圍之內(nèi)。

第二種方式可選用分體式熱管換熱器，配合智能型恒溫電池柜應(yīng)用。在保證電池組維持在20~23度溫度恒定的同時，通過熱交換一體機就能將室內(nèi)溫度控制在35~40度范圍內(nèi)，此應(yīng)用可以完全取締傳統(tǒng)的空調(diào)制冷方式，較好的降低基站能耗。

試點經(jīng)濟效益良好

原有新建基站通常使用的3P基站空調(diào)，使用3P熱管空調(diào)一體機后，以湖南省氣候條件，結(jié)合常德同德西院測試節(jié)電讀數(shù)計算：1、2、12三個月無需開啟空調(diào)；3、4、10、11四個月完全通過熱管模式達到制冷要求；5、6、7、8、9五個月熱管與空調(diào)相結(jié)合的模式達到制冷要求。

通過以上的節(jié)能效率分析，按照電費1元/度計算，投資回報周期相對于3P基站空調(diào)，3P基站空調(diào)按8000元/臺計算，換熱空調(diào)一體機按18000元/臺，投入成本為10000元可得投資回報周期如表1。

表1 使用換熱空調(diào)一體機與新投入3P基站空調(diào)對比后投資回報率分析

我們按照電費1元/度，分體熱管14000元/臺計算，使用分體式熱管一體機與現(xiàn)有基站進行聯(lián)動投資回報周期分析如表2。

表2 使用分體式熱管一體機與現(xiàn)有基站進行聯(lián)動投資回報周期分析

表3 使用分體式熱管一體機與電池恒溫柜方式其投資回報周期

我們按照電費1元/度，分體熱管14000元/臺，恒溫柜每個基站上兩臺，8800/臺計算，使用分體式熱管一體機與電池恒溫柜方式，其投資回報周期分析如表3。