節能型基站空調的應用及節能分析

第14卷第9期冷空潤2014年9月REFRIGERATION AND AIR-CONDITIONING16-17節能型基站空調的應用及節能分析方旭明韓凱(阿爾西制冷工程技術(shù)(北京)有限公司)摘要本文介紹了一款節能型基站空調,并通過(guò)對安裝該空調的通信基站進(jìn)行能耗監測以驗證該空調的節能效果。根據監測數據分析,與原有空調系統相比,節能率達到64.6%?？梢杂行У慕档突镜恼w耗電量。本節能產(chǎn)品的推廣應用,對通信基站節能有著(zhù)積極的意義。關(guān)鍵詞基站空調;自然冷卻;節能The application and energy saving analysis of energy-saving base-station airconditionerFang Xuming Han KaiAIRSYS Refrigeration Engineering Technology Beijing Co, Ltd.ABSTRACT An energy-saving base-station air conditioner will be introduced in this paper and verify theenergy-saving capacity through the monitoring system where installed this unit to monitor the power consumptionstation. According to the analysis of the monitoring data, we found that compared with traditional airconditioner, the energy-saving rate is up to 64.6%0, which means the total energyf base station will bsaved huge. To popularize this product is very valuable for base station energy-savingKEY WORDS base station air conditioner; free cooling; energy-saving隨著(zhù)信息化建設的快速發(fā)展,對移動(dòng)通信行裝,并且可以節約基站內的空間。業(yè)的要求越來(lái)越高。從2G、3G以及到4G技術(shù)的節能型基站空調由其控制系統根據監測到的推廣應用,通信基站的規模、數量以及基站內主室內溫度、室外溫度,智能選擇運行模式。共包設備的容量也隨之大規模增加。同時(shí),通信基站括3種工作模式:機械制冷、完全自然冷卻、半的能耗也大幅增加。為確保通信設備的正常運行,自然冷卻。需要空調隨基站主設備一起,全年365天24小時(shí)1.1機械制冷工作原不間斷的運行,從而將基站內的溫度控制在比較此時(shí),自然冷卻風(fēng)閥葉片3處于圖中實(shí)線(xiàn)位適宜的范圍內。采用節能型的基站空調,可以大置,制冷壓縮機8、冷凝風(fēng)機1和循環(huán)風(fēng)機6在幅降低空調設備的能耗,從而降低通信基站的整電腦控制器的指令下處于機械壓縮式制冷運行狀體能耗態(tài);基站內部空氣循環(huán)為:在機組循環(huán)風(fēng)機6運1節能型基站空調的工作原理行的作用下,室內上層的熱空氣由機組回風(fēng)口A(yíng)進(jìn)本文所述的節能型基站空調結構形式及工作人,經(jīng)過(guò)風(fēng)閥4、空氣過(guò)濾器5和蒸發(fā)器7降溫冷原理如圖1所示。該基站空調由壓縮機、蒸發(fā)卻后,由送風(fēng)器、冷凝器、送風(fēng)機、冷凝風(fēng)機、風(fēng)閥組件、制溫冷卻循環(huán)過(guò)和中國煤化工至內空氣降環(huán)路徑冷管路系統、電氣控制系統組成。安裝型式為室1.2全自然冷F1CNMH外整體式安裝,安裝方便,無(wú)需制冷系統管路安當室外環(huán)境溫度滿(mǎn)足自然冷卻條件時(shí),在電第9期方旭明等:節能型基站空調的應用及節能分析17送風(fēng)機功率P2=0.45kW室外大氣環(huán)境·冷凝器排風(fēng)22自然冷卻參數通信基站內部當室內外溫差為10℃時(shí),啟動(dòng)自然冷卻運行室內排風(fēng)2*冷凝器進(jìn)風(fēng)模式,送風(fēng)機全速運轉,此時(shí)可提供的顯冷量機組回風(fēng)Qs′=CP×Cm×△T=1.01×3690×1.2×103600=12.4kW室內排風(fēng)即室內、外溫差為10℃,自然冷卻功能可提供相當于機械制冷時(shí)的制冷量。在此條件下,節自然冷卻進(jìn)風(fēng)能型基站空調的壓縮機、冷凝風(fēng)機停止工作,所機組送風(fēng)消耗的功率僅為循環(huán)風(fēng)機的功率0.45kW,相當于室外安裝整體式空調機組僅消耗機械制冷10.2%的功耗如果室內、外溫差更大時(shí),可以通過(guò)降低風(fēng)圖中:1冷凝風(fēng)機;2機組冷凝器;3自然冷卻風(fēng)閥葉片;4自然冷卻風(fēng)機轉速,減小送風(fēng)量的方式,保證為基站內提供圖1室外安裝整體式空調機組工作原理圖足夠的冷量,并且消耗的風(fēng)機功率更低。當室外溫度低于室內溫度2℃以上時(shí)即可利腦控制器的指令下,機組自然冷卻風(fēng)閥葉片3處用室外新風(fēng)進(jìn)行自然冷卻。而在冬季、春秋季節于圖中虛線(xiàn)位置,機組只有循環(huán)風(fēng)機6運行。此室外溫度較低時(shí),如果室外溫度滿(mǎn)足要求,節能時(shí),經(jīng)過(guò)機組的空氣流動(dòng)將有兩條路徑來(lái)完成,型基站空調的壓縮機、冷凝風(fēng)機完全停止工作。即:室外較涼的冷空氣在循環(huán)風(fēng)機6的作用下,僅需循環(huán)風(fēng)機全速或部分轉速運行即可滿(mǎn)足基站經(jīng)機組前面板進(jìn)風(fēng)格柵9,進(jìn)入壓縮機室再經(jīng)過(guò)所需的制冷量要求垂直上升通過(guò)風(fēng)閥4、空氣過(guò)濾器5和蒸發(fā)器73基站節能對比測試后,由送風(fēng)口B進(jìn)入室內,即圖中Ⅲ-Ⅲ的路徑;3.1測試站點(diǎn)選擇由于有不斷被循環(huán)風(fēng)機6吸入的室外空氣進(jìn)入室為驗證節能型基站空調的實(shí)際節能效果,以?xún)?室內將產(chǎn)生正壓,因此室內上層的熱空氣在美國某大型通信運營(yíng)商的通信基站為平臺,選擇正壓的作用下,由機組回風(fēng)口A(yíng)進(jìn)入機組并經(jīng)過(guò)兩個(gè)位于美國西部,位置相近、氣相條件及室內風(fēng)閥4和機組前面板排風(fēng)格柵(排風(fēng)格柵的形式基站設備相同的通信基站作為測試站點(diǎn),進(jìn)行為同進(jìn)風(fēng)格柵9)排向室外,即圖中Ⅱ-Ⅱ的路徑。期1個(gè)月的運行測試。測試時(shí)間為2012年10月從而由不斷進(jìn)入的室外較涼的新風(fēng),來(lái)置換室內15日至2012年11月14日。較熱的空氣,以降低基站內部溫度。3.2檢測數據13半自然冷卻工作原理l#通信基站繼續使用2臺原有的空調,2#通當室外環(huán)境溫度滿(mǎn)足自然冷卻條件,但依靠信基站更換為2臺節能型基站空調。通過(guò)監控系自然冷卻提供的冷量又不足以將室內溫度控制到統對溫度、能耗進(jìn)行監測,監測數據包括:室外設定溫度時(shí),同時(shí)開(kāi)啟自然冷卻和機械制冷,由溫度、室內溫度、空調1功耗、空調2功耗、基機被制冷系統補充自然冷卻不足的制冷量?？梢哉究偣?。在檢測的1個(gè)月里,2個(gè)基站監測的最大限度的利用室外的低溫空氣對基站進(jìn)行降數據匯總見(jiàn)表1溫,減少壓縮機的運行時(shí)間表1基站監測數據匯總表2節能型基站空調性能分析目#基站2詳基站2.1節能型基站空調基本參數」基站總功耗(kWh)4464空調l功耗(kWh)以制冷量13kW的產(chǎn)品為例,在A(yíng)HR標準空調2功耗(kWh)制冷工況下(室內側26.7/194℃、室外側35℃),30天室內26.3產(chǎn)品各項主要參數如下30天室外平均中國煤化工室外最低CNMHG I總制冷量Q1=13.6kW,顯冷量Q=12.2kW室外最高溫度(℃)34.5機械制冷功率P1=44kW,送風(fēng)量G=3690m/h(下轉第25頁(yè))第9期李嵩:機房空調行業(yè):市場(chǎng)規模擴大,企業(yè)競爭加劇風(fēng)需要處理后才能使用,如果空氣質(zhì)量不佳,空可逆的損失?！币患覐氖聰祿驮朴嬎氵\營(yíng)的企業(yè)氣處理成本過(guò)高也限制了此技術(shù)的發(fā)展?！敝袊曝撠熑苏J為,其對于變頻技術(shù)信任度尚不高,各動(dòng)負責人表示?？照{廠(chǎng)商還需著(zhù)力提出更好的解決電磁干擾問(wèn)題比如電商等客戶(hù),其數據中心的熱負荷隨的方法著(zhù)網(wǎng)購人數的變化而變化較大,這種情況下,引除去能耗,綠色數據中心的概念還包括其入變頻技術(shù),滿(mǎn)足負荷變化的同時(shí),可節約大量他方面。國際知名組織—綠色網(wǎng)格組織(TheGreen grid)近期針對PUE又提出兩個(gè)新的衡量數能耗?！比~財發(fā)表示,麥克維爾已經(jīng)推岀離心機或據中心的指標一CUE和WUE,分別表示 Carbor者冷水機組外搭變頻設備的產(chǎn)品。無(wú)獨有偶,約Usage effectiveness(碳使用效率)和 Water Usage克空調相關(guān)負責人也表示,變頻技術(shù)在設備上的 Effectiveness(水使用效率,用以衡量數據中心應用特別是離心機將更加普遍,約克已經(jīng)對此進(jìn)碳排放和水資源的使用情況,這意味著(zhù),在未來(lái)行重視和研發(fā)?！叭欢?變頻技術(shù)的缺點(diǎn)在于會(huì )對對碳排放和水資源的節約也應該納入綠色數據中機房?jì)鹊脑O備產(chǎn)生電磁干擾,可能對設備造成不心范圍,目前,這兩個(gè)指標仍在完善中。(上接第17頁(yè)考慮氣象變化,選取其中一周(10月18l#基站空調系統總耗電量為日-10月24日)的監測數據。1#基站各項數據2084+207=2291kWh變化曲線(xiàn)見(jiàn)圖2、2#基站各項數據變化曲線(xiàn)見(jiàn)圖3:2#基站空調系統總耗電量為:523+289=812kWh與原有空調系統對比,節能型基站空調的節室內溫反T一=1日空功料P2空調耗P2電效率為:(2291-812)/2291=646安裝原有空調系統的1#基站,空調系統能耗百分比為2291/5943=38.5安裝節能型基站空調的2#基站,空調能耗百分比為812/4464=18.2%2#基站的整體節能效率為11111(5943-4464)/5943=249%根據計算結果,安裝節能型基站空調,空圖21#基站溫度、能耗曲線(xiàn)調系統能耗可降低64.6%?；究偰芎目山档?%,有效降低了通信基站的耗電量4總結案內度12空調項耗P目前該節能型產(chǎn)品已在國外市場(chǎng)廣泛應用,AAAAAAAA。節能效果得到國外通信運營(yíng)商的充分肯定。從本案例實(shí)際測試數據來(lái)看,節能型基站空調安裝方.等、部了驚,有,”便,對于新建基站或者老基站的節能改造都適R那深圖時(shí)用。在室外溫度較低時(shí)節能效果顯著(zhù)。特別是在我國北方地區,全年平均溫度低,可利用自然冷卻的時(shí)間長(cháng)。大力推廣和應用該類(lèi)節能產(chǎn)品可以有效降低基站能耗和降低運營(yíng)成本圖32#基站溫度、能耗曲線(xiàn)中國煤化工CNMHG3.3基站能耗及節能效果計算方旭明.一種通訊基站空調機組及基站內空氣循環(huán)的方根據表1數據,可計算法:中國,ZL2007101204237P/OL