通信基站智能新风系统-2019年文档

通信基站智能新风系统

0 引言

随着我国通信事业的不断发展，通信基站数量快速增加，通信设备的数量也在逐渐扩容。为了保证通信机房设备的正常运行，对其工作环境也提出了更高的要求。通信机房一般采用空调来调节温度，空调的功率和运行时间也在不断地增大和增长，用电量快速增长。为了实现通信基站节能降耗的目的，引入了通信基站智能新风系统，它可以有效地减少或调节空调的运行时间，从而达到节电的目的。

在机房环境中，温度一般要求在10℃～28℃。如果室内温度低了，电路运行不平稳；温度高了会使内部元件加速老化；湿度低了会产生大量静电，可能击穿元件；湿度高了可能短路。通信机房是一个相对密闭的空间，环境湿度变化不是很大，大量通信设备工作中不断散热，就会使机房温度不断升高，一般都需要安装空调来调节降低温度，同时有的地区温度很低，就需要空调来提升机房温度，使设备处于长期正常的工作条件。目前，我国机房一年四季均用空调来保持温度，当机房内部温度很高时，春、秋、冬季节及夏季的早晚时段的室外温度却很低，通过室外散热降温的有利条件被忽视,从而导致电能的浪费、营运成本居高不下，基站智能新风系统可以很好的解决这个问题。

1 概述

基站智能新风系统是一种向通信基站提供诸如空气循环、空气过滤和冷却控温的智能新风空调机，其本身不带任何制冷元件，利用基站内部、外部环境温差，实现基站内外部冷热空气热量交换来降温，可以独立使用或者与其它主要的制冷空调装置共同组成的机房空气调节系统。

2 基本原理及工作流程

机房节能新风系统，是基于外界与机房内部的温度差，通过风机引入温度低的外界空气，与机房内部设备发出的热空气进行热量置换，同时将交换后的室外热空气排出。交换中使机房室内空气温度降低，致使整个机房温度下降，从而减少空调的运行时间，达到节能目的。在这个过程中，室内空气通过空气滤芯进入机房内部，不会影响机房内部洁净度。

首先机房设定在某一温度段运行，通过环境监测传感器的检测，当室内温度超过温度门限，外界温度不满足条件时，系统可以控制空调进行制冷，当外界环境温度很低，满足室内外温度差设定值时，智能新风系统控制风机启动运行，外部冷空气及机房热空气在机房内部混合后，室内温度下降，直至机房温度达到设定要求时，风机停止运行，从而达到节能的最佳效果。当室内温度很低时，系统也可以控制空调进行加热，直至机房温度满足要求时，空调停止运行。

3 智能新风系统组成

基站智能新风系统主要由智能控制器、空气滤芯、室内进风

机、室外排风机、环境监测传感器、机房空调组成。

控制器是系统的核心，通过各种端口对机房外各种环境参数的采集?p存贮和运算及处理，根据设定的参数控制节能系统的室内外侧风机及空调的工作，利用外部环境自然空气的内外交换来达到室内温度调节的作用，从而减少空调启动时间，达到节能降耗的目的。

空气滤芯主要是保证室内空气洁净度，把进风的细小灰尘过滤掉。

室内进风机主要功能是将室外的冷空气引入到室内，经过空气的热量交换后将温度降低。

室外排风机主要功能是将室内交换后的空气和本身机房内

的热空气排出机房外，达到加速空气循环和提升空气交换效率的目的。

环境监测传感器用于采集机房内外温湿度参数，为控制器提供环境数据。

4 主要特点

4.1 节能该新风系统在一定时间内可以代替空调制冷，冷热空气交换，机房空气热量转移，达到降低基站内部温度的效果，大大降低了基站电耗。同时由于该新风设备的利用，空调机的工作时间大为减少，延长了其使用寿命，降低了通信运营商的投资成本及维护费用。

4.2 独立运行节能新风系统独立运行，独立安装，运行时

可与空调设备联动，节能新风系统是根据室内外温度的情况自动运行。

在空调运行时，若室内、外温差满足要求，节能新风系统也将进行新风运行，但是同时关闭空调，及时把基站内部的热空气排出，加快机房降温减少空调运行时间。

4.3 防尘、防水功能节能新风系统是靠空气为载体进行室内、外热量交换，室内空气同室外空气是完全隔离的。室外冷空气进入机房内进行热量置换，排风机把置换完的热空气排出室外，室外冷空气中的灰尘和杂物被空气滤芯过滤了，不会进入到室内。这样便完全避免了室外的灰尘和杂物进入基站内，起到了防尘、防水的作用。

4.4 故障应急智能新风系统作为通信基站环境调节和控制的辅助设备，当系统运行故障，无法调控基站温度时自动切离，启动空调系统，从而不影响原有空调设备的正常工作和控制功能；当空调设备运行故障时，在室外温度低于基站内温度情况下，开启新风系统正常工作。如果室内超过35℃的时候新风设备会一直开启，保证通风降温。

4.5 自启动功能开启/关闭智能新风系统的温度、运行状态等各类参数值可根据用户要求进行设置并保存；系统掉电时，智能通风系统具有保存参数设置值及告警信息的功能，供电恢复时，系统具有来电自启动功能。

4.6 防止设备频繁切换功能智能新风系统控制逻辑可防止

智能新风系统与机房空调频繁切换运行的状况发生。智能新风系统在保证基站所要求的温度前提条件下，系统单次启动独立运行时间可设定。

4.7 监控功能对室内、外温度、系统风机运行状况、系统空调运行状况，以及系统运行模式等信息的监控功能，并向机房监控系统上传上述信息。

4.8 告警功能智能新风系统产生告警时，及时向机房监控系统上传告警信息；智能新风系统室外、室内任何温度传感器故障，系统会发出告警，并停止风机，启动空调来控制室内环境。

4.9 智能控制独立控制新风系统；人性化可视界面；完善的控制逻辑，大大减少基站内空调的运行时间；高稳定性和易维护性。

5 通信基站节能现状

通信基站利用自然空气为冷源进行节能，主要有两种方式，节能新风系统和换热系统。

特点对比分析：

5.1 两个系统均主要受室内外温差的影响。当室外温度很高时，都必须控制空调进行降温，室外温度低时，才可以工作。

5.2 对于换热系统来说，因为必须通过交换芯来完成换热工作，结构复杂，节能方式相对间接，效果稍差。但对于节能新风系统就不同了，本身工作原理很简单，当室外空气温度较低时，直接将室外低温空气送至室内，为室内降温。此外，换热系统受

外界天气约束比较大，风沙大时灰尘会增多，影响设备的换风量，会使交换芯堵死，交换芯的成本过高。

5.3 由于采用直接交换风量的方式，外界空气更直接的作用于机房使得制冷效果更快，所以新风系统工作范围更广，工作时间也更短。

6 节能效果因素分析

影响节能新风效果的因素主要有以下原因：

6.1 温度。新风系统能否节能节电，外界空气温度非常重要，只有当外界温度满足条件，才能更好的达到基站节能的效果。我国幅员辽阔，气候差异很大。通过统计不同气候区室外温度以及室内外温差的天数，可得出各个地区的大致节电率，并得到以下规律：温暖地区>寒冷地区>夏热冬冷地区>严寒地区>夏热冬暖地区。

6.2 空气滤芯。空气滤芯是为了保证室内空气的洁净度，机房洁净度也是新风设备的硬性指标。

6.3 进（排）风机。降低室内温度，排除室内热气。节能的效率取决于风机的功率，风量逐渐变大，风速的增加，换热效率会逐渐增加，同时也要充分考虑风机的噪声。

6.4 机箱、风口密封性。为了防止室外空气直接进入室内，影响室内空气的洁净度，同时为了保证空气热量交换的循环性，因此新风设备对空气滤芯和进风机密封性要求很高。

6.5 由于墙体散热性能的不同，使用自建板房的基站比土建

房基站的节电效果更明显。

6.6 相同平米的条件下，机房容积大的基站比机房容积小的基站节电效果更显著。

6.7 目前基站采集温度时，大部分采用某一检测点进行测试，室内温度存在不均匀的状况，墙体阴阳面、阳光直射等也会影响室外温度的检测。

7 存在问题

新风设备和空调分别对机房进行降温，可以发现，空调具有很好的降温效果，能在短时间内将室温降到要求的温度，而新风设备呈现出开始降温快后来降温慢的特点，但不能降到空调所能达到的温度，这主要还是由新风系统本身的原理以及室外温度决定的。但是对于基站所须控制温度的要求来说，该系统还是可以满足的。

对于节能系统来说，空气滤芯需要定期进行更换，以保证机房环境效果，增加了运营商的维护负担。

由于基站节能设备的工作原理，决定了需要在墙体开空气循环风口，对墙体开洞，会对墙体产生轻微破坏。

室外风口防雨罩多为金属制品或塑料制品，有可能被盗。

8 节能应用举例

2008年四月份，在广东省联通基站对新风系统进行了测试，当时一共选取了5个基站，分别采用空调独立运行和新风设备空调联动系统运行两种方式进行测试。

从试验结果来看，新风设备空调联动系统节能率分别达到53.6%，47.4%，9.1%，39.4%，25.0%，平均节电率达到了34.88%，每个基站平均节电量为5.4度。在该地区，系统的最佳节电时间在1、2、3、11、12月份，其它月份在外界温度合适的情况下也可达到节电的效果。以全年可运行150天来计算，每个基站每年可节电810度，节省空调电费接近648元，按该地区约300个自建基站计算，每年可以节省空调电费19.44万元，节电效果是非常可观的。

9 结束语

综上所述，通信基站智能新风系统的研发，具有显著的节能、节电效果，大幅降低了运营商的成本，不仅有助于国家的节能减排工作，对促进通信行业的可持续发展，增强企业市场竞争力具有非常重要的经济效益和社会效益。