淺析節(jié)能技術在世博園區(qū)移動局房基站內(nèi)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(tài)科技、光健康、太陽能、綠色節(jié)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(fā)達的今天，科技與節(jié)能已經(jīng)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(jié)能減排”號召，踐行企業(yè)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(xiàn)“綠色世博”的“生態(tài)網(wǎng)絡”理念；利用世博平臺，向國內(nèi)、外集中展現(xiàn)近年來中國移動“綠色行動計劃”的相關成果。

在世博園區(qū)內(nèi)，上海移動對示范型基站與局房采用了大量先進的節(jié)能措施；針對永久和臨時基站因地制宜，各項節(jié)能措施有個性化地區(qū)別實施。在世博園區(qū)內(nèi)重點展示代表節(jié)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(tǒng)及定制空調(diào)

在世博園區(qū)內(nèi)的眾多移動基站均采用了空調(diào)精確送風系統(tǒng)。精確送風系統(tǒng)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(diào)冷風直接輸送到每個機柜，用精密空調(diào)調(diào)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(tǒng)，按照每個機柜的實際設備發(fā)熱量，實時調(diào)整送風量以及送風溫度，徹底解決機房過熱和降低空調(diào)能耗的問題。精確送風系統(tǒng)的示意圖如圖1所示。

世博園區(qū)內(nèi)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(yè)標準的要求，而世博園內(nèi)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(nèi)通信設備數(shù)量的增加對機房溫度的控制提出了更高的要求。采用空調(diào)精確送風可以改善通信設備的運行環(huán)境，按照每個機柜的實際發(fā)熱量精確分配冷量，按需供給，既可滿足機房內(nèi)各個區(qū)域通信設備的降溫要求，又可減少能耗。根據(jù)實地測試，采用精確送風系統(tǒng)可降低空調(diào)能耗約15%左右。

除了精確送風系統(tǒng)之外，世博園區(qū)內(nèi)的基站空調(diào)都采取了定制措施，基站專用空調(diào)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(tài)能夠實時監(jiān)控，使用壽命能得到保障 ?；驹O備多為下回風上出風的散熱模式、采用定制的下送風空調(diào)，可以優(yōu)化機房內(nèi)氣流組織、達到提高空調(diào)使用效率的目的。根據(jù)實地測量定制空調(diào)比普通空調(diào)可節(jié)能10%至15%。

2 新能源發(fā)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(qū)的基站建設，上海移動積極引入新能源，采用風力發(fā)電、光伏發(fā)電技術，與市電聯(lián)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(huán)境。圖2為采用新能源發(fā)電的基站示例。

風力發(fā)電沒有燃料問題，也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染。依據(jù)目前的風車技術，大約是3m/s的微風，便可以開始發(fā)電。光伏發(fā)電的優(yōu)點是較少受地域限制，因為陽光普照大地，光伏系統(tǒng)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(fā)電供電及建設周期短的優(yōu)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(yōu)勢互補，夜間與陰雨天無陽光時由風能發(fā)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(fā)揮作用，并與市電供電結合實現(xiàn)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(jié)能減排的目的。

3 高效節(jié)能開關電源且具備休眠技術

在移動基站及通信局房內(nèi)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(jīng)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(qū)間時，效率基本接近92%以上。

高效節(jié)能開關電源通過智能“軟開關”技術，來自動調(diào)整工作整流模塊的數(shù)量，使部分模塊處于休眠狀態(tài)，把整流模塊調(diào)整到最佳負載率下工作，從而降低系統(tǒng)的帶載損耗和空載損耗，實現(xiàn)節(jié)能目的。據(jù)統(tǒng)計，與傳統(tǒng)開關電源相比，高效開關電源可節(jié)能8%至10%。

4 熱管空調(diào)技術

熱管空調(diào)是用熱管作蒸發(fā)器和冷凝器，以風機強制空氣流動實現(xiàn)蒸發(fā)器與空氣之間的熱交換，以水作為冷卻冷凝器的介質(zhì)，其特征在于，冷凝器的冷卻水為閉路強制循環(huán)，冷凝器橫向置于殼體之內(nèi)，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(huán)泵安裝在管路之內(nèi)，冷凝器和蒸發(fā)器之間用管路連通在一起?？照{(diào)制冷過程如圖3所示。

熱管技術具有如下優(yōu)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(xù)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(diào)全年平均可節(jié)能30%左右。

5 地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)

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(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)。它利用鋪設在土壤、地表水等中的換熱管道，實現(xiàn)空調(diào)房間和土壤、地表水等的換熱，以達到建筑空調(diào)的效果。設置地埋管系統(tǒng)作為基站空調(diào)冷源的示意圖見圖4。

地源熱泵與普通電空調(diào)的制冷原理相同，其區(qū)別在于地源熱泵是依靠地下或封閉自循環(huán)恒溫水對空調(diào)的換熱部分進行熱交換，保持空調(diào)有較高和穩(wěn)定的能效比。根據(jù)實地測量，一臺5匹的地源熱泵可比一臺5匹的柜機節(jié)約42.1%的電能，具體數(shù)據(jù)如表1所示：

表1 地源熱泵節(jié)能數(shù)據(jù)表

6 節(jié)能綜合管理

世博園區(qū)移動通信節(jié)能綜合管理措施包括：（1）監(jiān)控網(wǎng)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(qū)內(nèi)各機房使用空調(diào)、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(qū)節(jié)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(qū)能耗統(tǒng)計與實時監(jiān)控頁面；在信息通信管理中：建設專門顯示終端、與監(jiān)控網(wǎng)絡平臺相連。對世博園區(qū)所有基站與局房的能耗監(jiān)控，要求機房內(nèi)安裝智能電表，達到能遠程抄表；實現(xiàn)設備、空調(diào)、照明的分表計量，便于能耗統(tǒng)計與分析；所有空調(diào)或智能換風設備安裝智能接口，要求能遠程監(jiān)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(jié)能措施之外，上海移動在世博園區(qū)局房、基站的建設過程中還運用了多種節(jié)能方法，如在機房內(nèi)安裝節(jié)能型LED燈管，其能耗比高效節(jié)能熒光燈還要低20%至30%；在機房內(nèi)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(shù)等。

總之，世博園區(qū)上海移動網(wǎng)絡節(jié)能減排建設基本滿足了總體要求，體現(xiàn)了自有特色，發(fā)揚了環(huán)保低碳主題。

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