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信息時(shí)代3G階段的到來(lái)讓移動(dòng)網(wǎng)承載了TD、WCDMA、GSM、CDMA等不同的通信系統，隨著(zhù)移動(dòng)、電信、聯(lián)通三家電信運營(yíng)商移動(dòng)基站共享共建工作的不斷深入，移動(dòng)網(wǎng)基站機房?jì)鹊脑O備不斷增多，功率密度不斷增大，從整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )設備的能源消耗分布來(lái)看，在整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )中，基站設備的能源消耗占到了90%，成為通信行業(yè)的耗能大戶(hù)，是通信行業(yè)的主要剛性成本。
從通信機房能耗結構上看，移動(dòng)基站耗電主要是由通信主設備耗電和空調耗電組成。利用室外冷源是有效減少基站空調工作時(shí)長(cháng)，降低基站空調耗電的主要方法之一。根據北方的氣候情況，結合溫度傳導的特性，唐山聯(lián)通開(kāi)發(fā)試用了移動(dòng)基站智能熱自排系統，效果較好，目前已經(jīng)大面積投入使用。
新系統實(shí)現節能創(chuàng )新
移動(dòng)基站智能熱自排系統的節能原理是利用空氣的熱物理特性，結合設備自身排熱結構，實(shí)現機房熱量的定向排出（圖）。
圖 智能熱自排系統是由集熱罩、熱排機構、主控機等部分組成。
唐山聯(lián)通是從2007年開(kāi)始研究這個(gè)系統。該系統組成分兩部分：熱自排本身和配合單元。熱自排本身包括控制模塊、排熱單元和氣壓平衡三個(gè)組件。配合單元包含溫度分區模塊、計量模塊和防雷模塊。該系統運行時(shí)，通信設備的熱量被其收集，然后導出機房。主控機通過(guò)壓力器感覺(jué)壓力大小以進(jìn)行適量的補充。
該系統具有五方面的運行特點(diǎn)，一是運行時(shí)間長(cháng)，系統可一年四季使用；二是故障率低，系統利用空氣對流的方式將設備熱量直接導出機房，并沒(méi)有復雜的電控機械結構，故障率很低。此舉也避免了一般情況下氣流組織不合理形成的熱島現象；三是機房潔凈度高，系統的壓力平衡系統可保證機房?jì)忍幱谖⒄龎籂顟B(tài)，使機房潔凈度不會(huì )因使用該系統出現明顯劣化；四是機房溫度分區控制，對基站電池和傳輸系統進(jìn)行溫度分區管理，實(shí)現基站無(wú)空調運行；五是安全系統完善，系統的排熱結構可實(shí)現溫高告警后的強制排熱，有效保護電池和基站設備。
具備七大優(yōu)勢
相比傳統新風(fēng)系統，該系統具備的七大優(yōu)勢可更高效實(shí)現基站機房能耗降低，還不影響設備的安全穩定性能（表）。具體而言，第一，該系統具有突破性。熱自排與溫度分區模塊（蓄電池傳輸）配合使用，可實(shí)現基站無(wú)空調的突破。第二，系統低能耗。這個(gè)熱自排系統具有一個(gè)壓力風(fēng)機和派熱風(fēng)機，總功率只有50W，比兩個(gè)傳統的日光燈的燈管耗電還要低。
第三，系統具有互補性。該系統可以再室內外溫度不同情況下，進(jìn)行智能調整工作狀態(tài)。如當機房的室內溫度在20度以下時(shí)，該系統會(huì )關(guān)閉壓力平衡溫系統的閥門(mén)，終止基站熱量的收集與向機房外的對流，保障機房溫度不會(huì )被排走。機房室內溫度在27度以下，智能熱自排關(guān)閉空調系統，設備熱量由集熱罩收集后排出。
第四、系統具有應急性。如果基站停電了，空調壞了，機房溫度會(huì )很快變得很高。熱自排系統能夠強制運行，避免溫高對蓄電池基站設備的壽命影響，而且熱自排可以全年運行。
第五，系統易維護。智能熱自排系統采用3級進(jìn)風(fēng)過(guò)濾裝置，初效濾網(wǎng)、袋式高效濾網(wǎng)與靜壓防塵沉淀機構；空氣首先經(jīng)過(guò)初效濾網(wǎng)進(jìn)行粗濾，再經(jīng)袋式高效濾網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾（G4)，然后到達靜壓防塵箱進(jìn)行沉淀后再把潔凈的空氣導入機房，確保機房的潔凈度。
第六，采用智能遠程監控。系統可以獨立工作，也可與空調聯(lián)動(dòng)控制。與計量模塊配合使用，可搭建遠程監控抄表平臺，實(shí)現智能熱自排系統的遠程監控與節能報表的輸出。節省電量一目了然。
第七，基站障礙率低。智能熱自排系統配合主動(dòng)式雷電防護模塊使用，能夠主動(dòng)阻斷雷電由市電側進(jìn)入機房，有效保護基站設備、防止地電電壓反擊燒毀變壓器、避免基站市電空開(kāi)掉閘，此項技術(shù)可節省大量的維護資源，減少基站斷站。
通過(guò)嚴格節能測試
為驗證系統的性能，唐山聯(lián)通進(jìn)行了兩次試點(diǎn)比較。第一次選擇兩組站點(diǎn)進(jìn)行了節能測試數據對比。
一是磚混結構基站的節能測試，包括工業(yè)學(xué)校和財經(jīng)學(xué)院兩個(gè)基站，分別作為測試站和對標站。這兩個(gè)基站同在學(xué)校院內，基站負荷一致。在測試初期，對標基站需要開(kāi)啟空調制冷，而測試基站已不再開(kāi)啟，節能效果明顯。
二是彩鋼結構基站對比。第五醫院基站作為測試站，劉火新莊基站作為對標基站，兩站地理位置和工作環(huán)境相近，2011年同期無(wú)停電記錄。自節能設備安裝以后，測試基站空調一直處于關(guān)閉狀態(tài)，節能效果明顯。
第二次選擇某個(gè)基站與歷史電費數據的對比。
第一是彩鋼結構基站與歷史電費數據的對比。韓城基站位于唐山市西郊，是一個(gè)高話(huà)務(wù)的A類(lèi)共享彩鋼結構基站。該基站機房空間小，設備發(fā)熱量大，安裝兩臺3P空調每月電費支出在5千元（人民幣，下同）左右。自2011年2月底安裝節能設備以來(lái)，空調負荷大大減輕，其中一臺空調基本沒(méi)有啟動(dòng)過(guò)，冬季空調基本處于關(guān)閉狀態(tài)，其他季節空調處于受控運行狀態(tài)。經(jīng)過(guò)一年的運行，基站環(huán)境無(wú)明顯劣化，設備運行良好。通過(guò)登陸電費系統查詢(xún)電費臺賬，與2011年同期對比節省電費1.12萬(wàn)元。
第二是磚混結構基站與歷史電費數據的對比。遵化洪家屯基站是一個(gè)高話(huà)務(wù)的A類(lèi)共享磚混基站。本站機房空間約45m2，設備發(fā)熱量大，加上夏季房間的熱濕負荷等多重因素，使用一臺3P空調明顯不夠。由于磚混基站保溫性能低于彩鋼結構，冬季可利用建筑圍護結構進(jìn)行散熱降溫，但夏季由于陽(yáng)光直射與建筑圍護傳導作用，空調基本處于不停機狀態(tài)，電量消耗嚴重。自2011年4月底安裝節能測試設備以來(lái)，空調負荷明顯減輕，空調大多處于關(guān)閉狀態(tài)，基站環(huán)境無(wú)明顯劣化，設備運行良好，從電費臺賬上分析，一年來(lái)以節省電費0.43萬(wàn)元。
未來(lái)應用前景看好
通過(guò)系統測試與使用數據的分析，平均單站空調節電率可達76%以上。保守估算，安裝熱導流自排節能系統后，一個(gè)負載電流40安培的機房（忽略圍護因素），每年實(shí)現節能0.4萬(wàn)度，基站電流每增大10安培，節能量增高0.1萬(wàn)度。
一個(gè)地市級運營(yíng)商單位一般擁有宏基站2000座左右，單站年電費1.8萬(wàn)元左右，安裝智能熱自排系統后保守計算每站可實(shí)現節能0.4萬(wàn)度，采用本方案全年可節省電費520萬(wàn)元。更重要的是，唐山聯(lián)通對智能熱自排系統的成功實(shí)踐，可給通信行業(yè)節能工作帶來(lái)較多借鑒。
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