湖南移動自主創新智能節能通風系統優化基站
在部分農村地區,外部空氣環境質量良好;同時基站內設備容量配置相對較低;由于社會經濟發展的不平衡性,針對基站空調外機被盜案件時有發生,同時老舊的空調設備效率低,耗能大。從而,用智能通風系統降低基站空調能耗、提高安全性能是運營商實施節能減排、降低成本的重要措施之一。
湖南移動自治州分公司(以下簡稱自治州分公司)在降低空調能耗做了有益的嘗試, 在確保基站正常運行所需外部環境前提下,開發了基于負壓式空氣通風原理,利用地下管道降溫,同時輔助與部分控制設備的管道負壓式智能節能通風系統,取得了很好的節能成效,減少了運維成本。
空調面臨被盜與高能耗難題
自治州分公司目前共有基站850余個,根據基站主設備容量配置一臺3匹或5匹舒適型空調,空調設置溫度為22-25攝氏度,結合自治州氣候因素,每年度4-11月為空調運行期,12月-次年3月為空調保養期;核心機樓配置多臺10匹精密型空調,常年間斷運行。
由于社會經濟發展的不平衡性,在農村地區,自治州分公司每年因盜竊造成的空調損壞量在80臺左右,直接經濟損失56萬元。
在電費支出方面,電力消耗約占公司總體消耗的87%。2007年,自治州分公司共消耗水電費1132萬元,其中水費20萬元,用于網絡維護生產的電費694萬,用于綜合樓日常辦公及營業廳用電418萬元,與2006年相比,增幅約18%。在整個耗電量中,空調又占據了51%。可見,節能減排工作的核心為降低空調等設備的耗電量。
自治州分公司基站主設備均為中興通訊產品,經查詢技術資料及現場試驗測試,發現環境溫度在低于40攝氏度時,基站主設備均能正常運行。
自治州分公司針對目前基站設備的現狀,不斷思考,考慮利用地下管道直接智能通風替換原來高能耗的空調。
創新的方案設計與實施原理
該案例主要利用了兩點技術。其一,負壓式空氣通風。利用空氣的壓力差,高壓往低壓流動的原理,使外部冷空氣流入機房內部。負壓風機在機房一側產生負壓吸力,使室外空氣能與室內空氣充分混合均勻無死角。
其二,管道散熱降溫技術。該技術利用地下管道恒溫,均流原理,結合散熱片散熱思路,在地表下30cm處,開挖一條寬50-60cm寬,高100cm的混凝土管道,頂部用6cm厚水泥蓋板覆蓋。表面覆蓋泥土或草皮,風口呈現喇叭狀。同時在管道內鋪設鋼管,增強冷空氣與管道的接觸面積,不僅增強降溫效果,且在除濕上有一定效果。
另外,自治州分公司在管道口及室內進風口安裝過濾網;室內安裝溫度探頭及控制器等。具體系統結構圖如圖1。
該方案實[FS:PAGE]施共分成進風部分、排氣部分和控制部分。
1.進風部分設計。
室外進風口和通風管道低于基站地板1米,防水防潮易于清理夏季室外溫度較高的空氣在通風管道中流動的時候被土壤自然降溫,通過內進風口進入機房時溫度已經適合基站溫度調節的需要。
2.排氣部分設計。
風機:采用65W以上風機兩臺,用于抽出機房內上層熱空氣,在大氣壓力下吸入管道內新冷空氣與機房內熱空氣混合后從而達到降溫的效果。
排氣孔:在進氣口對角,距離地面3m左右并排開圓洞兩個,風機安裝在洞內,以加大抽風力度。排氣孔外用φ16-20鋼筋焊接成防盜網,外做百葉窗,風機啟動后百葉窗打開、風機關閉后百葉窗閉合。
3.控制部分設計。
該方案采用XMT-122型數字式溫度顯示調節儀和CJT1-10交流接觸器作為風扇控制器件,當室內溫度超過設定值時風機啟動,當室內溫度底于設定值風機停止。
試點經濟效益顯著
管道負壓式一體化智能節能通系統主要從資本投入、維護成本、運營成本三個方面做到了線組合節約,具體試點成效數據如下。
節約資本開支。本方案的資本性投入主要在管道的開挖及負壓式風機的采購上。如果在基站進行土建時,同時考慮到通風管道的建設,該部分的投入可大大減少。自治州分公司試驗站點的投入為3000元/站。而按空調配置成本為每站8500元/站。因此,可節約資本開支5500元/站。
節約維護成本。空調設備每年的巡檢費用為200元/臺,維修費用及材料費用另算。而本系統的維護成本僅僅在于過濾網的清洗,幾乎為零。
節約運營成本。一臺3P空調的能耗為2.5kW,而該方案兩臺風機的能耗僅僅為130W。每天節省能耗為(2.5-0.13)×24=56.88度,全年4-11月為空調運行期,每度0.65元,全年每站可節省56.88×30×7×0.65=7764.12元。
以上對比數據可見,在一定的適用條件下,該通風系統不僅在節能上具有巨大優勢,且在維護簡易性、可操作性、資本投入等方面同樣具有很大潛力。
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