节能减排创新建设模式

节能减排创新建设方式

二零一四年一月

前言

一、成果实施背景

中国联通**市分公司自成立至1999年，经过多期网络建设，已经建成覆盖全**范围的综合网络，现网规模共建有1480个物理基站，其中自有物理基站833个，其中自建机房659个。2013年自有基站电费支出1763.4万元，自建机房平均2万元左右。随着网络规模的不断扩大，生产电能消耗也在与日俱增，从而导致运维成本预算压力巨大，亟需采取节能改造。

二、成果实施内涵

**联通积极探索，在总结以往节能减排经验的基础上，大胆尝试新型建设方式和节能方式，结合公司管理提升活动，制定节能方案措施7项，累计64处。详见图：

机房采用加顶通风节能、外保温节能，隔区温控，采用新风一体空调，直供电改造，分场景创新建设模式，结合设备RRU拉远的特

点，采用机柜、外挂等方式减少配套机房的建设，节省投资的同时，降低日常电费、租金等维护费用的支出，从而最终达到较为理想的降低投资和节能的效果。

目前通信基站机房的能耗主要有三大部分组成：通信设备能耗（这个能耗主要体现在开关电源的能耗上），电源系统能耗、空调系统能耗，整个能耗占到通信基站机房总能耗的95%以上，其他还有机房照明能耗等。见通信基站机房能耗组成图：

通信设备：从数据统计中可以得知，通信设备用电大概占了总用电量的40%左右。

电源系统：包括通信电源系统设备本身进行电能转换过程的损耗，接近总用电量的10%。

空调系统：包括空调的制冷和制热，主要控制机房环境，保障设备的正常运行，用电达到了45%。

基站通信基站机房节能降耗的前提是确保通信生产安全和设备

使用寿命为前途。提供满足要求的机房环境，确保通信设备安全供电和通信网络畅通，是通信运营的基本要求。不能以牺牲通信网络的安全为代价，更不能影响通信生产安全。

从以上分析可以看出，空调能耗最大，它的系统节能是可以通过管理改造的技术手段来实现；从实际情况来看，机房环境节能是大有潜力的。因此考虑更多的是从机房环境着手，合理处理好机房环境保障和节能的关系。

三、成果技术原理及适用领域

**市位于江苏省南部，属于长江下游地区，北靠长江，南临太湖，濒临东海，属于北亚热带海洋性气候，常年气候温和，雨量充沛，四季分明。**春末夏初时多有梅雨发生，夏季时间最长且炎热多雨，最高气温度常达36℃以上，冬季空气湿润，气候阴冷。光照充足，全年日照总时数为1940.2小时，与我国同纬度的其他市日照记录比较，要充足得多。这样的气候条件非常利于节能减排的实施。

通信系统设备正常工作时设备能耗及风扇散热，该热源是持续存在且无法简单降低和消除的。我们通信基站机房之所以要安装机房空调，根本目的就是通过制冷，来降低通信系统设备正常工作时散热，确保通信系统设备正常工作所需要的良好环境温度。一般来说，机房的工作温度保持18-30℃。依据有关实验数据，通信系统设备在正常工作时，其输入功率有85%以上的能量要转化成热量散发的周围空间，只有不到15%的能量转化为可供通信系统使用的通信数据、信号等。

计算公式：Q=0.86KVA （KW）

以基站为例,标准配置基站为直流70A,电压为48V,

Q=0.86*48*70=3250(W)=3.3(KW)

通信基站机房的导热分析

围护结构导热计算公式：

Q=F*（T-T0）*入/M （W）

F：传热面积

T：室外温度T0：室内温度入：围护结构材料导热系数

M：围护结构厚度

（各材料导热系数如下：砖墙为0.87W/(M. ℃),混凝土0.79w/(M. ℃),聚苯乙烯泡沫为0.045W/(M. ℃)，聚氨酯泡沫为0.02-0.03 W/(M. ℃)之间）

这个热源的大小，与通信基站机房结构导热面积成正比，与通信基站机房室内、外温度差值成正比，与围护结构的物理厚度成反比，还跟围护结构材料导热系数有关。特别是在夏季，当通信基站机房室外温度高于室内温度时，通信基站机房室外热量通过机房围护结构房顶或墙壁的传导进入室内，形成热源。

据我们实际现场测试，夏季机房室外墙壁表面向阳处平均可达50℃，楼顶可达60℃，背阴处平均可达38℃，而我们移动通信基站机房室内按规范一般设定保持在18～30℃，两者相差平均在20多℃，平均为23℃。

下面我们以基站砖墙机房、混凝土房顶为例，计算一下夏季平均传导性热源的大小：

Q=4.5*3*4*0.87*23/0.2（四面墙壁,砖质）+4.5*4.5*0.79*23/0.2 （屋顶，混凝土质）=5402+1840=7241(W)=7.3KW

在夏季，这部分热源是造成空调能耗过高的主要原因，因此，降低这部分热源就能降低空调的制冷能耗。空调的主要能耗就是制冷，而南方是基本不需制热工作的。

四、成果主要做法

（一）涉及节能网络情况介绍：

**联通涉及新建工程及现网站点的土建机房、活动机房、RRU拉远小基站站型，累计采用加顶通风节能、外墙保温节能，隔区温控，采用新风一体空调，直供电改造，分场景创新建设模式等7中节能方式。并对部分方案做法进行详细测试评估。节能方式如下：

五、成果实施过程举例：

1、概述：

本次改造共涉及13年综合配套新建工程121个基站及部分需求现网基站，其中以前期测试情况举例如下：

**联通空调功耗节电特性测试实施旨在通过测试，验证节能方式的节能效果，从而高效地利用现有能源，减少网络运营的成本，提高竞争力。

本次现网空调功耗节电特性测试选择了能耗较大的彩钢板机，为了能够较准确地体现开启节电特性效果，对空调测试三天，对加顶改造进行月度对比分析。

2、实施内容举例：

第一种方式：采用新风空调系统。带通风系统下送风基站空调工作原理如下：测试空调温度设定在28℃，站内温度在28℃以上时，空调压缩机工作，空调利用压缩机降温；站内温度达到28℃以下（24℃以上）后，压缩机关闭，仅室内机循环风系统工作。循环风系统将站内上层空间的高温空气通过室内机顶的回风口吸入机体内部，在机身下部的出风口排出温度较低的空气，以此确保站内空气循环流动；当室外温度达到新风系统开启温度（20℃以下），空调压缩机仍处于关闭状态，通风系统开启，通风口将室外较低温度的空气吸入机体，冷空气通过室内机的下出风口吹入基站内。在此基础上只要保证通风系统的湿度、洁净度，就能起到很好的节能效果。