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| 中国通信器材网11月21-22日消息：由中国通信运维网主办的首届中国通信网络接能论坛在北京南粤苑宾馆举行。大会以“建设节能型网络，营造绿色通信，促进通信业可持续发展”为主题进行了探讨。本网全程现场直播此次会议。 |
尊敬的各位领导、各位专家、各位业界的朋友，上午好！
我是来自中国移动广东网络公司。我主要介绍一下移动基站的节能。
我今天汇报包括5个部分，首先讲一下项目的背景，基站的能耗研究、传热过程优化，最后介绍一下我们热管系统设计及应用，以及应用前景和效益分析。
首先看一下我们项目的背景。建设节约型社会，实现可持续发展是我国政府总结现代化建设，从我国的国情出生而提出的一项重大决策。
这次十七大更是把节能减排工作提到很高的高度，另外今年的10月份，第十届全国人民代表大会常务委员会第三次会议修订通过《中华人民共和国节约能源法》将节约能源确定为我国基本国策。
我们是一个电信运营商，我们的耗电有几个数字，中国移动广东公司每年的耗电在1.2亿以上，其中通信基站与局房电费指出超过1遗，占电费支出的85以上。因此，通信基站与局房的节能是我们电信运营商节能工作的重中之重的工作。
我们公司从2006年开始和清华大学进行合作。对于通信基站和能耗情况进行了深入地研究和测试，并针对通信局房的平均耗电提出了我们的解决方案。这次我们向大会汇报的主要就是我们基站部分的研究成果。另外，我们还有机房部分的研究成果。
下面，我们受到看一下我们基站的能耗情况。
大家看到的是一个典型基站，这建在屋顶，基站的面积是21平方米左右，长和宽都是4.6米，高是2.8米。外墙是200厚砖墙，地面是100毫米的钢筋混凝土，屋顶是50毫米厚的混凝板。
基站内的设备主要是RBS2202机柜8台，空调柜机2台，电池组配电箱等配套设备。
这是我们基站里面的2台空调柜机，额定的制冷量是7500瓦，额定的输入功率是2890瓦，额定的COP2.6，使用的功率是49瓦。
基站全面的耗电大概在5.1万度，其中空调这一块占到了23，达到了11628度，设备本身的耗电量是39639，占了77%。
从这张图我们可以看到，空调能耗的比重，占到了整个的1/4。2007年，我们1月8日到10日，我们对于基站多个测点的温度进行了记录，在记录的基础上，对于维护接口和空调的供冷量，下面就是我们计算的结果。
下面的蓝色曲线就是空调柜机的供冷量，它的3.45千瓦，另外一条是负的1.8千瓦。我们可以得出一个结论。随着温度的眼光辐射较大，它的平均值是负的1.8千瓦，就是说围护结构是以向外散热为主，第二个是空调供冷量随着围护结构的变化而变化，其平均值是3.5千瓦。两者差值为5.3千瓦，与室内设备平均耗电功率十分接近，偏差仅7.3%。
从上面的分析我们可以得到一个结论，从整个的基站看，室外设备的电能输入主要转化为热能，通过围护结构和空调两种途径，散发到室外。
下面，我们就选取一个通信机柜来进行热平衡分析。在稳定的状态下，机柜的蓄热变化量为0，输出的时候发射电磁波的能量很小，基本上可以忽略不计。因此，输入的电能主要通过两种主要方式，一个是循环风，另外一个是机柜的表面辐射，两种途径以热量的方式输出。
我们这边的测试结果表明，1台机柜的输入功率大概是684瓦，其中有564瓦的热量的话，是通过循环风来提供。另外的120瓦的热量是通过机柜表面辐射散热。
通过我们上面的分析和相关的测试数据，我们可以看到怎么样将通信机柜和电子元器件的散热的热量传到机房室外，是机房核心控制的问题，也是空调耗能的主要原因。因此，我们节能课题的研究的重点，也在于怎样更加高效率，怎么样更加节能地把热量传出去。
下面我们看一下基站机房的传热过程。传统的信息机房，包括我们的基站机房，发热的电子元器件发热的热量的传导到室外，需要经过以下几个途径。热量的电子元器件到设备的机箱、再到机柜然后到机房环境的水系统、风系统、制冷器，最后到外面的空气中。
在这样的传热过程中，机柜的散热温差仅仅是7度，但是冷源的温差达到了27度。这一方面的话，是由于传热的环节较多，室内各环节的温差也是比较大，不可避免发生混合的现象，导致了能量的损失。
第二方面为了得到更大的冷源的温差，采用了空调压缩机的技术，而它正是空调机的主要耗电部件。
下面，我们就介绍一下我们这次项目核心的技术，就是热管技术。
可能有一些同志对于热管技术不是很熟悉，在这里，我们对热管技术简单做一个介绍。热管技术是20世纪60年代与技术发展的突出技术成就之一。能在温差极小的情况下，传递大量的热流，有超导热体之称。目前热管技术主要应用于航空、军事和工业导热领域。热管的基本结构是由外壳容器、吸液芯和载热工作介质三部分构成，在轴向分为蒸发、冷凝、绝热三段。但是有很多的热管，也不带绝热段的。
下面，我们再看一下热管技术的工作原理。热管工作的时候，外部热源使蒸发段受热后毛细吸液芯的工质汽化，正蒸汽经热管中间通道迅速流向冷凝段。工质冷凝成流体释放出等量的冷凝潜热。在管芯毛细力或重力的作用下，流体又回到蒸发段。通过这样反复循环的过程，从而传输比一般方法大得多的热流。
由于这种热管技术可以在较下的温差小传递较大的热量，我们考虑把热管技术用到基站的传热，对于基站的传热技术优化。在保证我们的电子元器件不超过45度的情况下，把电子元器件散热的热量通过热管传达到机房的室外。
大家看到这张图，蓝色的线是表示我们常规的空调当中，红色的是热管系统温度，热管各环节的温度变化比较小，大概在7度左右。
下面我们比较一下这两个系统的传热技术，用热管技术不需要机械制冷，它的部件耗能远远低于传统的压缩机空调，因此热管技术可以打幅度节省空调耗电。
这个跟传统的空调相比，热管技术的优点在于它的能耗低，它的耗电量是设备发热量的11/20，而传统的压缩机式的空调是发热量的1/3。另外控制效果受室外温度影响，最热时可能需要机械制冷补充。
基于上面的分析，我们公司和清华大学合作进行了针对基站环境控制的热管设备研发。上面是分离式热管系统工作原理图。通信设备发出的热量通过蒸发器传到热管系统。热管内的工质受热蒸发，钢热量带到室外的冷凝器。气体在工质在冷凝器中液化，将热量释放到室外空气中，液化后的工质在重力和作用下回到蒸发器。如此反复循环。
设备研制完了之后分别在清华大学的实验室和我们公司HN基站中使用效果很好。2007年9月，我们在HN基站试运行2个月时间里，空调机未再启动，紧紧依靠热管系统保障了基站的散热。这期间广州的温度比较高，达到了35度，但通信设备运行良好，没有出现任何的故障。基站室内外温差基本保持在6度左右。热管系统能耗仅为原空调系统的1/5，环境控制能耗下降80%。
下面我们看一下应用前景和效益分析。
广州的温度在极高年有80小时是超过35度的。就是全年760小时中，99%的时间仅靠管系统即可满足环境控制要求，仅有不超过1%的时间需要机械制冷作为补充的。考虑到机房周围环境温度可能略高于气象记录，空调器实行运行时间可能略高于1%。
在全国范围内，广州地区属于气温较高地区，将热管技术应用气温较低地区，节能效果将更加显著。基站机房只是高功率密度信息机房的一个特例，各类通信和计算机设备机房的能耗和热平衡特征与基站机房非常相似。通过进一步研究，可将热管技术进一步应用于各类信息机房。这将大幅度降低空调的能耗。
根据HN基站试运行的结果，热管系统每年可为HN基站节省耗电将近1万度。中国移动在广州地区建有基站超过2000个，如在广州地区的移动通信基站推广使用热管系统，每年可节省电费超过2000万。如果把这项技术推广到广州以外的基站，或者是推广到基站以外的信息机房，将会产生更大的节能效益和经济效益。
这个研发项目是我们公司在通信节能项目上面的尝试，请各位领导多多批评指正，我的回报到此结束，谢谢大家！ |
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中国通信企业协会通信器材分会 、 中国通信企业协会通信电缆光缆专业委员会 主办
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