(技术规范标准)中国移动通信基站节能系统技术规范智能换热器部分

中国移动通信企业标准

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基站节能系统技术规范

--智能换热器部分

T e c h n i c a l S t a n d a r d o f B T S P o w e r E c o n o m i z e r

--P a r t t h e I n t e l l i g e n t H e a t E x c h a n g e r

版本号： 1.0.0

20××-××-××发布20××-××-××实施

中国移动通信集团公司发布

QB-D-027-2006

目次

1 总则 (1)

1.1编制目的 (2)

1.2适用范围 (2)

2 规范性适用范围 (2)

2.1基站环境的温湿度要求 (2)

2.2基站用现行空调的特点及能耗和投资情况 (2)

2.3基站实施智能换热节能的必要性 (2)

2.4引用标准 (2)

3技术要求 (3)

3.1基本思路及意义 (3)

3.2系统工作原理 (3)

3.3系统构成 (4)

3.4系统各部分功能 (4)

3.5参考技术指标 (4)

4应用分析模型 (4)

4.1能耗计算 (4)

4.2节能评价模型 (5)

5工程技术要求 (5)

5.1应用环境要求 (5)

5.2工程施工要求 (5)

6运行管理 (6)

6.1系统要求 (6)

6.2管理体制 (6)

6.3节能原则 (6)

前言

本规范是《基站节能系统技术规范》系列标准中的子项。该系列标准分为两部分：智能通风和智能换热器部分。

本规范为《基站节能系统技术规范--智能换热器部分》。本规范依据中国移动通信集团公司的基站节能需求编制而成。

本规范由中国移动通信集团公司网络部提出并归口

本规范起草单位：黑龙江移动通信有限责任公司

本规范主要起草人：魏巍、孙研、高健、金太洙、冯涛

本规范解释单位：中国移动通信集团公司网络部

1 总则

1.1 编制目的

根据《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国可再生能源法》、及国务院《关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知》，为提高基站能源利用效率，起草该规范。

1.2 适用范围

本规范规定了基站智能换热节能技术的基本要求和评价方法，适用于基站的节能设计和管理。

2 规范性适用范围

2.1 基站环境的温湿度要求

基站是通信系统的重要组成部分，其内部温湿度和洁净度等环境参数不仅直接影响着通信设备的可靠运行和使用寿命，更关系到通信的顺畅与安全。其内部温湿度要求根据“中国移动通信电源空调维护规程”如表1所示：

交换机房数据机房基站机房21～25

19～23

10～30

40%～70%

40%～60%

15%～80%

B级

B级

B级

2.2 基站用现行空调的特点及能耗和投资情况

基站的空调降温、空气净化及其运行管理始终是通信维护部门的工作重点之一。基站现行利用的空调设备具有以下特点：

2.2.1 设备散热量大、散热量集中。同时，由于基站内没有特定的湿源，湿量主要来自工作人员及渗入的室外空气，因此散湿量很小；

2.2.2 空调送风焓差小，风量大。由于基站内散热量中95%以上为显热，热湿比近似无穷大。因此，空调机的空气处理过程可近似看作等湿降温过程。此工况下的焓差小，必然造成送风量偏大；

2.2.3 基站内部设备属于全年不间断高负荷运行，即使在冬季，也可能存在散热情况。因此空调机也必须全年连续不间断运行，运行周期较长。为保证全年运行的高可靠性，有时需要考虑备用。

2.3 基站实施智能换热节能的必要性

2.3.1 符合全国节能节电的总体趋势

近年来随着国民经济的高速发展，我国已成为仅次于美国的世界第二大能源消耗国，同时也是世界第二大CO2排放国。能源的合理利用和新能源的开发日益得到广泛的重视。能源短缺和环境污染问题已成为我国经济可持续性发展和人民生活水平提高的瓶颈。其中能源短缺最直接的表现为电力严重不足。

2.3.2 符合通信业自身的发展规律

随着市场经济的不断深入，各种规章制度的不断完善，市场的运作模式逐步与国际接轨。同时企业之间的竞争也越来越残酷，通信运营业务收入增长会越来越缓慢，开源节流成为提高经营收益的有效办法。各大运营商一方面要通过挖掘网络潜力、发展新业务来增加业务收入，另一方面要想尽一切办法减少运营支出，特别是降低电费支出。在这样的形势下，节电降耗不仅符合我国的基本国情，又满足企业的生存发展策略。

2.4 引用标准

2.4.1 GF 014-95 通信机房环境条件（暂行规定）

2.4.2 中国移动通信电源空调维护规程

3 技术要求

3.1 基本思路及意义

基站智能换热节能的基本思路是充分利用室外空气中的冷量，通过智能换热的手段对基站进行降温。与现行空调方式相比，具有以下优点：

3.1.1 从节能的角度，智能换能节能系统可以代替空调制冷，降低了基站的电能消耗；

3.1.2 从经济的角度，除节能带来的空调运行成本的降低外，由于智能换热节能系统的利用，空调机的工作时间大为减少，延长了其使用寿命，降低了通信系统的投资成本及维护费用；

3.1.3 在空调出现故障时，可作为应急备用空调设备使用，尽量满足基站设备要求。

3.2 系统工作原理

基站智能换热节能系统可采用以下三种形式，其中第三种为推荐采用形式：

3.2.1 直接新风冷却方式利用风机等动力装置将室外冷空气经适当过滤后引入室内，与室内空气混合达到降温的目的。该方法具有以下特点和问题：

(1) 由于直接引入室外新风，冷却效果最直接；

(2) 系统简单，成本相对低廉；

(3) 由于很多基站设在野外，风沙较大，采用直接新风冷却，如果不能及时更换过滤装置，长时间使用会使得系统阻力增加，新风供冷能力下降；也很难保证基站对洁净度的要求。

3.2.2 传统换热方式利用新风与排风状态不同，通过热交换进行全热（或显热）的传递，从而达到不消耗或少消耗建筑冷（热）源能量的目的的装置。按照原理不同又可分为板式、板翘式和转轮式换热器。传统换热器具有以下特点和问题：

(1) 与直接新风冷却相比，由于新风与排风互不接触，可防止空气污染从排风向新风转移，但需注意粉尘等颗粒物污染物在换热芯体内聚集，使换热设备的换热性能下降；

(2) 设备以冬季节省热负荷为主要目的。传统的换热效率η越大，换热后进入室内的空气温度越高。而η低，又没有体现出换热效果，可以说传统的换热设备不能适用于本研究的对象；

(3)夏季一般都通过旁通直接将新风引入室内，而旁通的设立就要占用建筑空间，增加了设备尺寸。

3.2.3 基站智能换热节能系统示意图如图1所示，该系统最大的特点是只利用室外新风的冷量，室内空气通过换热冷却后再被送回室内。由于在室外冷源的利用上采用了隔绝换热的方式，从而避免了直接新风换热可能造成的室外空气中的尘埃对基站内空气洁净度的影响，使新风过滤问题得到缓解。另外，该系统通过控制系统与空调设备联动，当室外温度过高，新风无法满足排出全部冷负荷目的时，空调设备将自动启动，保证移动基站内部温度在正常范围内。

图1 基站通风节能系统示意图

3.3 系统构成

系统的本体由换热芯体、室内侧风机、室外侧风机三个主要部分构成。从室外侧的角度看，室外空气在室外侧风机的作用下从室外侧送风口进入装置本体，然后通过换热芯体进行换热，从室外侧排风口又被排出至室外；从室内侧的角度看，室内空气在室内侧风机的作用下由室内侧送风管进入装置本体，然后通过换热芯体进行换热，再由室内侧回风管重新回到基站内。

3.4 系统各部分功能

3.4.1 本体为方形的一体化装置，安装设置在基站外部或者内部。室外侧设有送风口、排风口。为避免风管相隔太近，造成室内空气通风短路，回风管设在基站内下部，而换热后被冷却的空气通过送风管直接送到通信设备的上部，提高降温效果；

3.4.2 为避免室内外空气的交叉污染，换热芯体采用显热板翘式交换形式；

3.4.3 换热芯体为长方形，室外新风与室内循环风垂直交叉通过换热芯体。由于室内侧与室外侧进风断面面积不同，换热芯体的尺寸与两个风机的风量要根据移动基站的全年动态负荷特点，根据实验和理论计算确定出最佳比例，以达到最大换热效果；

3.4.4 采用离心式风机。平时由交流驱动，市电停电后由直流电供电，不受市电影响。

3.4.5 智能换热节能系统与现行空调系统应实现连锁启停。当室外温度低于基站设定温度时，通过自控系统自动关闭空调，开启智能换热节能系统；而当室外温度超过基站设定温度时，通过自控系统实现空调启动的切换，以保证基站内温度；

3.4.6 智能换热节能系统应具有设备运行状态监控、火灾报警和高低温报警功能，可通过通讯接口或无线方式将信息上传，提高维护效率和设备运行的安全性。

3.5 参考技术指标

3.5.1 风机：离心式风机两台，风量可挑选。考虑到换热效果和风道尺寸等因素，建议采用250～400m 3/h

之间风量；

3.5.2 过滤器：中效以上过滤器（粒径≥1.0μm ，效率70%>E ≥20%，初阻力≤80Pa ）；

3.5.3 风管：圆形光滑管，管径160mm ；

3.5.4 换热芯体：显热板翘式换热形式（板翘当量厚度0.3mm 、节距2mm ），换热效率60%左右；

3.5.5 设备总阻力：180～250Pa ；

3.5.6 允许使用室外环境条件：-5o C ～20o C （可低于-5o C ），湿度不限。

4 应用分析模型

4.1 能耗计算

4.1.1 现行空调机能耗计算

空调机能耗包括风机耗能和压缩机耗能。非名义工况下空调机制冷量按下式计算：

a Q q =

式中：q 为制冷量（kW ）；Q 为房间冷负荷（kW ）；a 为制冷量修正系数，可看作室外温度的函数。由此，空调机的耗电量按下式计算： ()τ?∑?=b COP q E

式中：E 为空调机耗电量（kWh ）；COP 为性能系数，一般取2.8；b 为耗电量修正系数，可看作室外温度的函数；Δτ为某运行时段（h ）。

4.1.2 智能换热节能系统能耗计算

智能换热节能系统的能耗只包括风机部分，其单位风量耗功率按下式计算：

ηe N N =

式中：W 为风机单位风量耗功率（kW/(m3h)）；P 为风机全压（kW ）；η为包括风机、电机和传动效率在内的总效率，普通机械智能换热系统可取0.32。

4.2 节能评价模型

4.2.1 节能率

采用智能换热节能系统后总节能量：

21E E E -=?

式中：E 1、E 2分别为不运行空调系统节省的能耗量、采用智能换热节能系统增加的能耗量（kWh ）。 节能率：

E

E e ?=

η 式中：E 为采用现行空调系统的能耗量（kWh ）。

4.2.2 总体经济效益 采用基站智能换热节能系统后的总体经济效率从以下几个方面体现：

年运行电费节省量P ：

t E P ??=

式中：t 为电费（元/kWh ）。

投资回收年限m ：

P P m c =

式中：P c 为增设基站智能换热节能系统的初投资费用（元）。

5 工程技术要求

5.1 应用环境要求

5.1.1 智能换热节能系统是与移动通信基站内的空调机组专用配套的节能产品；

5.1.2 智能换热节能系统的可利用时间及效果与当地气象状况相关，推荐应用于全年室外气温在-5o C ～20o C 之间范围内超过4000小时的地区，冬天基站内温度可按规定温度下限，夏季按规定温度上限考虑。附表给出了该系统在全国主要地区与城市的节能率参考值，以供参考；

5.1.3 智能换热节能系统的风量应根据当地气象条件以及基站的负荷确定；

5.1.4 需充分考虑室外空气中尘埃粒子的存在对基站内部洁净度的影响。应选择中效以上的过滤装置。且要注意定期清洗或更换；

5.1.5 基站需密封良好（门窗密闭防尘，封堵漏气孔道等），气流组织合理，以保证系统可提供设计的新风量。

5.2 工程施工要求

5.2.1 换热机箱 固定方式应根据现场条件选择吊装或壁挂式，也可以装在室外。

5.2.2 控制器 控制器要求挂在墙上安装，要选择择操作便利、接线简短、视觉开阔和无阳光直射的位置。高度以显示屏与视线一平为好，距地面约1600mm 。

5.2.3 风管铺设 采用PVC 管件，挑选内壁光滑的管材。

5.2.4 温度探头要避光、防雨，远离热源。

5.2.5 布线所有缆线都要经电缆槽道或走线道敷设，尽量缩短路由，并且符合“三线分离”的原则。

6 运行管理

6.1 系统要求

6.1.1 建议选择低噪声风机，或采用必要的降低噪声措施。安装后的系统不得因安装不良使其产

生异常噪声和震动；

6.1.2 设备、阀门和管道的表面应保持整洁，无严重锈蚀，无跑、冒、滴、漏、堵现象，特别是

新风口附近需进行有效的防雨防漏水设计；

6.1.3 与空调装置的自控联动设备应定期检修、维护，按规程要求定期校验传感器（每季度一次）

和仪表（每年一次），以保证系统正常工作；

6.1.4 风道保温，应考虑设备的防火阻燃性；

6.1.5 安装智能换热节能系统的温湿度敏感元件和检测元件时，应符合下列要求：

6.1.5.1 在室内，应设置在不受局部热源影响的、有代表性的、空气流通的地点，局部区域有

要求严格时，应设在要求严格的地点；

6.1.5.2 在风管内，设在气流稳定的管段的截面中心；

6.1.6 报警装置应定期检测和维护；

6.1.7 系统设备的电气控制及操作系统应安全可靠，电源符合设备要求，接线牢固，接地措施符

合《电气安装验收标准》，无过载运转现象；

6.1.8 智能换热节能系统在基站内的安装应充分考虑基站内现有设备以及空调的位置和布局，合

理布置风道，使气流组织合理、通畅。

6.2 管理体制

6.2.1 相关单位应根据基站规模、现行空调及智能换热节能系统的复杂程度和维护管理工作量的

大小，配备必要的专职或兼职管理技术人员，建立相应的运行管理和维修班组，购置相应的维修设备和检测仪表等；

6.2.2 操作人员应当熟悉其所管理的系统，树立节能与环保意识，做好系统运行的日常记录和责

任记录。同时管理人员应对工作人员和系统状态进行定时或不定时抽查，并进行数据统计和运行技术分析，发现异常应及时纠正；

6.2.3 在智能换热节能系统运行之后，相关单位应对系统的运行状况、设备的完好程度、能耗状

况、节能改进措施等进行季度、年度运行总结和分析；

6.2.4 在设备工作期内，设备供应者应为使用者提供相应的技术服务及配件，并做好维修记录；

6.2.5 系统的设计、施工、验收、检测、维修和评定等相关技术文件应当完整并保存完好，以作

为技术管理、责任分析、管理评定的重要依据。

6.3 节能原则

6.3.1 节能要付出一定代价节能技术的应用要增加或改造一定数量设备，要增加设备维护工作

量，对一个项目来讲，节约能源是肯定的，但是能否节约成本则需要对项目进行跟踪测试，综合评估。

6.3.2 节能必须保证通信安全节能不能导致机房环境指标降低和设备寿命缩短，不能影响通信

生产安全。

6.3.3 节能有一定限度节能应把原来浪费的电量，水量，冷量，风量节约下来，不应把正常

生产该消耗的能量也节掉。同时，现有设备应尽量发挥其作用，以免造成更大浪费。

附表基站智能换热节能系统在全国各主要地区及城市的节能率参考值