通信基站节能减排项目解决方案.docx

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1、通信基站节能减排项目解决方案目录一、 应用背景1.1. 基站电费支出增大1.2. 基站空调电费支出所占比例较大1.3. 基站空调用电浪费现象较为严重二、 原理、组成2.1. 系统原理2.2. 系统组成三、基站节能系统主要技术性能特点四、基站节能系统主要技术指标五、铅酸蓄电池的在线修复3.1 铅酸蓄电池失效的原因3.2 蓄电池的硫化3.3 蓄电池的失水3.4 蓄电池的维护与管理3.5 蓄电池寿命评价的理论依据3.6 极沛器3.7 极沛器工作原理3.8 蓄电池修复与效益前言一、目前基站的状况1.1. 基站电费支出增大绿色无线基站高峰论坛上, 工信部节能与资源综合利用司副司长高东升指出 , 我国通信

2、行业耗电量达到560亿度, 其中通信 基站耗电量已占 45%,成为未来节能降耗首要部分。“我国通信网络目前有上万台 主交换设备 , 近五百万个基站 , 空调耗电量超过200 亿度 以上, 因此如果采取有效得当的措施, 基站节能减排潜力巨大, 效果将 会非常明显。” 高司长表示 , 目前通信业节能减排 , 需要通过降低自身的能源消耗 , 同时也要积极使用节能产品。1.2. 基站空调电费支出所占比例较大随着电力成本的增加, 移动网络的扩大, 基站机房电费支出逐渐增大, 根据资料显示 , 以某地区的基站为例, 其年度电费支出为3.5万元之多 , 基站空调电费支出所占比例较大。据统计分析, 平均每个基

3、站 空调的电费支出约占整个基站电费支出的54%左右 , 空调成为基站机 房中的主要耗电设备。1.3. 基站空调用电浪费现象较为严重目前基站空调大多被设置为制冷18, 或者自动 24, 由于基站是无人值守 , 很多基站空调全年开启 , 浪费的现象较为严重。 而根据电子设备运行的相关国家规范规定 , 一般基站长年温度应保持在 1828以内 , 湿度 10% 90% , 基站空调若与我公司生产的智能新风大地储能冷却系统配套使用 , 节能效果将很显著，因为基站工作时会自行发热，所以保温仅作为备用功能。空调的电能消耗对通讯运营公司来说, 是一笔很大的开支。在我国绝大多数地区 , 很多时间段内的自然常温就

4、能满足电子设备正常运行的温度要求 , 或者仅需一台空调间歇工作就能满足这些电子设备正常运行的温度要求。基于上述原因 , 我们采用国际先进的控制理论技术, 依据国际基站通用标准和电器设备可靠安全运行的最佳环境的长期试验报告数据, 研发设计出基站智能新风大地储能冷却节能系统 , 该系统也可加装太阳能发电系统供电，在具有基站节能功能的同时 , 还具有可靠的安全报警功能和完善的联网功能。二、基站节能系统原理2.1.基站节能系统原理基站内温度的升高是因为电气设备的长期运行发热、而非站外环 境温度所致。如一年四季均用空调来保持站内温度( 主要是降温 ),则冬、春、秋三季及夏季的早晚时段的室外低温便可散热降

5、温的有利条件就被忽视了 , 从而导致电能的浪费、营运成本居高不下。 基站节能系统充分利用基站室内外的温差而形成热交换, 依靠大量的空气流通 ,有效地将站外的冷空气引进来, 将基站内的热量迅速向外排出, 实现 基站内散热。当环境温度高于基站内温度时。自动启动大地储能系统，利用大地里的低温，通过热交换的方式降低基站内的温度，从而大幅度降低电能消耗和营运成本。如图所示。2.2.1 基站节能系统组成数据通讯基站节能系统主要是由控制器、进风装置( 进风 箱) 、排风装置( 排风箱 ), 室内外温度探测器、室内外湿度探测器、室外灰尘探测器、防雨透风口、滤尘装置、大地储能换热系统，安装配件线缆等组成。2.2

6、.2 各系统主要设备系统名称主要参数设备图片一、热排交换系统额定功耗160W进风：离心风机、过滤网、自动挡板出风：轴流风机，自动挡板防雨罩二、空调智管系统额定功耗3MW智能空调控制器主配三、电池恒温系统额定功耗120W单层电池组恒温箱双层电池组恒温箱恒温箱四、远程数传系统主控箱五、能耗计量系统计量电表六、外墙热反射漆选配降低墙体温度10- 15，降低室内温度5- 8，盛夏季节节能显著七、空调雾化喷淋2.3.1 、热排交换系统在适当条件下过滤引入室外冷空气，同时排出室内热空气，对室内进行自然降温，减少空调制冷运行，降低能耗，减少维护。热排交换系统进风装置是由离心涡轮风机、双层滤尘装置、导风口 、

7、 进风口百叶窗组成。离心涡轮风机内置，滤尘装置在进风口处。机壳具备 足够强度，机箱钢板厚度为1.5mm，水平方向负重机架钢板厚度为 2.5mm， 并经相应的防腐防锈处理。进风装置一般安装在基站/ 机房内北（阴）面的下部。2.3.2 、空调智管系统在室内温度 2540任意双温设置，实现节能与非节能的状态转换特点：1、制冷温度 25- 28设定可调，满足不同品牌电池组的温度要求2、积木拼装，隔热阻燃，施工快捷、方便，不影响电池组维护检修。2.3.4 、远程数传系统1、每间隔 1-5 分钟上传全部数据和运行状态；2、实现远程管理和监测3、实现远程设定参数修改。2.3.5 、能耗计量系统1、硬件部分：

8、智能电表2、软件部分：自动获取不同温度下的单位时间能耗作为该站的基准能耗，可自动累积相应时间段内的能耗差额，对应不同的电费 单价，计 算并导出相应节能收益。2.3.6 、外墙热反射漆热反射涂料对太阳热反射率90%，大幅度降低表面温度，减少 热传递，起到降低内部温度作用。可以使物体表面温度降低10- 15，内部温度降低 5- 8，且外环境温度越高，温差越明显。特点：隔热性：建筑物涂覆后，夏季表面温度可降低15-30度，内部温度可降低 5-8 度。 附着力：可直接喷涂于不同材质的表面基材上，且漆膜坚韧细腻，光 泽度高，无裂变，附着力一级。阻燃性：离火 3 秒自熄炭化，其闪点不燃。防腐蚀：可以对任意

9、形状的金属物件 ( 阀门、异型管件等 ) 涂饰蔽护， 有效防止大气或腐蚀物的腐蚀。防水性：完全防渗透。具有优越的延伸率，可罩住材料的微小 裂纹， 有效阻断水的渗透。耐老化：人工加速老化1000h 不起泡，不剥落，不裂纹，不黄变。密封性：涂层致密，在大面积金属表面涂饰，不受金属热胀冷缩影响。使用太阳热反射涂料前后的数据对比：2.3.7 、雾化喷淋系统利用雾化技术在空调外机进风口处吸收空气中热量，降低冷凝器 的环境温度 3-12度，提高冷凝器的热交换量，缩短压缩机工作时间， 提高制冷效率，降低空调出风口温度。结构图流程、过滤、监测空调冷凝水微雾主机加压喷嘴雾化喷淋降温系统与空调压缩机同步工作，在冷

10、凝器周围形成低温雾化环境，大幅度提高换热效率。特点A、延长压缩机使用寿命，减少空调维护。B 、提高制冷量，提高制冷效率10%-15%（若自来水供水，节能 30%-40%）。C、降低空调外机噪音。2.3.8 系统集成示意图总结：基站能耗表确立及节能对比 基站空调的能耗随环境温度变化而变化，环境温度越高，则室内外热量越大，空调制冷能耗也随之加大，反之则能耗减少。通过温度 及电表数据采集及传送，可获取和建立不同环境下的基准能耗数据库， 以此确立基准能耗表（其数值为单位时间内平均温度值对应的用电 量）。领创拓展科技自主创新的“基站远程能耗管理系统”处于业内领先水准， 在确保网络安全运行的情况下， 可实

11、现通讯基站节能30%-50%的效益。三、基站节能系统主要技术性能特点1基站节能系统采用微处理控制器, 具备中文操作界面 , 系统可选用手动/ 自动运行模式。2 、实时监测室内室外温度、湿度。当室外温度低于某个设定值 , 控制 器开启新风机引入室外新风, 关闭机房空调达到节能效果。在确保机房环境的前提下 , 依据室内外温湿度 , 控制风机、空调的切换运行。当 室内外温差达到某个设定值且室内温度高于某设定值, 同时室外湿度满足要求时 , 控制器开启新风机引入室外新风。3、延时启动功能。基站节能系统具备有效防止风机与空调频繁切换的功能, 新风系统与空调切换设置有延时功能, 延时时间可调。 4、系统具

12、有来电自启功能。5、系统具备与空调联动的功能:智能新风储能系统与基站原有空调可联动, 智能新风优先启动 ,以保证最大的节能 ; 在智能新风不满足室内热负荷条件下, 发出信号启动空调 ; 当智能新风满足室内热负荷要求时, 发出信号并停止空调运行。我司新风系统与空调联动的方式有两种, 对于智能空调 , 采取控制电源的方式 , 对于非智能空调 , 采取控制空调面板轻触开关的方式。6、基站节能系统采用主动进风, 被动排风的方式 , 保证室内正压。7、显示与查询功能：系统具备 LCD显示屏中文汉字显示功能, 操作清新简便 , 并可进行参数设置。可设置的参数有: 风机启动温度 , 风机关闭温度 , 大地空

13、调 1 启动温度 , 大地空调 2 启动温度 , 风机启动温差 , 风机关闭温差等等。在显示面板上能进行设定查询记录等操作, 断电后能保存设定值和记录的信息。系统可存储、查询室内外温湿度, 进风装置、排风装置与空调等历史运行状态, 系统风机空调累积运行时间以及相关告警信息。显示与查询功能可设置密码加密。8、控制与显示。基站节能系统中温度显示精度为0.1度, 控制精度为1 度; 湿 度显示精度为 1RH , 控制精度为 5RH,控制可靠 , 告警准确。 9 、三遥功能通信接口选用 RS-485智能接口 , 接口通信协议符合YDT1363.3-2 005 中 B.13 要求。远程实时读取和设置系统

14、运行状况、告警信息、操作信息、运行时间以及机房环境、空调运行状态、供电状态等信息。 具体包括 :遥测：室外温度、室内温度等;遥信: 新风系统进排风风机的运行状态 , 新风系统的工作状态 , 正常/故障状态 ;遥控: 开/ 关机控制, 远程设置，系统运行设置，控制参数等;10、噪音小。我们的新风系统风机选用国内品牌公司风机, 进风装置噪音小于64db , 排风装置噪音小于60db 。11、节能效果显著 : 节能 40%-60%经,济效益显著。12、防尘效果好 :利用三级防尘 , 防尘效果好。第一级用于阻挡昆虫; 第二级为中高效过滤器 , 用于满足机房环境要求。第三级为百叶窗进风口。过滤器为抽屉式

15、抽插设计 , 易拆卸, 可清洗并重复使用。在灰尘较大以及沙尘暴严重的城市 , 可选择安装风量传感器, 一经探测到灰尘严重, 系统自动将风机反向运行除尘。13、防盗 : 我司新风系统开孔直径为 200mm, 安全防盗。我司新风系统进风与排风装置有防虫、防水、防盗功能 , 无逆流。 14 、具有故障告警功能 :故障包括传感器故障和风机、空调等外接设备的故障。系统可接6 路传感器。产生告警时可通过显示界面查询告警内容。15、具有超低温 , 超高温告警功能 : 控制板中存储的数据能自动上传到后台数据库 , 可通过 GPRS/TCP/IP 协议传送数据。16、保温处理。系统停止工作时 , 室内外空气隔离

16、 , 进风装置及排风装置开孔处设有风阀 , 并做了保温处理。17 、能对被控制部分进行回路检测 ;四、基站节能系统主要技术指标8.1 进风箱基本参数(1) 电流0.56A(2) 供电电压AC220(3) 转速1370r/ 分钟3(4) 风量1700-2100m/H(5) 静压350Pa(6) 噪音60db排风装置完成将机房内的热气排出， 内置轴流风机。排风装置一般安装在基站 / 机房内南（阳）面的上部。8.2 轴流风机参数(1) 电流0.28A(2) 供电电压AC220V(3) 转速2550r/ 分钟(4) 风量800 m3/H(5) 静压350Pa(6) 噪音60db8.3 室内温温度探测器

17、基本参数(1)25 的阻值10K(2)B值（ 25/50 ） 3950 K 1%(3) 使用温度范围- 40 - 85(4) 供电电压5V5%(5) 耗电电流5mA Max(6) 使用温度范围10%-100%(7) 测量精度4%RH(25 条件下 )(8) 响应时间15S(9) 重量200g8.4 室外温、温度探测器基本参数(1)25 的阻值10K(2)B值（ 25/50 ） 3950 K 1%(3) 使用温度范围- 40 - 85(4) 供电电压5V5%(5) 耗电电流5mA Max(6) 使用温度范围10%-100%(7) 测量精度4%RH(25(8) 响应时间15S(9) 重量200g五

18、、售后服务计划及承诺条件下 )本公司设计、施工的节能系统工程 , 在工程安装调试验收合格后， 具备快速的抢修服务，如遇故障 , 本公司在接到维修电话后 , 将以最快的速度赶到现场维护，保证系统正常运行。现场维修响应时间 24 小时到位。保证系统不间断运行；常规故障, 技术员到现场后1 小时内予以排除 ; 如设备出现重大故障必须返厂维修的, 本公司负责提供替用产品, 保证系统的正常运行。终身跟踪服务和长期技术支持，我公司均提供终身免费技术支持, 用户可通过电话、网上留言、发送电子邮件或要求上门指导等方式获得技术信息和支持。技术服务分公司人员每季度对系统进行 1 次免费巡检并定期对 系统进行维护和

19、更新。提供免费软件升级服务 , 保证系统的先进性和 实用性。完善的培训体制公司制定了完整的培训计划, 培训时间不仅贯穿于设备安装前、系统安装调试期间, 而且还在系统交验前和交验后安排了专门培训 , 现场培训与定期培训相结合。保证用户能够全面掌握系统的操作方法及系统的维护。久安科技自主创新的“基站远程能耗管理系统”处于业内领先水 准，在确保网络安全运行的情况下，可实现通讯基站40%-60%的节能效益。六、铅酸蓄电池的在线修复6.1 铅酸蓄电池失效的原因铅酸蓄电池至今已有160余年的发展史，其高性价比和安全可靠的优点令其得到广泛应用。然而，其缺点也十分突出。最明显的问题就是使用寿命与设计寿命严重不

20、成比例。往往设计寿命10年、12 年，而实际使用寿命仅在 3年左右（容量低于 80%）。有些基站的蓄 电池已使用 5年以上，很多地方的基站蓄电池容量只有5%也在坚持，这正是基站蓄电池在使用中的主要问题。铅酸蓄电池的失效原因：1、硫化-充放电不均衡，长期浮充不放电2、钝化-长期浮充不放电，极板上的活性物质失去活性3、失水-基站环境恶劣，室温过高4、维护不周-维护不专业，很多开关电源的设置不合理5、自身劣质-恶意竞争，低价中标，成本低导致质量次6.2 蓄电池的硫化蓄电池硫化原因主要有：1、电池长期充电不足或放电后没有及时充电；2、长期过量放电或小电流深度放电；3、UPS主机对直流系统（蓄电池）充电

21、量和放电量不能保持一致。 报废蓄电池中， 80%以上是因为硫酸铅结晶（硫化）造成的！如下图：6.3 蓄电池的失水如蓄电池的使用环境温度管理控制不当，极易造成因室内温度过高导致阀控式密封电池内部失水量加剧，电解液饱和度下降使蓄电池容量降低、使用寿命缩短。另一方面由于室内温度过高将使蓄电池热失控效应加剧，造成蓄电池正极板腐蚀速率加剧、极板变形膨胀甚至开裂等，最后导致蓄电池容量快速下降，寿命缩短。相关资料表明：当环境温度超过25 时，每升高10 ，蓄电池使用寿命将缩短1/2 。6.4 蓄电池的维护与管理第一、可优化开关电源参数设置蓄电池是整个基站电源的最后一道屏障，其维护质量的好坏直接关系到通信网络

22、能否安全运行。开关电源必须具备完善的蓄电池管理功能，才能更加有效地保障通信畅通。所以，对开关电源的设置工作就显得尤为关键，在实际现场中往往不合理的参数设置非常普遍，导致很多蓄电池得不到合理的系统管理，有些蓄电池可以说是被“饿”死的。第二、连接条及引线的故障问题。蓄电池的连接是一个十分关键的问题，连接表面的严重锈蚀直接导致连 接电阻增大，使连接端子过热而引发重大事故。所以，有很多的连接隐患必须消除。6.5 蓄电池寿命评价的理论依据欧姆电阻：电极材料、电解液、隔膜电阻、连接条等组成。极化内阻：正负极化学反应时引起的内阻。 硫化内阻： 1. 电池长期充电不足或放电后没有及时充电；2. 长期过量放电或

23、小电流深度放电；3. UPS 主机对直流系统（蓄电池）充电量和放电量未保持一致；日本日置研究发现内阻上升至出厂值的2 倍时，容量降 80%，如下表：硫酸铅结晶导致的内阻升高、失水。变化过程如下：内部功耗提高、内部产生高热、形成内部压力、压力上升开阀、开阀释放水气、电池酸度提高、电池容量下降。6.6 极沛器极沛器源于美国NASA 技术，引进日本发明专利，并获得中国发明专利。极沛器基于固体物理与原子物理理论，利用数字控制技术产生智能自适应的最优脉冲，作用于硫酸铅结晶体，使其重新活化，参与到电化学反应中，在特定条件下，转换回活性物质，使铅酸蓄电池拥有极致的寿命与充沛的能量，从而延长铅酸蓄电池一倍以上

24、使用寿命。极沛器的优点：1 、超微功耗片上系统体积小功能强大；2、智能检测跟踪调整修复效果；3、自动工歇模式超强修复理念；4、无电磁干扰确保安全可靠；5、48V/500Ah 的极沛器自身耗电仅0.6W6.7 极沛器工作原理极沛器主要应用于基站备用电池系统，可在线/离线去除硫酸铅结晶。其工作原理如下：1、在线修复：把极沛器并联在电池的正负极柱上，使用电池或者充 电器的电源或者使用外来的市电（蓄电池充电回路），将脉冲作用于电池两极。这种修复方式所需要的能源很少，比较慢，但是由于常年并联在电池极柱2 端，慢也没有关系。对于没有严重硫化的铅酸蓄电池，极沛器可有效抑制电池的硫化进程。2、离线修复：可以产

25、生快速的脉冲，脉冲电流相对比较大，产生脉冲的频率比较高，脉冲占空比比较大。可以有针对性地修复已经严重硫化的蓄电池。从而可快速恢复电池容量，延长蓄电池的使用寿命。6.8 蓄电池修复与效益已使用 8-9 年的废旧蓄电池经极沛器在线修复后，在连续60天（次） DOD-50%的循环放电中，全面还原了硫酸铅的结晶体，使蓄电 池内阻得到有效地控制且稳定，蓄电池组内各个单体电压趋于平衡， 放电终止电压平均值仅下降0.15V，比新电池平均下降电压0.4V 的标准高出 0.25V，说明这组已放出相当于新蓄电池放电次数的1/10， 且性能良好，循环放电电压稳定，循环次数预计将超过1000 次，延长使用寿命在 3年以上。极沛器技术打破了传统的放电深度与放电次数的对应关系，最终 实现的目的是延长铅酸蓄电池的使用寿命。只要是外壳无破损、极板 无脱落和击穿 , 酸腐蚀极板形成分层和泥化面积小于20%的都有可能修复并延长使用寿命。当然，如果在新铅酸蓄电池( 组) 使用极沛器产品，让铅酸蓄电池的使用寿命延长至设计寿命，其效果更佳。