幾種基站空調(diào)節(jié)能措施的對(duì)比及分析

1、幾種基站空調(diào)節(jié)能措施的對(duì)比及分析中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司安徽分公司 李 萌摘要：對(duì)目前已有的基站空調(diào)的節(jié)能措施進(jìn)行闡述，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的角度分析各種措施的適用 范圍。關(guān)鍵詞：空調(diào)節(jié)能基站1刖置中國(guó)目前有超過(guò)4 0萬(wàn)個(gè)移動(dòng)通信基站（各運(yùn)營(yíng)商綜合數(shù)據(jù)）。按照中國(guó)移動(dòng)（CMCC）的統(tǒng)計(jì)，基 站耗電量占運(yùn)營(yíng)商總消耗電量的70%以上。根據(jù)國(guó)家。十一五”規(guī)劃和（節(jié)能減排綜合性工作方案的要 求，各大運(yùn)營(yíng)商的節(jié)能壓力都比較大，因此基站的節(jié)能降耗成為一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。在基站的總能耗構(gòu)成中，空調(diào)的能耗占了將近一半的比重。本文主要對(duì)基站中空調(diào)的節(jié)能方案進(jìn)行探討。2基站空調(diào)節(jié)能潛力分析從目前的現(xiàn)狀來(lái)看，基站

2、空調(diào)節(jié)能潛力較大。首先，從空調(diào)機(jī)的選型來(lái)看，絕大部分是定頻、低效機(jī)組。其能效比為2.52.6，根據(jù)2 0 0 4年度 實(shí)施的房間空氣調(diào)節(jié)器能效限定值及能源效率等級(jí)，EER=2. 6為最低一級(jí)。按照今年9月1日即將實(shí)施的新標(biāo)準(zhǔn)，最低能效等級(jí)為EER=3.2。也I jpEER=2.6的空調(diào)已經(jīng)屬于標(biāo)準(zhǔn)之外、淘汰之列。其次，從基站的維護(hù)結(jié)構(gòu)來(lái)看，大部分基站基本無(wú)任何保溫措施。基站在建設(shè)時(shí)，往往因?yàn)槭┕挝?技術(shù)力量、建設(shè)單位控制投資和時(shí)間進(jìn)度、以及后期維護(hù)等方面的原因，很少考慮保溫隔熱措施，這使得 通過(guò)維護(hù)結(jié)構(gòu)獲得熱量非常大，占了總能耗的一半以上，基站成了標(biāo)準(zhǔn)的耗能建筑。第三，有些地區(qū)，春秋季節(jié)，基

3、站內(nèi)仍需要空調(diào)機(jī)來(lái)制冷，但此時(shí)室外溫度已經(jīng)比室內(nèi)溫度低了，但空調(diào)仍在運(yùn)轉(zhuǎn)。如果能夠考慮利用室外冷空氣，則可以降低空調(diào)的能耗水平。最后，一些地區(qū)中，基站空調(diào)設(shè)定的溫度偏低，造成空調(diào)壓縮機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)。有的空調(diào)室外機(jī)位置不夠 合理，出風(fēng)口被遮擋。還有空調(diào)維護(hù)保養(yǎng)跟不上，漏氟現(xiàn)象嚴(yán)重造成壓縮機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)等等?？梢钥闯?，提高空調(diào)機(jī)的效率、充分利用自然冷源（或其它輔助冷源）、降低基站的得熱量（特別是維護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量）、以及加強(qiáng)維護(hù)工作是基站空調(diào)節(jié)能的關(guān)鍵。3幾種節(jié)能措施從目前已有的技術(shù)和產(chǎn)品來(lái)看，主要的節(jié)能措施有三類(lèi)，分別是：3. 1空調(diào)機(jī)組的節(jié)能?？照{(diào)機(jī)組節(jié)能有兩個(gè)途徑，是從提高空調(diào)工作效率入手，通過(guò)挖掘空

4、調(diào)節(jié)能潛力，達(dá)到降低能耗的目的。包括變頻空調(diào)、高能效空調(diào)，冷媒添加劑，空調(diào)遮陽(yáng)板等，另一個(gè)途徑是利用室外自然冷源，直接或者間接的利用自然界的冷空氣、冷水等進(jìn)行制冷，包括智能通風(fēng)、自然蒸發(fā)空 調(diào)、熱管換熱器、井水空調(diào)等。變頻空調(diào)。變頻空調(diào)采用直流變速技術(shù)，實(shí)現(xiàn)精確能量調(diào)節(jié)，可以“按需供冷”，避免。大馬拉小 車(chē)”的情況的發(fā)生，同時(shí)，由于低負(fù)荷時(shí)，壓縮機(jī)會(huì)降低轉(zhuǎn)速，所以相當(dāng)于壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)，獲得了加大的蒸 發(fā)器、冷凝器容量的效果，使得蒸發(fā)溫度（壓力）上升及冷凝溫度（壓力）的下降，從而進(jìn)一步提高了 熱交換的效率，降低能耗。這幾種因素疊加，使得采用變頻技術(shù)的空調(diào)，比采用定頻技術(shù)的空調(diào)能耗降低4 0%以上（以

5、夏熱冬冷地區(qū)為例，下同）。高效空調(diào)。即能效比EE 10 3. 2的空調(diào)。以現(xiàn)在基站中常用的EER=2. 6的空調(diào)為基礎(chǔ)，EER =3 .2的高效空調(diào)的節(jié)能率為1 9%，如果采用EER=3.4的空調(diào)，節(jié)能率為24%。冷媒添加劑。通過(guò)在制冷劑中放入適量的化合物，化合物能除去熱交換器表面的油污層然后在金屬表面上形成一層永久性的保護(hù)膜。這層保護(hù)膜非常堅(jiān)固、穩(wěn)定，可以減少磨損，使壓縮機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)，啟動(dòng) 時(shí)摩擦阻力最小化，從而降低了能耗。根據(jù)廠(chǎng)商提供的資料，其節(jié)能率約為5%10%?？照{(diào)室外機(jī)安裝隔熱板。減少夏季高溫時(shí)日照對(duì)空調(diào)室外機(jī)的影響，提高室外機(jī)工作效率。智能通風(fēng)設(shè)備。智能通風(fēng)系統(tǒng)利用室外自然冷源進(jìn)

6、行冷卻，即冬季（或者氣溫低于2 0C時(shí)），引入 室外冷空氣，同時(shí)排出熱風(fēng)。從一些地區(qū)的試用數(shù)據(jù)來(lái)看，秋冬季節(jié)節(jié)能效率非常高，可以達(dá)到80%以上。目前暫無(wú)全年節(jié)能率 的第三方數(shù)據(jù)。根據(jù)一些廠(chǎng)商的資料，全年節(jié)能率在3 0%-40 %之間。自然蒸發(fā)技術(shù)空調(diào)。采用傳統(tǒng)盤(pán)管和自然蒸發(fā)雙盤(pán)管技術(shù)，在室外溫度較低時(shí)，關(guān)閉壓縮機(jī)，啟動(dòng)自 然蒸發(fā)盤(pán)管，達(dá)到節(jié)能目的。該技術(shù)空調(diào)的節(jié)能率和智能通風(fēng)技術(shù)類(lèi)似。和智能通風(fēng)相比，該技術(shù)可以保 持室內(nèi)空氣不和外界接觸，同時(shí)也不需要大量引入新風(fēng)，解決了智能通風(fēng)帶來(lái)的高維護(hù)量問(wèn)題。熱管換熱器。采用熱管技術(shù)，將熱量從室內(nèi)傳導(dǎo)至室外。該技術(shù)的節(jié)能效果和智能通風(fēng)類(lèi)似。同樣 的，由于不

7、需要直接引入大量新風(fēng)，該技術(shù)也可以較好的解決高維護(hù)量的問(wèn)題。根據(jù)一些測(cè)試報(bào)告，該產(chǎn) 品的節(jié)能率為8 0%?？紤]到地區(qū)差異，暫定該產(chǎn)品的節(jié)能率為50%。井水空調(diào)。以低溫地下井水作為冷源的空調(diào)。這種空調(diào)需要在基站附近打兩眼井，一個(gè)抽水，經(jīng) 空調(diào)換熱后，再?gòu)牧硗庖豢诰毓嗷厝?。因?yàn)闊o(wú)壓縮機(jī)，整個(gè)系統(tǒng)總功率（包括空調(diào)機(jī)和水泵）約為 0.4 0.5kW，相對(duì)于同樣制冷量的柜機(jī)5kw的功率，節(jié)能率為8 0 9 0 %。3. 2對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行保溫隔熱改造。采用適當(dāng)?shù)谋馗魺岽胧?，以提高基站保溫隔熱性能，降低基?得熱量。這類(lèi)措施包括：屋面增加隔熱層。在屋頂增加一個(gè)隔熱層，可以阻擋陽(yáng)光直射帶來(lái)的輻射熱，從而降

8、低基站的得熱量。采用屋面隔熱后，基站圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量大約降低2 0% （采用空調(diào)負(fù)荷計(jì)算軟件計(jì)算得出。計(jì)算過(guò)程略）。采用隔熱保溫墻體。在原有基站的外墻，增加保溫層（聚苯板等）保溫材料，減少維護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱 量。在對(duì)外墻保溫后，基站圍護(hù)結(jié)構(gòu)的得熱量大約降低2 0% （采用空調(diào)負(fù)荷計(jì)算軟件計(jì)算得出。計(jì)算過(guò)程略）。3.3加強(qiáng)管理。包括為提高管理水平而采取的技術(shù)措施。提高基站設(shè)定溫度。通過(guò)提高基站的設(shè)定溫度，來(lái)達(dá)到節(jié)能降耗的目的。根據(jù)理論計(jì)算，基站溫度每提高2C，空調(diào)能耗降低5%。增加基站空調(diào)遠(yuǎn)程控制板。通過(guò)在基站內(nèi)設(shè)置遠(yuǎn)程空調(diào)控制板，通過(guò)動(dòng)環(huán)系統(tǒng)對(duì)區(qū)域內(nèi)的空調(diào)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)節(jié)設(shè)定溫度，統(tǒng)一關(guān)停或個(gè)別遠(yuǎn)程控

9、制等。以上對(duì)三大類(lèi)節(jié)能措施做了簡(jiǎn)要的敘述，例舉了一些目前巳有的節(jié)能措施。可以看出，第一類(lèi)和第 二類(lèi)措施的節(jié)能率較高，能夠作為基站節(jié)能改造的主要手段；第三類(lèi)措施，則可以在日常管理工作中普 遍實(shí)施。4各產(chǎn)品的技術(shù)對(duì)比上面介紹了目前具備條件的一些基站空調(diào)節(jié)能產(chǎn)品措施。各種節(jié)能措施，原理不同，有各自的優(yōu)點(diǎn)， 也都有局限性。下面就產(chǎn)品的節(jié)能性能、投資、施工難度、維護(hù)保養(yǎng)等幾個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比。表41各節(jié)能產(chǎn)品技術(shù)對(duì)比表變頻空調(diào)4 0%高和普通空調(diào)相同和普通空調(diào)相同技術(shù)成熟，但產(chǎn)品較少高效空調(diào)2 0%高添加劑5%低較低無(wú)節(jié)能效果相對(duì)較低智能通風(fēng)3 5%中等墻體開(kāi)孔，需做好防水 措施需定期清洗或更換濾 網(wǎng)，否則

10、節(jié)能效果大技術(shù)成熟，但維護(hù)量大。對(duì)空 氣質(zhì)量要求高，租用基站開(kāi)孔幅度降低需征得業(yè)主同意自然蒸發(fā)空調(diào)熱管換熱器3 5%3 5%中等中等和普通空調(diào)相同和普通空調(diào)相同和智能通風(fēng)相比，維護(hù)量小，不影響室內(nèi)空氣品質(zhì)。但產(chǎn)品都處于剛投放市場(chǎng)狀態(tài)，價(jià)格高，技術(shù)不成熟屋頂隔熱20%低較低普通屋面維護(hù)墻體保溫2 0%中等較高，需專(zhuān)業(yè)人員施工維護(hù)較困難井水空調(diào)8 0%由需有可供采集和回灌的 地下水，需打井和普通空調(diào)相同受當(dāng)?shù)卣畬?duì)地下水管理的約 柬井水空調(diào)節(jié)能效果非常高。但前提條件也比較苛刻，需要有淺層的低溫地下水、需要打井。某地區(qū)是:有地下水，打井能否打一:來(lái)水，還需要專(zhuān)業(yè)人士來(lái)判斷和施工。同時(shí)，一些地區(qū)政府對(duì)

11、地下水資源進(jìn)行 :制，盡管有回灌機(jī)制，但仍需要有批文等手續(xù)，增加管理成本。因此，井水空調(diào)適用于具備開(kāi)采地下水 1鄉(xiāng)鎮(zhèn)站。屋頂隔熱和墻體保溫，可以結(jié)合基站的建設(shè)同步實(shí)施。其中，屋頂隔熱施工工藝簡(jiǎn)單，一般施工單位7可完成，但墻體保溫施工工藝相對(duì)復(fù)雜，對(duì)于一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)土建施工單位來(lái)說(shuō)，需要一定的培訓(xùn)之后才能掌!施工技巧。同時(shí)，對(duì)于偏遠(yuǎn)地區(qū)，保溫材料的獲取相對(duì)不易。因此，屋頂隔熱和墻體保溫這兩種措施，以根據(jù)具體情況，有選擇的實(shí)施。單一節(jié)能措施的經(jīng)濟(jì)分析從企、業(yè)自身來(lái)說(shuō)，進(jìn)行節(jié)能改造的目的之一，是通過(guò)降低能耗水平，減少企業(yè)動(dòng)力、燃料費(fèi)用的支 ，從而提高利潤(rùn)水平。對(duì)于節(jié)能方案，應(yīng)該進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選用合理的

12、方案，才能為企業(yè)節(jié)能投資 :得良好的經(jīng)濟(jì)效益。為了選擇最適合企業(yè)使用的節(jié)能措施，本文采用“最低壽命周期成本”（Lowest Life Cycle Cost ing，LCC ）模式，對(duì)幾種典型的節(jié)能措施進(jìn)行評(píng)估。LLCC模式是計(jì)算各種備選方案在壽命期內(nèi)所有費(fèi)用總和，選擇總費(fèi)用最低的作為最優(yōu)方案。為了便于分析，選擇“智能通風(fēng)設(shè)備”、 “變頻空調(diào)”、 “井水空調(diào)”、 “熱管換熱器”、 “屋面加隔熱層”、“采用隔熱保溫墻體”共6種措施進(jìn)行分析和比較。首選確定各措施的一些基本參數(shù)：（1）一個(gè)5P基站空調(diào)年耗電為1 4 0 0 0 kWh （統(tǒng)計(jì)資料），設(shè)備一次購(gòu)置和安裝費(fèi)為9 0 0 0元；（2）工業(yè)用

13、電為1.0元/度；（3）所有設(shè)備使用年限定為8年。按照上述指標(biāo)，計(jì)算各節(jié)能措施的“壽命周期成本”LCC值見(jiàn)下表：表5 1單一節(jié)能措施的LCC分析表無(wú)節(jié)能措施0%智能通風(fēng)35%變頻空調(diào)4 0 %井水空調(diào)8 0%熱管換熱器50%屋頂隔熱20%墻體保溫20%9 0 0 09 0 0 05 0 0 02 0 0 0 0110 0 09 0 0 01 5 0 0 09 0 0 01 0 0 09 0 0 06 0 0 0200140004 0091002 00840 02 0028001 007000100105001001050088888881 2 2 6 0 09 0 0 0 08 8 8 0 0

14、3 5 0 0 08 0 8 0 01 0 0 4 0 01 0 5 4 0 0智能通風(fēng)、屋頂隔熱、墻體保溫。但對(duì)于基站的節(jié)能方案來(lái)說(shuō)，節(jié)能可能是上述一種措施單獨(dú)使用，也可能是幾種措施聯(lián)合使用。下面 再分析一下哪些措施可以聯(lián)合使用。6聯(lián)合節(jié)能措施的經(jīng)濟(jì)分析上面我們分析了，基站節(jié)能可以從三個(gè)方面人手，包括采用節(jié)能設(shè)備、圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱保溫改造和管理 手段。由于管理手段彈性較大，節(jié)能效果又較小，本文暫不考慮，只對(duì)前兩類(lèi)的節(jié)能措施聯(lián)合方案進(jìn)行分 析其節(jié)能率和Lee。節(jié)能設(shè)備和隔熱保溫聯(lián)合使用時(shí)，由于隔熱保溫可以降低整個(gè)基站的得熱量，對(duì)于節(jié)能效果來(lái)說(shuō)，是 一種疊加的效應(yīng)。因此全年節(jié)能率按照下式計(jì)算：全年節(jié)

15、能率=1 一（1一空調(diào)措施節(jié)能率）X（1 一隔熱保溫節(jié)能率）。智能通風(fēng)、熱管換熱器等利用自然冷源技術(shù)的節(jié)能設(shè)備與變頻空調(diào)聯(lián)合的節(jié)能率，可以通過(guò)下述分析得出：假定一年中，有t%時(shí)間開(kāi)啟智能通風(fēng)系統(tǒng)，（1一t%）時(shí)間開(kāi)啟空調(diào)。那么在這（1一t%）時(shí)間內(nèi)的節(jié)能率為4 0%，在剩下t%時(shí)間內(nèi)的節(jié)能率為80%（相對(duì)于傳統(tǒng)空調(diào)而言），全年節(jié)能率為兩種工況節(jié)能率的 加權(quán)平均：全年節(jié)能率=（卜I%）X40%+t%X 80%。按照一些廠(chǎng)商的資料和對(duì)某城市的氣象資料分析，華東地區(qū)開(kāi)啟智能通風(fēng)設(shè)備的時(shí)間大約為40%（即 t%=40%），此時(shí)計(jì)算得出全年節(jié)能率為56%。如果同時(shí)采用屋頂隔熱和墻體保溫，這兩個(gè)措施對(duì)于基

16、站來(lái)說(shuō)，是同一類(lèi)，互為補(bǔ)充的措施，其節(jié)能 率應(yīng)該是相加關(guān)系，即應(yīng)按照下式計(jì)算：全年節(jié)能率=屋頂隔熱節(jié)能率+墻體保溫節(jié)能率。為了便于分析，選取“智能通風(fēng)設(shè)備+屋頂隔熱”、“變頻空調(diào)+屋頂隔熱”、“智能通風(fēng)+變頻空調(diào)+屋頂隔熱”、“屋面隔熱+墻體保溫”、“變頻空調(diào)+屋頂隔熱+墻體保溫”、“智能通風(fēng)+變頻空調(diào)+屋頂隔熱+墻體保溫”共6種情況進(jìn)行LCC分析，結(jié)果見(jiàn)下表：表6.1聯(lián)合節(jié)能措施的LCC分析表無(wú)節(jié)能措施通風(fēng)+隔熱0%4 8%9 0 0 09 0 0 06 0002 0 05001 4 0 0 08812772 6 0 02407280變頻+隔熱52%2 1 0003 0 06720877160通+變+隔6 5%2 6 00070049008708 0 0隔熱+保溫40%9 0 0 07 0002 0 084008848 0 0變+隔+保6 4%2 7 00040 050408705 2 0通+變+隔+ 保7 3%3 3 0008 0 0378 08696 4 0和表5.1對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)，