摘要:
辽宁联通于2006年3月开始利用深圳英维克公司的ES系列智能换热器系统对在两个基站进行了空调节能改造，并进行了长期的跟踪测试分析，结果表明使用智能换热器节能技术完全满足基站的温度控制要求，并具有：节能,洁净,延长空调寿命,备份作用,不除湿等优点。
一、引言
国家“十一五”计划明确提出要使单位国民生产产值的能耗降低20%，去年没有完成任务，所以今年的节能降耗任务非常紧迫，节能工作已被列为各级官员的政绩考核点。从联通公司来说，降低能耗，就是降低运营成本;所以在保证通讯设备正常工作的前提下，降低能耗和维护费用应该是我们运维工作者的重要职责，非常值得去仔细分析认真研究，找出最佳的解决方案。
二、选择机房基站空调节能方案的原则
目前的空调节能技术五花八门，考虑到基站使用的具体情况，如何选择最合适的解决方案是我们首先要考虑的问题，我们经过深入讨论研究，认为必须坚持以下几条原则：
1. 保障为基站通讯设备提供长期稳定可靠的运行环境，主要从温度湿度和粉尘等几方面考虑;不能为节能而牺牲通讯设备的可靠性。
2. 从节能降耗和维护工作量两方面客观评价实际的经济效益;
3. 全面评估节能技术的风险和隐患;
具体解释如下：
节能改造的前提是必须保证基站内主设备的安全性，按照《GB 2887-89计算站场地技术条件》的要求，基站内设备运行时，基站内的环境必须达到4.4.1.3节的表1的C类标准，即：
温度：控制在10℃~35℃，温度变化率<15℃/Hr
湿度控制在30%~80%，不凝露
洁净度：在静态条件下，尘粒子直径≥0.5μm的粒子颗粒数要小于18000个/m3
节能改造不能破坏原有的基站环境;
对于节能改造，一方面可以直接降低空调运行的电费，但是我们也要考虑到因为增加了一个设备，需要增加的维护工作量，这两者的任何一方面都与运维人员的工作息息相关。
三、几种节能技术的对比分析
目前市场上主要流行的几种节能技术为：变频改造;通风改造和智能换热器改造，按照上述的三个原则，我们对目前市场上比较成熟的几种节能技术进行对比分析如下：
1. 变频改造技术：此类技术，利用变频技术对空调的压缩机或者送风风机进行变频控制，基站内部空调经常处于部分负荷工作状态，采用变频控制后，可以降低压缩机开停次数，降低耗电量大，见效设备的磨损。
安全性：基站内空调的压缩机/风机原配都是普通的定速电机，如果直接采用变频控制，可能因为绝缘等级不足造成电机的损耗和绝缘击穿，从而降低了原有空调的安全性，其次由于变频技术难免产生一些EMC和EMI的干扰，特别是后者，有可能对基站内其它设备产生干扰。
节能费用与维护费用的评估：变频改造后，增加了一个故障点，而且目前就空调本身而言，变频空调的故障率远远高于定频空调，不适合在基站这类无人职守的机房内采用;
2. 通风改造技术：此类技术，将外界冷空气在进行过滤后引入机房内部，并将基站内部的热空气通过另外一个排风口排出机房外。采用通风后，基站温度稍高于外界环境，可以大量缩短空调的运行时间，从而达到节能。各个厂家的差异主要在于进入基站的冷空气过滤和对基站内部的空调控制方式不同。
安全性：由于此类设备外界冷空气直接进入基站内部，不可避免的会将灰尘引入基站内部当主设备表面有一定的积尘，很容易造成焊点之间短路，如果外界环境的空气具有腐蚀性气体，还容易加速内部设备的腐蚀，降低内部设备的安全性。
节能费用与维护费用的评估：降低的能耗是显着的，就笔者手头的资料来看，全年基本平均在35%左右。但是维护周期很短，维护费用惊人，在户外环境比较恶劣的基站，基本每周要进行维护，而且过滤网的清洗和基站内部的清洁工作量很很巨大。
3. 智能换热器改造技术：此类技术类似通风技术，不同的是外部冷空气与内部热空气通过一个隔离的空气-空气热交换器进行热量交换，从而避免了外部冷空气直接进入机房内部。这样在节能的同时保障了基站的密封性。
安全性：外界冷空气不直接进入基站内部，基站内原有的密封性和环境都不被破坏，对内部环境无影响。不会因为变频而对其它设备产生EMC/EMI干扰。
节能费用与维护费用的评估：就年平均使用来看，与通风改造后的节能效果接近，略低3~5%，平均维护周期与空调室外机的维护周期一致，也可以通过冲洗直接进行维护，基本不增加维护费用，综合评估费用降低要优于通风技术。
四、智能换热器节能技术特点
1. 室内外风道完全隔离
采用交叉式显热空气-空气热交换器芯体，该芯体由若干换热膜片构成完全隔离的通道，外界气体和内部气体就在各自通道内通过膜片进行换热, 金属基体膜片经过特殊的表面处理，换热效率高，耐腐蚀, 换热通道通流面积大，风速高，普通粉尘无法在通道内停留，维护周期长。
2. 和内部空调智能联动
智能换热器根据室内外温度综合判断, 来确定空调和热交换器怎样协调工作: 在室外温度高于内部设定温度时, 由智能换热器是否开启空调, 再根据内部负荷确定由那台空调工作,是两台空调轮巡还是一起制冷.在室外温度低于内部设定温度时, 启动热交换器单独工作,在内部热负荷较大时,启动内部空调工作配合工作,保证内部温度始终稳定在设定温度.
3. 提高整体系统的可靠性
智能换热器能够对机内部的空调提供过欠压保护功能,提供缺相,逆向,频率异常等保护功能. 智能换热器能够明显缩短空调机组运行时间,延长机组使用寿命. 热交换器的隔离粉尘和防潮功能,有利于提高机房内主设备的可靠性.
4. 安装维护方便
智能换热器采用了一体化设计，便于设备的安装，加上LCD大屏幕中文显示，网络监控功能，使设备操作更方便。全正面维护和机组的免维护设计，大大降低设备的日常维护量。提高综合的经济效益。
五、实验测试方案
1、站点选择
为了全面验证智能换热器的节能效果、各种功能及普遍适用性，我们选择了最具代表性的2种基站作为实验站，
馒头山基站：彩钢板自建房;20平米。直流负载60A
海关基站：租用民房，15平米。直流负载60A
2、测试方法
为了避免由于基站情况不同而产生的误差，我们采用了选择同一个机房智能换热器和原空调分别工作一段时间来做实验进行对比，这样能更准确的对比安装智能换热器前后节能的真实效果。
具体测试方法如下：改造时在空调和ES智能热交换器前面安装一个电表，电表后配备一个空开，空开闭合后为空调+智能热交换器协调工作，空开断开时为空调单独工作。根据需求先智能换热器控制空调联动共同工作一周，再让空调单独工作一周，然后依次轮换。同时每周派人记录数据，包括电表数，温度，湿度，洁净度等和室外环境的温度湿度。测试结束后根据记录的数据分析机房内部的温度和湿度以及洁净度的变化，计算节能比例。
六、应用结论
从2006年3月改造安装完到现在智能换热器已运行一年多，经受了各种气候条件的考验，基站设备的各方面表现都非常理想。
1. 节能方面：使用智能换热器后，能有效的节约温控系统的电耗。
馒头山基站
测试期间智能换热器和空调联动时日均功耗10.27度;单独空调工作时日均功耗为25.56度，
节能比例59.8%
海关基站
测试期间智能换热器和空调联动时日均功耗6.696度。测试单独空调工作时日均功耗为31.29度，节能比例79%
2. 基站内部湿度方面：使用空调时，基站内的湿度偏低，而使用智能换热器时，由于不存在除湿，湿度基本和外部持平，而采用空调器后，湿度会降低10%~15%，产生静电的可能性大大增加。
3. 基站内部洁净度方面：使用智能换热器与使用空调比较，基站内部的洁净度无变化，满足要求;
4. 维护周期：使用智能换热器后，空调的运行时间缩短了66%~89%，延长了空调的寿命和维护周期。对于智能换热器本身一年内不需要任何维护保养仍然正常工作。
5. 临时备份作用：在2006年8月20日海关基站空调压缩机故障，只有智能换热器工作，基站内温度控制在33度，没有高温报警。如果没有智能换热器工作，该基站肯定要高温报警。所以在一定程度上，智能换热器可以起到一定的备份功能。
6. 保护作用：智能换热器与空调联动后，智能换热器为空调提供了电源异常保护，在空调运行期间，空调的可靠性也进一步提高
从上述应用结果来看，我们认为智能换热器节能技术是目前最理想的通讯基站节能技术，辽宁联通已开始进行批量改造应用，预计将为公司创造显著的经济效益。
作者简介
1、 高 山：中国联通辽宁分公司运行维护部，通信高级工程师。
2、 边松林：中国联通辽阳分公司运行维护部，通信高级工程师。