运营商基站空调性能分析及节能控制方案

喻越

摘 要：国内运营商基站节能控制是提高企业竞争力、降本增效的重要手段。当前，基站节能控制方法有很多种，但所需用户投资成本较大。据行业数据统计分析，基站内空调耗电将近占总用电量的一半，在环境允许的情况，控制空调节能就能达到一定的节能目的。文章基于动环监控系统对空调性能进行分析，并通过有策略的控制每台空调运行时长，达到空调节能及保护空调使用寿命的目的。

关键词：基站；空调；性能分析；节能

中图分类号：TN929.5；TU831 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）24-0054-02

1 概 述

自20世纪末以来，中国通信事业迅猛发展，通信行业在节能减排的企业责任下，从自身出发，进行节能降耗。从各种数据分析来看，开展节能减排工作，特别是针对基站的节能减排工作，对于提高电信的竞争力，降低单位业务成本，非常必要且急迫。这其中，降低空调设备的耗能，是移动通信运营商节能减排的重点之一。

当前，基站节能手段较多，如智能通风系统、智能换热系统、空调变频系统等，这些产品或方案都有一定的节能效果，但所需用户投资较大。实际上，合理有效监测控制空调的运行就能达到一定的节能效果，且投资小。本文基于动环监控系统对空调的性能进行分析，并通过有策略的控制每台空调运行时长，达到空调节能及保护空调使用寿命的目的。

2 基站空调现状

在移动基站的耗电中，基站主设备耗电占据51%，基站空调耗電占据46%，其他配套设备耗电3%。

基站一般配置1～2台3 P空调，比如广东移动运营商90%有房基站都配备了2台空调。没有实施节能措施前，空调运行逻辑是通过设定温度上下限值启动和停止空调，两台空调独立运行。这样在春秋冬季节、白昼变换时段内，空调容易反复启停，造成空调寿命降低。空调温度设置不规范、工作模式不统一，容易被维护人员进站修改，导致空调长时间运行不停止，造成很大的浪费。

3 空调性能评估及节能控制方案

基站内，基于动力环境监控系统智能设备接入及传输组网方案，两台空调接入动环监控主机实现实时监控，每一台空调单独配置一路电表监测空调用电量。通过以下策略实现空调性能评估及节能控制：

3.1 通过性能分析选择空调主备用

通过对主、备空调的制冷能力进行综合比较，选择最优的空调作为主用空调。

以单台空调运行使室内温度下降相同温度区间所用的时间长短来判断主用空调和备用空调。用时短的是主用空调，用时长的是备用空调。判断两台空调主备关系时，温度下降区间的起始温度与终止温度相同。例如：室内温度30 ℃，开启一台空调，直到室内温度降到28 ℃，记录空调运行时长，关闭空调。待室内温度上升至30 ℃时，开启第二台空调，记录室内温度降到28 ℃时第二台空调运行的时长。运行时长短的作为主用空调。同时，将主用空调与备用空调的标识上送中心平台。主备空调每隔一定时间进行一次判断，根据判断结果动态更改主、备空调。

3.2 双空调定时轮换运行

可根据设定时间，对主备空调进行轮换控制。

根据主备空调的判断结果，优先选择使用主用空调。当两台空调的都不存在性能告警（告警依据空调性能监测结果）时，进行空调轮换，按设定时间进行空调轮换。如果有空调存在性能告警，则使用主用空调；两台空调都有性能告警，同时开启两台空调。

3.3 智能联动控制

通过节电算法和基站温控要求对主备空调进行联动控制，以满足基站环境温度和节能要求。

当室内温度达到空调开启的温度时，启动主用空调，当空调运行一定时间后，室内温度没有下降到关闭空调的温度条件，此时，开启另外一台备用空调，使室内温度快速下降到空调关闭的温度条件，关闭两台空调。

3.4 温控区间动态调整

根据不同基站、热负荷大小，对空调进行温控区间调整，原则上，基站热负荷越小，温控区间越大；基站热负荷越高则温控区间越小，如：温控区间的调整不得超过31 ℃。

如当空调运行30 min（可设置）后就能达到设定下限，说明空调性能较好，则上调设置上限温度1 ℃。如仍然不足30 min，再上调，但上调温度不能超过31 ℃，即，基站的最高温度只能是31 ℃。

3.5 空调性能监测

应根据特定的温度采集和智能算法，实时、准确判别空调的制冷性能状况，及时发现隐患，避免空调“带病”运行。

通过以下两个规则进行判断，达到其中一条规则即判断空调存在性能故障风险，平台提示性能告警。规则一：每次空调开启（压缩机开启）后，室内温度在限定时间内没有下降预期范围，提示该空调性能告警。规则二：每次空调开启（压缩机开启）时，若该空调进风口温度与出风口温度差小于设定值，提示该空调性能告警。

3.6 中心平台管理

在模拟量动环监控系统基础上，实现空调性能实时监控、远程遥控、电能统计、运行统计、节能分析及站点资源管理等功能。

4 空调在线监控手段

为了集中实现基站空调的性能评估及节能控制，需要将空调监控融入基站集中动环监控系统之中。基站空调类型可分为智能空调和非智能空调两类，实现空调在线监控手段也有多种，主要包括非智能空调有线控制手段、非智能空调无线控制手段、非智能空调智能化改造手段以及智能空调智能口监控手段。

4.1 智能空调智能口监控手段

针对智能空调实现集中监控比较简单，这类空调已集成了智能控制板，智能控制板带有RS232、或RS485智能串口，将串口直接与基站动环监控主机下行串口互联即可实现集中监控。智能空调监控的数据处理可采用底端解析或中心解析模式，可实现空调的状态监测、温度设定、开关机控制等。

4.2 非智能空调有线控制手段

非智能空调是针对智能空调的一种说法，是指空调厂家出厂时没有配备智能控制板，因此不能通过智能串口直接监控。有线控制手段通过强电或弱点控制方式控制空调的开启或停止。其中强电控制方式是直接控制空调的供电电源方式实现，即切断供电关闭空调、连接供电开启空调，前提要求空调必须支持来电自启动；弱电控制方式是通过弱电间接控制空调操作面板实现空调的开启或停止，等效于操作面板控制空调。空调开关控制前需检测判断空调的当前运行状态，实现空调运行状态检测可通过电流互感器检测空调供电电流，达到一定阀值时判断空调是运行状态还是停止状态。

4.3 非智能空调无线控制手段

非智能空调无线控制手段是采用无线空调控制器通过红外無线方式控制空调，等同于空调自身的红外遥控器，通过学习空调控制指令实现对空调的红外控制。空调红外控制器一般可支持自学习功能，通过与空调红外遥控器对射学习空调遥控指令，然后脱离遥控器可实现空调控制。空调红外控制器上行通讯一般是RS232或RS485串口通讯，因此也可支持中心动环集中监控系统远程控制空调的启动或停止。因为红外控制器具有红外自学习的功能，因此除了学习空调开关指令完，还可以学习其他所需的空调控制指令，丰富空调的远程控制功能。

无线红外控制跟非智能空调有线控制方式一样，也需要通过电流互感器检测空调电流，达到一定阀值时判断空调是运行状态还是停止状态。

4.4 非智能空调智能化改造手段

非智能空调智能化改造比较好理解，采购原厂配备的空调控制板或被破解的控制板，嵌入空调进行智能化改造，将非智能改造为智能，改造后空调监控按智能空调监控方式即可。一般空调控制板都已全面实现了空调监控的“四遥”功能，因此不需要外加电流互感器检测判断空调运行状态。

上述四种手段简单对比见表1。

不同的控制手段有对应的实施前提条件，因此空调监控方案需要依据实际条件，结合需满足的功能要求、投资成本等综合来选择。

5 结 语

本文介绍一种电信运营商基站双空调性能监测的方法，并进行逻辑节能控制，保障运行环境的同时提升空调在线服务时长。主要包括了评估空调制冷能力差异，合理的进行双空调轮换、联动控制、动态调整温控区间，周期性检测空调性能之后适应性自动调整策略。同时，通过运营商局站动力环境集中监控系统实时集中监测可在监控中心了解双空调运行状态、性能状态、室内环境变化情况，并且针对不同空调情况介绍了几种空调控制手段。本方法除了能实现空调的集中监控外，还能方便维护人员对空调性能的把握，同时便于评估空调并做适当的维保。

参考文献：

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