户外机柜空调的节能减排解决方案

一、前言

 

　　随着通信网覆盖范围扩大，原有的机房建站模式在站点选择，建设速度，投资等各方面不能够适应网络建设的要求。户外建站方式越来越多的被广大用户接受，用量逐渐增多。根据北美，欧盟等发达国家的建站经验，超过50%的站点选用户外建站方式。从我国的实际情况看，户外产品的应用方兴未艾，目前在移动通信网主要应用于偏远地区的边际网，并开始向城区发展。在固网建设方面，随着宽带建设的提速，以光进铜退为主要方向的接入网下移改造，也出现了大量的户外柜需求。

　　为了进一步实施节能增效，降低企业运营成本，需要对户外建站方式的能耗情况，特别户外机柜空调（也称电气柜空调、控制柜空调）的节能问题进行专门研究。

 

　　二、户外机柜空调的节能减排要求

 

　　具体来说，节能减排包括节能，节地，节材，环保等诸多方面。节能可以降低能耗，对降低运营成本有直接作用。节地可以减少站点建设的投入。节材可以降低材料耗费。这几个方面也是相辅相成的，比如设备占地面积小，相应的会降低建站材料的耗费。此外，户外机柜空调直接应用在户外，甚至有一些直接安装在偏远地区，因此，要更加重视环保的要求，比如电磁辐射，音频燥声，材料污染等都需要满足相关的标准。

 

　　三、户外机柜空调节能减排的相关技术与解决方案

 

　　1、节能技术

　　机柜空调节能可以直接降低站点运营成本。此外，户外机柜空调多应用于偏远站点，供电条件较差，外部环境恶劣，对设备的损耗因素多。因此，户外机柜空调的能耗主要产生于两个方面，电源部分和环境控制部分，因此节能主要从两方面入手解决。

　　针对电源部分的损耗，户外机柜空调的工作模式和室内机柜空调是一样的，正常情况下为均流工作模式。因此，可以采用电源模块休眠技术根据系统负载状态，动态调整工作模块数量，使系统始终工作在最佳效率区间，从而降低系统的能耗。

　　与室内机柜空调相比，户外机柜空调环境控制部分可以根据外界环境温度和自身发热量的情况，通过实施热量控制，保证柜内设备的正常工作。因此，环境控制部分直接影响设备的可靠性及能耗。通过先进的技术和设计，在保证设备可靠性的前提下降低能耗，对降低站点的运营成本有实际意义。降低能耗，首先要求机柜的良好密封，良好的机柜密封和隔热性能一方面可以提高设备的防护能力，另外可以提高环境控制部分的效率，从而降低机柜的整体能耗。对于户外机柜来说，柜内热量的散发主要通过冷热空气之间的热交换将热量带走。换热部分的换热量决定于选择的热交换器及风扇风量。

　　风扇是主要耗能部件，风扇的风量与能耗有直接的对应关系。风扇通过调速改变风量，风扇转速与耗能呈现二次曲线的特征，在转速低于额定转速的80%条件下，风扇的耗能处在额定能耗的60%以下。因此，风扇在大部分调速区间可以显著降低能耗。考虑户外机柜的设计条件，风扇额定风量的选择是按照系统最极端工作条件考虑的。然而在大多数条件下，环境温度和设备的发热量均远低于系统极端条件。因此，在环境温度较低或负载较轻时，风扇可以以较低的转速满足系统散热的要求，同时降低换热单元的的能耗。

　　2、节地技术

　　节约占地是节能减排的一个重要指标。户外机柜空调主要是满足站点面积小，不方便建站的应用，因此减少占地面积可方便站点寻址并可降低建站成本。如采用嵌入式机柜空调安装时，既可以减少占地面积又可以减少配套钢结构的投资，增加站点选择灵活性。

　　3、环保技术

　　环保包括材料污染，音频噪声污染及电网污染等方面。

　　考虑当前的电源技术水平和户外机柜应用场合，户外机柜空调的材料污染和音频噪声污染在户外应用时需要重点关注。因为多数户外站点位于自然环境优美的地区或者城市人口密集区。因此系统的材料污染尤其是重金属污染对环境有较大的破坏，音频噪音过大对居民工作生活带来不便，从而影响设备使用。

　　针对材料污染，欧盟颁布了RoHS环保指令，国内信息产业部颁布了《电子信息产品污染控制管理办法》，要求设备不含重金属污染并对设备污染排放控制承诺相关时间。我公司的户外产品系列全面满足欧盟及中国环保指令要求，并承诺50年的污染物排放控制时间。

　　音频噪声污染主要控制方法是选用低噪音换热元件，同时采用消音措施。研究表明，换热调速可有效的降低机柜噪音，符合实际应用环境的需要。

　　4、高可靠性，低成本

　　此外，采用户外机柜空调的站点多数交通不便，维护成本高。因此，通过合理的设计提高系统可靠性，降低站点维护成本，对提高网络运营效率非常关键。

　　根据户外电源的应用情况，尤其在高温环境中要有针对性的散热措施，研究表明，传统的自然开孔散热难以满足机柜的应用要求，而采用主动散热技术，可以使机柜内内温度基本接近于环境温度，机柜的工作条件会得到极大改善。

　　此外，户外机柜空调在结构设计，环境监控，安装等方面都充分考虑了应用环境的要求，使系统的维护量降到最低。

 

　　四、结论

 

　　随着户外机柜空调应用逐渐增多和节能减排工作的不断深入，其节能问题密切关系到产品的客户价值。本文从户外产品的节能减排关注点出发，从节能，节地，环保，降低维护成本等角度分析了我公司户外产品的相关技术及其客户价值。从客户反映的情况看，我公司的户外产品在节能减排方面的相关技术可以有效的降低站点的投资成本和维护成本，促进整个网络的节能增效。