动力源机房基站节能

通信机房/基站

综合节能方案

北京动力源科技股份

环保事业部张发鹏2023/10/10

五、动力源在通信节能产业中的优势

四、合同能源管理EPC模式

三、新风节能技术原理与应用效果二、机房/基站综合节能解决方案

一、动力源简介一、公司简介 北京动力源科技股份是一家致力于电力电子技术及其相关产品的研发、制造、销售和效劳的高科技上市公司〔股票代码：600405〕，总部座落于中关村科技园丰台园区。公司经过十几年的开展，已经成长为颇具规模的创新型企业，公司产品广泛应用于国民经济的多个领域。公司先后通过了ISO9001质量体系认证、ISO14001环境管理体系和GB/T28001职业健康平安管理体系的认证，形成了完备的质量管理体系。公司快速、健康开展动力源公司成立走过了最初的创业阶段动力源“DUM高频开关电源系统”被列为国家火炬计划首批复合式电子空气净化机上市动力源股票在上交所首发成功推出多种节能环保产品，公司发展步入新阶段1995年1998年2000年2003年2004年2010年一、公司简介公司产品电子空气净化机智能通风换热产品EPS电源高压变频器N+1AC逆变系统智能通信开关电源系统大型臭氧发生器及水处理系统专用配套电源集中监控系统我们的产品一、公司简介一、公司简介北京动力源作为国家发改委、联合国开发方案署、全球环境基金〔中国终端能效工程〕、中国节能协会节能产业委员会专门培训指定的全国四家节能执行机构之一。北京动力源是国家人力资源和社会保障部指定的、唯一的能源管理师、能源审计师岗位培训单位。北京动力源是国家发改委、国家财政部认定并公告的首批节能效劳公司之一。公司拥有一批经国家认定的高级能源审计师。北京动力源积极推进节能减排工作，在全国各相关政府部门的大力支持下，利用设立在全国的30个办事处，快速建立起了覆盖全国的节能效劳平台，为客户提供方便、快捷的售前、售中、售后的节能效劳。通信机房按照机房规模一般划分为：中心局机房〔母局〕、模块局接入网机房、基站机房。其中中心局机房一般包括传输机房、交换机房、IDC数据机房及增值业务机房，在通信网络中处于核心地位。中心局机房特点及要求：机房面积较大、设备负载大、发热设备密度高并且温度分布不均匀、一般位于高层建筑或机房大楼中。由于设备数量多，并且处于通信网络的核心位置，所以对通信中心机房提出了较高的温度、湿度、洁净度要求。通信机房概况通信机房的环境要求：温度℃湿度％>5um颗粒/升>0.5um颗粒数/升IDC机房20-2540-7033501类机房10-2640-7033502类机房10-2820-803035003类机房10-3020-8530018000值得探讨：随着技术进步，电子设备对于环境要求趋于低。一、机房空调及机房环境要求1、机房精密空调机房空调与通信电源一样，都是通信机房/网络的关键根底设施。中心局机房采用的是机房精密空调，此类空调一般制冷量比较高，功率比较大，空调具有加湿功能。机房空调系统应保证通信机房对温度、湿度、洁净度、气流速度等方面的要求，以利于通信设备正常运行。机房空调与舒适性空调形成鲜明的比照，舒适性空调不能替代机房精密空调。机房空调送风形式：上送风方式：上送风下回风，冷风从空调上端的风帽送出，热风从空调下半部回风口进入到空调内。下送风方式：下送风上回风，冷风通过防静电地板下风道送到机柜下方的缺口，冷风直接进入机柜，直接给机柜内部设备制冷，回风口位于空调上方。节能空间分析：空调的能效比：目前机房精密空调的综合能效比一般最高在3.8左右，如果开启其他功能能效比还会有所下降。室内气流规划问题：设备冷热分区，形式良好的冷热气流组织形式，但目前能够实现冷热分区的机房有限。冷热气流的掺混，致使冷源的利用率降低。机房密封，机房空调24小时开机，不管室外温度多低，造成制冷能耗过大。通信行业的能耗分析：三大运营商每年耗电超过：350亿度；机房/基站是耗电大户。通信机房节能，根本在于通信设备本身，通信设备每减少1kW的功率，整个机房将减少2-3kW的总输入功率。改变现状比较困难。机房空调，在很多机房里，空调的功耗都已经接近通信设备的功耗。因此将节能重点放在空调上，是一个正确的选择。机房空调节能措施目前比较成熟的应用有：提高空调机组效率〔冷冻液添加剂、室外机水喷淋、联动控制〕利用自然界免费冷源新风换气、热交换、乙二醇改善气流组织〔气流管理、精确送风〕机房用电总量约50%被空调设备所消耗绿色机房/数据中心能耗指标〔绿色网格〕：

电能使用效率PUEPUE=数据中心总设备能耗/IT设备能耗PUE基准是2，越接近1越好。简单而有效的制冷系统节能理念：采用盲板防止热空气在机柜内循环机柜采用冷、热通道的布局正确选择室内机位置重视机房密封〔注意活动地板下送风夹层〕关注机架制冷效果，提高机房室内温度针对热点紧靠热源制冷在高热密度区设置气流密闭系统采用免费制冷〔FreeCooling〕技术机房节能改造面临的问题：机房位于高层建筑，发热量大，要求制冷量大；机房洁净度、温度、湿度要求较为严格；局部过热点出现几率更高，要求冷源及送风通道分布更合理；具备全年开机能力；在冬天低温运行时必须解决结露问题；机房内可利用的空间可能十分有限；新风换气节能热管换热节能

CFD气流与热环境分析机房节能综合解决方案气流管理与优化技术乙二醇换热节能1、新风换气节能方案典型的室外冷空气节能系统〔Air-sideFreeCooling〕机房温度升高的主要原因是通信设备、电源等释放的热量不能尽快向外界扩散。通过新风换气装置将室外自然冷源引入室内，同时把室内热空气排到室外，可以快速降低机房温度，所消耗电力远低于空调设备〔只有风机和控制器耗电〕。在气象条件允许的情况下优先使用新风换气系统，可以大幅减少空调开机时间，进而减少空调耗电。室外空气中含有各种灰尘，要保证室内空气清洁度，新风换气节能系统要设置高效率的空气净化系统。降温的驱动力是室内外空气的温度差，温差越大热交换的效率高。我国地域辽阔，气候多样，在秋、冬、春季时间比较长的地方，尤为适用西安市历史上的月平均气温

月份平均最高温度(℃)平均最低温度(℃)1月5-42月8-13月1444月2195月26146月32197月32228月31219月251610月191011月12312月6-3统计时间：1951年01月01日-2009年12月31日系统具备开的条件换风节能：室内外温度差为8度；换热节能：室内外温度差为10度。1、我国的气候类型大致分为3类：①北方，冷资源丰富，可以充分利用新风冷源。②中部，有大量时间处在0～18℃的最正确利用段，相对湿度较高，新风比较适合直接引入室内。③南方，门限为年气温≤18℃的时间应不小于3500小时，达不到此条件，新风系统使用时间短，投资回报难保证。在利用室外冷源前，应充分了解当地的气象条件。解决方案适用范围中心机房新风节能系统大中型机房（程控、传输、计算机、IDC）基站新风节能系统小型机房（模块局、基站、接入网）机房、基站两种解决方案：

五、动力源在基站节能产业中的优势

四、合同能源管理EPC模式

三、新风节能技术原理与应用效果二、机房/基站综合节能解决方案

一、动力源简介基站新风空调节能系统示意图：新风是将室外冷空气直接引入室内，将室内热空气排出室外，使温度得到控制的方法。室外空气中含有大量灰尘，基站室内空气清洁度难以保证，因此新风节能空调器要设置新风净化系统。降温的驱动力是室内外空气的温度差，室外空气中的冷量能充分发挥作用，热交换的效率高。新风产品的工作原理新风节能空调——控温——核心问题1

空气净化——核心问题2

大幅延长

人工维护周期——核心问题3

室内温度恒定——核心问题4

与空调联动——有效分配控温时机——节能核心问题

基站新风产品的工作原理新风节能空调——基站环境的限制

空间限制——设备尺寸不能太大

用电限制——交流电、直流电

防盗限制——开孔尺寸、室外局部及安装方式

防火限制——风阀、烟雾传感的接入

防雨要求

通讯要求——通讯端口

告警要求

基站新风产品的工作原理针对核心问题——空气净化

采用优于G4的长纤维过滤棉

采用能够自动换12次棉的机构，延长换棉周期

同时尽量满足基站环境限制性条件要求

进一步的改进：

采用变速风机+袋式过滤棉

在延长人工换棉周期的同时，保证了室内温

度恒定目标的实现。

降本钱是其主要目标。动力源基站新风产品动力源基站新风产品新风与空调联动——节能核心问题新风与空调各自建立控制系统、温度检测等，新风控制器应成为基站控温的主控制器，由他给空调派任务。与空调联动方案1、通信连接，属有线软连接，如果原空调器有RS232或RS485通信接口，通过新风节能系统控制器的相应接口，可以方便地建立连接。各品牌空调的通信协议不尽相同，在空调通信协议的根底上修改程序。2、干节点连接，属有线软连接如果原空调控制板上引出了干节点控制接口，通过新风节能系统控制器的空调控制干节点直接引线与空调连接，实现空调联动的方式。3.红外连接，属无线软连接。属无线软连接方式，原空调须有红外接收装置。但存在难以判定空调的状态与新风控制器发出的指令是否一致的问题；当新风控制器出现故障无法实现判断并发出空调控制指令时，空调难以自动复位。4.温度差联动，属无线联动方式，智能通风和空调控制系统各自独立，通过室内温度在存在热源的条件下会自动上升的客观规律实现联动。3010新风开新风2028空调室外室内5、切电连接，属有线硬连接，在原空调器无相应的连接接口时，通过新风节能系统控制器的空调控制干节点控制空调电源，实现空调联动的方可以方便地建立连接。各品牌空调的通信协议不尽相同，在空调通信协议的根底上修改程序。新风与空调联动——节能核心问题5种空调联动方式的比较：联动方式对空调的要求连接方式保证性缺点通信接口及协议有线、软高不利于推广，安装调试工作量大干节点接口有线、软高机会太少红外接受器无线、软中自动复位风险、不同步风险温度差无无线低新风、空调同时运行的风险切电无有线、硬高对空调寿命存在担忧在我们完成的工程中，自然冷源利用改造工程可以为局站空调带来20%--65%的节能〔视地区环境气候条件不同产生差异〕效果；自动卷棉智能新风节能系统组成:自动卷棉智能新风节能系统组成:自动卷棉智能新风节能系统组成:机房新风节能产品采用过滤网、G4过滤棉、电子空气净化三级过滤。新风过滤：复合电子空气净化机的多重净化手段电子集尘器

利用静电吸附原理对室外空气中微小的灰尘进行吸附，能滤除导电、铁磁性等重金属粒子，保证了机房内的空气品质。电子空气净化单元电子空气净化机由高压电离器、集尘器等组成。空气在通过电子空气净化机时，大局部毛絮和较大、较“重〞的颗粒物被电子空气净化机里的金属过滤网所过滤，较小的颗粒物随气流进入电子集尘器的电离区时，被高压电离，失去电子，呈现出正电的性质。当带正电的颗粒物通过带有负电的集尘板时被吸附在集尘板上，同时强电场可击穿附着在颗粒物外表的细菌、病毒和微生物的细胞壁，并将其杀灭。空气中残留的气体污染物〔如：甲醛、硫化氢、氨气等剩余有害气体〕到达颗粒活性碳过滤网时被吸附，被净化的空气进入室内，到达净化空气的效果。电子空气净化效果新风采用三级过滤，包括自主专利产品电子空气净化单元，有效保证机房中的空气洁净度，为设备提供良好的运行环境；独有的室内空气回风自循环净化功能，提高洁净度。智能混风：新风、回风量依据温度和露点自动调整，保证不结露又节能；采用等焓加湿装置，在设备运行中能够有效确保室内湿度保持在要求范围内；动力源机房新风节能核心技术：风机节能：采用特性曲线良好变频风机，实时调节风量，并优化结构设计，提高节电效果；专业风管设计：实现良好的气流管理；优化控制逻辑：多温区控制，控温精确，节电更有效；可根据热功率分布情况，合理布置冷源；强制排放系统：有效排出热风，优化气流，针对性强。动力源机房新风节能核心技术：板式拼装式设计便于运输搬运安装现场组装解决安装困难后部进新风机组上部进新风机组1.山东联通合同能源管理试点工程山东联通合同能源管理试点工程山东联通合同能源管理试点工程山东联通合同能源管理试点工程山东联通合同能源管理试点工程精确送气通道：空调吹出冷气直接到达通信设备进气口附近，设备进风温度等于冷风温度，提高设备制冷效果。精确送气通道：冷热通道别离冷热通道封闭气流封闭/遏制局部热点精确送风行内InRow制冷设备顶部制冷设备机柜门制冷设备动力源智能通风产品通过的权威认证智能通风节能系统通过了CQC认证、欧安CE认证智能通风节能系统具有国家空调检测所等检测机构出具的多份国家级产品检测报告。四、节能方案介绍及技术特点4.4业绩介绍：中国电信聊城分公司累计年平均节约能源效益占机房总能耗的20.4%。四、节能方案介绍及技术特点中国移动青海分公司全年节电效益为基站总用电量的27.3%四、节能方案介绍及技术特点中国联通运城分公司年平均节电效益为基站总耗电量的25.8%四、节能方案介绍及技术特点中国移动青海公司、安徽巢湖分公司和宣城分公司中国电信山东公司、青海公司中国联通山东公司、安徽公司、四川公司、青海公司、甘肃公司等等中国电信天津分公司6月份监测显示，东丽新五村基站工程所节约能源效益为原空调能耗的73.1%，为基站总能耗的27.68%四、节能方案介绍及技术特点

五、动力源在基站节能产业中的优势

四、合同能源管理EPC模式

三、新风节能技术原理与应用效果二、机房/基站综合节能解决方案

一、动力源简介四、合同能源管理EPC模式EPC模式在中国：1994-1997年，中国政府与世界银行的专家进行了屡次讨论，就在我国示范和推广“合同能源管理〞这一节能新机制达成共识，决定共同在我国实施中国节能促进工程，以推动我国广泛开展节能工作。在当时的“国家经贸委〞和世界银行的支持下，我国于1997年组建了3家示范性的节能效劳公司，按合同能源管理机制为客户实施节能工程。2021年4月2日国务院办公厅发布了〔国办发〔2021〕25号〕?关于加快推行合同能源管理促进节能效劳产业开展的意见?的文件。文件指出了推广EPC节能效劳的总体框架和更加明确的政策导向，为我国节能事业开展带来新契机的同时也将中国政府对节能的要求推向了更高的起点。

节能效益监测人员培训、设备管理及维护

方案实施

节能方案设计EPC

合同谈判签署节能工程评估节能效益分享四、合同能源管理EPC模式合同能源管理的定义:节能效劳公司〔EMC〕与客户签订能源管理效劳合同，为客户提供能源审计、工程融资、设备采购、工程建设、工程管理等一条龙效劳或局部环节效劳，从工程建成后取得的节能效益中收回本钱并获得利润的一种经营模式。四、合同能源管理EPC模式合同能源管理的特点:客户无需承担风险，不需投资或少投资，即可获得节能工程；客户利用工程取得的效益付费，可以把珍贵的自有资金用在其他急需的工程上；在合同期内，工程的所有权归节能效劳公司所有，合同结束后所有权转移给客户。四、合同能源管理EPC模式合同能源管理的流程:能源审计EMC针对企业的具体情况，对各种节能措施进行评价,并对采取各种节能措施后的节能量进行预测节能改造方案设计根据能源审计的结果，EMC向用户提出如何利用成熟的技术来改造的初步方案和建议；如果用户有意向接受EMC提出的方案和建议，EMC就为用户进行工程设计。四、合同能源管理EPC模式能源管理合同的谈判与签署在能源审计和改造方案设计的根底上，EMC与用户企业就一定时期内工程的投资费用和节能效益分配举行谈判。通常情况下，效益分享合同规定能源管理公司头几年享有全部或较多的分成，以确保收回其在工程中的投资并获得收益，而用户企业的分成比例在以后几年逐步提高。四、合同能源管理EPC模式工程融资EMC对节能工程融资和对工程所需技术和设备等进行采购，资金来源可能是：EMC的自筹资本〔股份〕；银行商业贷款；政府的节能专项贷款；设备供给商允许的分期支付；国际资本〔如跨国开发银行〕。施工、安装及调试由EMC或接受委托的其它施工机构安装、调试有关设备。运行、保养和维修EMC为用户培训设备运行人员，负责所安装系统的保养和维修。某些情况下，可由用户负责保养和维修。四、合同能源管理EPC模式运作模式:保证节能效果型客户委托节能效劳效劳公司进行节能改造，如到达所承诺的节能量，客户支付节能改造全部费用。节能效益分享型节能工程投资由节能效劳公司支付。合同期内能源效劳公司与客户分享由节能工程带来的节能效益。合同期满，工程及效益均归客户所有。能源费用托管型在保证客户能源本钱降低的前提下，客户将合同规定的能源费用全部交由节能效劳公司管理。耗能设备的运行维护、更新改造投入均由节能效劳公司承担。节省的能源费用归节能效劳公司。节能设备融资租赁节能效劳公司根据合同规定购置节能设备并租赁给客户使用，客户按月或季度向节能效劳公司支付设备租金。合同形式为融资租赁合同或设备租赁合同，节能效益可提前约定。四、合同能源管理EPC模式优惠政策:按照国家相关政策可以享受税收优惠可争取节能技改地方奖励或补贴节电折算标煤年达万吨可以得到国家补贴四、通信EPC模式的问题与解决方案作为以节能效劳为主体的EPC模式在通信行业中应用，主要是从石化、冶金等行业移植而来，但是通信行业又具备了自己的设备特点，通讯基站往往分布广泛并且分散，那么就不可能实现像石化或冶金行业的数据统计方便并且精确。于是在EPC模式中的能源计量方法就成为了一个核心的问题四、通信EPC模式的问题与解决方案针对通信EPC模式存在的核心问题，提出三种计量方法：实时比较法计量分时比较法计量理论计算法四、通信EPC模式的问题与解决方案实时比较法计量：根据基站所处的地理位置的历史气象特点和基站内设备的直流负载情况，将此地区的基站分为不同的组。在组内选择两个试验基站，其中有一个基站装有基站综合节能系统，另一个基站保持原来的所有工作状态，在测试运行周期内通过远程监控系统将耗电量数据统计并记录，最后通过比照可得出此节能方案的节能效果数据。四、通信EPC模式的问题与解决方案分时比较法计量：首先仍然根据基站所在地区的历史气象信息和基站的直流负载对众多基站进行分类，在每组中选出一个作为试验基站，并在此基站中安装综合节能系统，应用远程监控平台中的能耗计量装置来监测并统计其在试验周期内的耗电情况，得到统计结果后可以与历史同期此基站耗电量相比照得出节电效率，也可以使综合节能系统停止工作同样周期来统计出不采取节能措施的耗电量，根据采用综合节能系统前后的能耗统计值比照出节能系统的节电效率。四、通信EPC模式的问题与解决方案理论计算法：同样先根据气象和直流负载两条件对基站进行分类，在每组中选出两个基站作为试验站，使其中一个基站的主设备完全停止工作，利用恒功率模拟负载模拟主设备发热，安装节能系统，运行完试验周期，用远程监控系统监测统计两基站的能耗并做比照后，将两个基站交换运行同样的试验周期，再次统计和比照，最后综合两次试验的数据得到此组基站标准的节能效率参数，可屏蔽基站本身直流负载的波动对试验的影响。通信空调节能的特点从2006年开始试用各种空调节能产品，如新风、换热、热管、电池恒温仓等；直到目前为止，运营商还不能确认在何种环境下采用何种节能设备是适宜的、如何使用是合理的？总之，担忧使用后的风险。主要在通信基站内试用，核心机房试用的空调节能产品相对较少；最初是国家政策提倡、推行，如今既是国家政策要求也是企业降低运行本钱的需要；能提供基站节能空调器的企业看起来很多，大多为小企业3大通信运营商目前都在研究以合同能源管理方式推进空调节能工程。合同能源管理方式的优点运营商担忧使用空调节能产品后的风险——合同能源管理方式将风险留在了节能效劳公司。空调节能产品对运营商而言，是不熟悉的，如何选择？如何使用？——合同能源管理方式是由节能效劳公司来完成这些工作。只有国家公布的节能效劳公司才能享受国家关于节能方面的奖励和优惠政策。承揽方应具备足够的资金实力和融资能力。通信行业合同能源管理模式节能效益分享型节能效劳公司提供工程资金节能效劳公司提供工程的全过程效劳；合同期内节能效劳公司与客户按照合同约定的比例分享节能效益合同期满后节能效益和节能工程所有权归客户所有。合同能源管理的原理三个关键数:

节电率、收费年限、分成比例其本质是：投资回报模型评价的核心指标：投资收益率合同能源管理的原理用电单位节能服务公司提供节能机会和平台提供节能改造的投资配合项目实施项目实施的主体负责项目运营管理负责节能收益的申报收益分成收益分成注:投资是100%的投资。收益是扣除运营本钱后按分成比例分配给节能效劳公司的收益。投资回报模型投资收益率=对(收益/投资)开收费年限次方-1要到达的目标是＞10%简化计算为：收益/投资≥2.5〔收费期为5年〕投资：越小、收益率越高，要尽量小收益：越大、收益率越高，要尽量大运营本钱：越大、收益率越低，要尽量小收费年限：是一个复杂的因素投资回报模型影响投资的因素:节能量测试、计量方案设备本钱工程施工本钱管理本钱测试方案〔以基站为例〕：

通常采用横向比照法。

横向比照法：就是在同一类型的基站中建成一个或m个样板站，反复在空调模式和节能空调模式下运行，分别计量各自的耗电，计算单站节电量和节电率，将此节电率推广至同类各站。样板站空调24小时单独运行的耗电量为a,月累计值为A；样板站节能系统与空调联动24小时耗电量为b，月累计值为B；建有同型号新风系统的标准站共有n个，其当月各标准站实测耗电量为Cn；那么:

样板站节电率(η)的计算方法：

A=∑〔a1、a2、…a15〕

B=∑〔b1、b2、…b15〕

ηm=〔A-B〕/A×100%

η=∑〔η1、η2、…ηm〕/m

该种型号新风系统月节电量E

E=∑〔A1、A2、…Am〕-∑〔B1、B2、…Bm〕+∑〔C1、C2、…Cn〕×η/(1-η)

此方法需要监测所有基站的节能空调或总的用电量、需建立用电量数据传输系统。

测试方案〔以基站为例〕：

通常采用横向比照法。

横向比照法：在同一类型的基站中建成一个或m个比照站，建成一个或m个测试站，比照站不需进行节能