基站机房空调的节能改造与无线监控的实现

前言
移动和联通、电信、网通、铁通等网络运营商的机房的空调采用的是一般的空调，以联通某分公司的基站机房的空调系统的运行现状来看，存在以下问题：
1、空调耗电费用庞大，根据基站的有关统计报告，基站空调的电费支出占到基站总电费的50%。
2、基站空调大多采用3-5匹的三相单冷工频压缩机空调，定温26度，全年全天候运行，两台空调互为备用，部分地区需两台开启运行，能耗巨大。
3、集中在市区和城镇中心人口密集的中大型基站耗电量较大，没有电费可达2500元，有的大型的基站电费达到4000元。
4、许多基站长期无人值守，空调系统的运行状况得不到及时的检测和维护。
采用变频调速技术和结合无线远程数据采集，实现机房空调可靠运行保障，不光使基站的达到最佳节能效果，而且使得机房设备更安全。
二、基站机房空调的节能原理。
对制冷压缩机进行节能改造，能大大节省电能，可达到理想的节能效果，原因如下：
1、 基站空调自身的额定功率较大，例如安装了5P空调的站点。因为安装5P空调的站点空调制冷余量大，所以节能空间也相对较大。
2、 基站整体负载在60A～150A之间。负载大的站点，因为其设备多发热量大，所以导致空调的使用量大，空调起动制冷时因为基站面积不大，很容易使环境达到设定的温度从而停止制冷，但因机器发热量大使环境温度很快回升，从而又需要起动压缩机制冷。这样反复的运行，导致压缩机频繁起动，在压缩机启动时因为其启动功率大、启动转矩大，所以一般都需要一个5～9倍的起动电流。所以在启动时消耗的电量较多，而频繁的起动无疑加深了空调的负担，使其用电量加大。
三、基站机房空调节能改造的要达到的要求。
1、将现有的压缩机工频运转改为高精度的节能控制方式，压缩机节能调速运行，实现线性软启动和变速运行，有效减少压缩机的启动的电网电流的冲击和启动的机械磨损。也减少启动时的电能损耗。使压缩机的寿命延长。故障率低，减少维护工作人员的工作强度。
2、借助温度传感器，适时采集环境温度，自动调整压缩机的转速，从而闭环控制环境温度的恒温效果，可使环境温度的控制精度控制在1°C以内。控制温度精度的提高，可以有效地减少压缩机移动能量的做功的减少。达到最佳节能的效果
3、需要实现两台空调定时切换运行。以及一台空调节电运行故障时自动切换工频运行，降低压缩机的故障率和维护人员的工作强度。
4、提高电网功率因数，减少无功功率的损耗。
5、设计较宽的电网工作电压，可以减少因电网电压问题造成的不能正常工作现象。
6、通过改造使压缩机工作噪音减少。
7、通过优化控制方式，根据日夜以及四季的特点自动定时修整设置温度，可达到最理想的节电效果。
8、可以测量和显示三相电压、频率、电流、功率、环境温度、湿度等数据，作为动力监控和节能测试。同时，远程监控可实现空调和基站的机房监控联网。实现空调系统的运行动态监控，对采集数据进行分析和处理，及时发现问题和故障的及时报警，提供系统化管理手段。
9、可提供多用户的远程维护和管理支持，设备维护人员可以远程及时地解决故障，生产厂商也可以远程最便捷地提供技术支持。
10、可以在控制中心及时发现温度控制不正常的现象，减少温度不正常对主控设备的影响，以及过度制冷造成的能量浪费。
11、可以实现手机监控，维护人员可以在任何时间任何区域接受故障信息和实现设备数据查询以及第一时间响应和排除故障。

四、基站机房空调节能改造的控制实现方案
（1）市电/节能运行双向回路安全设计，不改变空调原有电路的和保护控制部分,因此，对设备的安全运行没有影响。选择工频电源工作时，即恢复了原有的控制系统工作。确保在节电运行模式下发生故障或检修时，原有控制能正常投入运行，确保系统安全，不影响空调正常工作。
（2）在另接温度变送器一只，采用PID恒压控制的方式。使得空调使机房稳定在设定的温度点上运行。原有的设备的电气保护控制部分依然有效，即便节能闭环恒压控制失控的情况发生，原有的温度控制仍然起作用，确保温度控制不至于引起机房设备的运行安全。
（3） 内置独特的精密计算机控制器和信号转换器，快速的数字化处理。平滑软起动控制，大大减少电机起动时对电网的冲击。工作环境噪音明显减少，系统噪音大幅下降；
（4）全领域的保护功能：低电压、过电压、过电流、过载、过热等保护功能。具有瞬时掉电再启动功能，能保证生产的连续运行。
（5）高起动转距，过载能力强，可快速启动，满足工艺的需要。
采用目前世界最先进矢量控制技术（电流矢量控制），确保在压缩机工作过程中，能承受重负载的冲击而不跳闸，以确保生产过程的连续性。
（6）针对基站的野外环境的特点，设计有专业的防雷击电路。
（7）完善的EMC设计：
采用多种EMI对策，确保对空调电气系统的干扰减小到最小，保证其工作的稳定性。
（8）采用常州新维致远科技公司开发的EOPIS设备运行可靠性保障系统的无线物连联平台，很方便地将空调设备的运行，能耗，故障信息及时反馈管理部门，并有软件实现自动化的信息决策，并使得远程的设备售后服务更便捷及时，可靠性大大提高。为设备提高可靠性和更系统化科学化管理设备提供可能，此外，在节能方面可以使节能效果提高5%以上。
四、改造后用户经济效益
（1） 高效节能，降低生产成本。
采用了先进的微电脑控制技术，提高空调电机功率因素至0.96以上，节电率一般可达25%~55%，设备投资6~12个月便可收回。电能的降低能使得企业的市场竞争优势增强。
（2） 软启动带来设备的可靠性和延长器件寿命
使FMCK空调智能节能控制器节能改造后，将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流的2倍，减轻了对电网的冲击和对供电的要求，延长了设备的使用寿命，降低了设备的维修维护成本和设备维修维护工作量，同时也使得空调设备的维修维护成本降低。
（3） 提供远程集中的空调设备的监控与管理，提升自动化信息化水平
总结：节电技术、自动化技术以及信息化技术在基站机房的空调设备的完美结合，必将使得用户企业的效益大幅提升，市场竞争能力增强。