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根据工信部2017年公布的报告，移动通信基础建设步伐加快，移动基站规模创新高。2017年累计新增移动通信基站44.7万个，总数达604.1万个（见图1）。
图1 2015-2017年移动电话基站数量
所谓通信基站，是指在有限的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。基站是移动通信中组成蜂窝小区的基本单元 ，完成移动通信网和移动通信用户之间的通信和管理功能（见图2）。
图2 基站外观
基站内的核心设备是发送器和接收器（见图3）。这些设备在工作过程中无时不刻地散发着热量，为保证基站设备的正常运转，房间温度应维持在28 ℃水平，基站空调应运而生。基站空调的能耗在整个基站能耗中占比很大。据相关数据统计，中国移动集团通讯业务的电能消耗中，仅基站能耗就占到了逾70%，而基站空调的能耗更是达到基站总能耗的40%~60%，所以针对通信基站的节能技术研究大多与空调系统相关。
图3 基站内部
经调研了解，基站的面积一般为20 m2左右，设备发热量最低为2 kW，最高超过5 kW（见图4）。即使在寒冷地区，仍需要全年散热。
图4 基站面积和发热量统计
现有基站空调系统一般采用分体空调，降低空调能耗的措施主要有优化空调运行控制和利用自然冷源2种方式。基站自然冷源应用方式有多种，如智能通风、智能换热等。智能通风直接将经过过滤处理的室外新风引入基站，利用室外的冷空气为基站降温，缩短基站内空调的运行时间，降低空调能耗。这种方式节能效果很好，但对室外空气品质要求较高，因为基站内部的电信设备对空气清洁度要求较高，对于依靠过滤来保证空气品质的地方，频繁更换过滤设备带来了很大维护工作量，从而加大维护成本。智能换热设备能较好地解决空气的过滤问题，但通常换热设备体积比较大，换热效率较低。因此，目前常采用热管换热器。该设备是一种专为通信基站降温、散热开发的节能设备，其本身并不带制冷部件，充分利用室外空气作为自然冷源，不直接引入室外空气，而是采用高可靠性的热管传热部件，通过全封闭连接管路中工质的自然循环进行热量传递，实现基站自然降温，并有效地避免直接引入室外空气带来的污染和解决温湿度难以控制的问题。与智能通风、换热空调器相比，热管换热器可以实现更低的换热温差，自然冷源利用率高，适用范围广、时间长，并且更加易于维护和清理。在室外温度低于室内最高控制温度5 ℃以上（23 ℃）时都可以使用。相对于分体空调，使用热管换热器可以大大降低空调系统的能耗，提高基站的COP值。
当基站室内温度超过30 ℃时，换热器排热量已经不能满足降温的要求，需要打开空调一起排热。图5显示了哈尔滨某基站空调系统的COPs变化情况。
图5 哈尔滨某基站空调系统COPs变化
基站内气流组织形式应有利于通信设备的正常工作；基站的气流组织应“ 先冷设备、后冷环境”， 冷源应尽可能接近发热设备或者设备的发热部分；基站内应避免局部热岛。气流组织直接影响室内空调效果，是影响房间工作区温湿度基数、空调精度及区域温差、工作区的气流速度、清洁程度的重要因素， 是空气调节的一个重要环节（见图6）。
图6 形式示意图
1、注重基站空调机温度的合理设置，一定程度上减少了空调系统耗电量。结合移动通信基站空调机运行状况， 将其温度控制在25~28℃之间；安装性能可靠的空调节电器；加强空调改良，并根据不同的时间段进行温度调节，实现对其耗电的有效控制。与此同时，应注重移动通信基站空调系统气流组织的合理设置， 促使空调系统能够在良好的运行环境下工作，并在适宜的温度条件下进行内外换风，实现基站空调系统节能降耗。
2、移动通信基站整个建筑耗能大小与基站屋面及墙壁保温隔热效果密切相关。因此，为了确保基站空调系统能够达到节能降耗的目的，应加强对其运行环境的分析，促使空调系统能够在适宜的运行环境中正常工作。①合理设置保温层，并对基站机房墙体进行隔热处理；②加强屋面挤塑板、烧结页岩多孔砖等不同保温材料使用，并对使用上述材料的基站外墙保温效果进行评估， 促使其平顶具有良好的保温性能。同时，根据不同季节的气候变化特点，加强空调机制冷机新风送冷系统配合使用。
3、在移动通信基站空调系统处于正常的运行状态时， 注重智能热交换系统设置，也能为空调系统节能效果增强提供保障。应注重冷凝器、压缩机、外部新风机、智能交换器等不同构件的合理运用，实现智能热交换系统构建，并完善系统服务功能。若基站空调系统运行中室外环境温度较低时，可在换热器的支持下进行散热； 当空调系统运行中的负荷逐渐提高时， 将通过对外界冷源及匹配基站内部热负荷的高效利用，实现节能降耗。
4、移动通信基站空调系统运行中若引入地源（水源）系统，能够在土壤中埋设非地下水管道，实现管道降温处理，并将处理后得到的冷空气送入移动通信基站机房内， 实现空调系统运行中的冷热空气交换。
参考文献：
1、《通信基站用热管换热器试验研究和节能分析》作者：郝长生，尤占平（石家庄铁道大学），刊登于《暖通空调》杂志2017年第7期
2、《基站围护结构性能及空调系统性能优化分析》作者：涂壤，李震，刘晓华，田浩（清华大学），刘芳（中国移动集团设计院），刊登于《暖通空调》杂志2011年第12期
3、《移动通信基站空调系统节能措施分析》作者：蔡泽宝（中国铁塔股份有限公司肇庆市分公司），刊登于《通讯世界》2017年第17期
