一、應(yīng)用背景
信息的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，人類社會(huì)對(duì)溝通的需求不斷增加，通信服務(wù)提供商（SP/ISP）擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的投入，增加網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，從而以期達(dá)到任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、可與任何人溝通的效果。運(yùn)營(yíng)公司的移動(dòng)基站、接入網(wǎng)站、模塊局的數(shù)量不斷增大，特別是移動(dòng)基站的數(shù)量增加非常迅猛。
為了節(jié)約，絕大多數(shù)的移動(dòng)基站均采用無(wú)人值守，但這些通信基站里的各種電子設(shè)備，是需要在一定的溫度環(huán)境下（基站環(huán)境國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50174-93規(guī)定長(zhǎng)年基站溫度為18℃～28℃），才能長(zhǎng)期正常地運(yùn)行，為了達(dá)到基站標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境溫度，每個(gè)通信基站均配備了兩臺(tái)左右的空調(diào)，而這些空調(diào)長(zhǎng)年處于開機(jī)狀態(tài)，目前的狀況是:
a、基站電費(fèi)支出增大
根據(jù)一個(gè)地區(qū)移動(dòng)通信分公司資料統(tǒng)計(jì)顯示，2006年138個(gè)基站電費(fèi)支出為212萬(wàn)元人民幣，2006年238個(gè)基站電費(fèi)支出超過(guò)580萬(wàn)元人民幣，平均每個(gè)基站基站的電費(fèi)支出增加了58％。


b、基站空調(diào)電費(fèi)支出所占比例較大
根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)分析，平均每個(gè)基站空調(diào)的電費(fèi)支出約占整個(gè)基站電費(fèi)支出的54%左右，空調(diào)成為基站基站中的主要用電設(shè)備。

c、基站空調(diào)用電浪費(fèi)現(xiàn)象較為嚴(yán)重
• 目前基站空調(diào)大多被設(shè)置為制冷18℃，或者自動(dòng)24℃，由于基站是無(wú)人值守，很多基站空調(diào)全年開啟，浪費(fèi)的現(xiàn)象較為嚴(yán)重。
• 而根據(jù)電子設(shè)備運(yùn)行的相關(guān)國(guó)家規(guī)范規(guī)定，一般基站長(zhǎng)年溫度應(yīng)保持在18℃～28℃以內(nèi)，濕度10%—90% ，基站空調(diào)若與我公司生產(chǎn)的安全節(jié)能換氣系統(tǒng)配套聯(lián)動(dòng)使用，節(jié)能的空間很大。
空調(diào)的電能消耗對(duì)通訊運(yùn)營(yíng)公司來(lái)說(shuō)，是一筆很大的開支。在我國(guó)絕大多數(shù)地區(qū)，很多時(shí)間段內(nèi)的自然常溫就能滿足電子設(shè)備正常運(yùn)行的溫度要求，或者僅需一臺(tái)空調(diào)間歇工作就能滿足這些電子設(shè)備正常運(yùn)行的溫度要求。
基于上述原因，我們采用國(guó)際先進(jìn)的控制理論技術(shù)，依據(jù)國(guó)際基站通用標(biāo)準(zhǔn)和電器設(shè)備可靠安全運(yùn)行的最佳環(huán)境的長(zhǎng)期試驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)，研發(fā)設(shè)計(jì)出基站換氣節(jié)能系統(tǒng)，該系統(tǒng)在具有基站節(jié)能功能的同時(shí)，還具有可靠的安全報(bào)警功能和完善的聯(lián)網(wǎng)功能。
對(duì)采用換氣方式達(dá)到節(jié)能這一點(diǎn)，人們都能認(rèn)同，問(wèn)題是采用TLK-S-Ⅲ基站換氣節(jié)能系統(tǒng)到底能節(jié)多少能，有多大的節(jié)能空間？對(duì)基站的綜合環(huán)境安全性有無(wú)影響？在四川聯(lián)通所屬的基站中找了兩個(gè)相同載頻和空調(diào)的基站，分別對(duì)空調(diào)和節(jié)能系統(tǒng)安裝了電度表，其中一個(gè)基站安裝TLK-S-Ⅲ基站換氣節(jié)能系統(tǒng)（成都聯(lián)通齊力基站），另一個(gè)基站只對(duì)空調(diào)安裝了電度表（成都聯(lián)通紫荊祥宇花園基站）。同時(shí)要求白天室外溫度不低于28℃作為節(jié)能對(duì)比的條件，2006年4月29日下午4點(diǎn)至5月8日下午4點(diǎn)這九天基本滿足了測(cè)試對(duì)比條件，其白天的室外溫度均在28℃與33℃之間，測(cè)試的結(jié)果是：安裝了TLK-S-Ⅲ基站換氣節(jié)能系統(tǒng)的齊力基站空調(diào)和換氣系統(tǒng)九天的總用電數(shù)為206度電，沒(méi)有安裝節(jié)能系統(tǒng)的對(duì)比基站紫荊祥宇花園基站空調(diào)九天的總用電數(shù)為462度電。平均每天的節(jié)電度數(shù)為28.4度電。5月8日下午4點(diǎn)至5月21日下午4點(diǎn)這13天，成都地區(qū)天氣起伏很大，大面積一會(huì)兒降溫一會(huì)兒升溫，測(cè)試的結(jié)果是：安裝了TLK-S-Ⅲ基站換氣節(jié)能系統(tǒng)的齊力基站空調(diào)和換氣系統(tǒng)13天的總用電數(shù)為266度電，沒(méi)有安裝節(jié)能系統(tǒng)的對(duì)比基站紫荊祥宇花園基站空調(diào)13天的總用電數(shù)為607度電。平均每天的節(jié)電度數(shù)為26.23度電，5月21日下午4點(diǎn)至6月6日下午4點(diǎn)這15天，成都地區(qū)天氣已基本進(jìn)入夏天，測(cè)試的結(jié)果是：安裝了TLK-S-Ⅲ基站節(jié)能溫度控制換氣系統(tǒng)的齊力基站空調(diào)和換氣系統(tǒng)15天的總用電數(shù)為326度電，沒(méi)有安裝節(jié)能系統(tǒng)的對(duì)比基站紫荊祥宇花園基站空調(diào)15天的總用電數(shù)為633度電。平均每天的節(jié)電度數(shù)為22.47度電，。
在我國(guó)北方安裝TLK-S-Ⅲ基站換氣節(jié)能系統(tǒng)的節(jié)能效果有會(huì)怎么樣呢？回答是肯定的，在中國(guó)移動(dòng)北京公司的長(zhǎng)辛店連山崗基站安裝了TLK-S-Ⅲ基站換氣節(jié)能系統(tǒng)，在北京移動(dòng)的金家彎基站只對(duì)空調(diào)安裝了電度表，測(cè)試數(shù)據(jù)見附表（此數(shù)據(jù)由中國(guó)移動(dòng)北京公司直屬的維護(hù)單位北京移聯(lián)信達(dá)通信技術(shù)公司測(cè)試后制表確認(rèn)）：從中國(guó)移動(dòng)北京公司的兩個(gè)對(duì)比移動(dòng)基站的空調(diào)用電情況得出，在五月以前，安裝了TLK-S-Ⅲ基站控制換氣系統(tǒng)的長(zhǎng)辛店連山崗基站空調(diào)與節(jié)能系統(tǒng)平均每天的用電為15度電，沒(méi)有安裝節(jié)能系統(tǒng)的金家彎基站空調(diào)平均每天的用電為46.8度電，每天的節(jié)電度數(shù)為31.8度電。進(jìn)入五月以后，在5月11日到15日間，安裝了TLK-S-Ⅲ基站換氣節(jié)能系統(tǒng)的長(zhǎng)辛店連山崗基站空調(diào)與節(jié)能系統(tǒng)每天的用電為26度電，沒(méi)有安裝節(jié)能系統(tǒng)的金家彎基站空調(diào)每天的用電為51.85度電，平均每天的節(jié)電度數(shù)為25.86度電。
從在南方和北方不同地區(qū)測(cè)試的結(jié)果看，TLK-S-Ⅲ基站換氣節(jié)能系統(tǒng)對(duì)通信基站節(jié)能的效果是很顯著的。
TLK-S-Ⅲ基站換氣節(jié)能系統(tǒng)對(duì)于防塵的處理也是十分嚴(yán)格控制的。中國(guó)移動(dòng)北京公司為了嚴(yán)格測(cè)試換氣節(jié)能系統(tǒng)的防塵控制能力，特別配備了空氣浮塵顆粒測(cè)試設(shè)備，北京今年已經(jīng)歷了好幾場(chǎng)沙塵暴天氣，在沙塵暴天氣發(fā)生的第二天，2006年4月17日，北京移動(dòng)公司就對(duì)安裝了TELECOM-MES-I基站換氣節(jié)能系統(tǒng)的北京長(zhǎng)辛店連山崗基站進(jìn)行了基站室內(nèi)空氣中浮塵顆粒數(shù)的測(cè)量，國(guó)家基站內(nèi)空氣中浮塵顆粒數(shù)國(guó)標(biāo)為：空氣中浮塵顆粒數(shù)(flow 2.83L/min )，實(shí)際測(cè)量基站內(nèi)空氣中浮塵顆粒數(shù)據(jù)如下
0.5um 0019671678/立方米
1.0um 0003274490/立方米
2.0um 0002415348/立方米
3.0um 0001155609/立方米
5.0um 0000013338/立方米沙
在北京發(fā)生了沙塵暴天氣后基站內(nèi)測(cè)量的空氣中浮塵顆粒數(shù)基本上達(dá)到了國(guó)標(biāo)要求。在沒(méi)有發(fā)生沙塵暴天氣的2006年4月26日，北京移動(dòng)公司又對(duì)安裝了TLK-S-Ⅲ基站換氣節(jié)能系統(tǒng)的北京長(zhǎng)辛店連山崗基站進(jìn)行了基站室內(nèi)空氣中浮塵顆粒數(shù)的測(cè)量，國(guó)家基站內(nèi)空氣中浮塵顆粒數(shù)國(guó)標(biāo)為：空氣中浮塵顆粒數(shù)(flow 2.83L/min )，實(shí)際測(cè)量基站內(nèi)空氣中浮塵顆粒數(shù)據(jù)如下
0.5um 0006116760/立方米
1.0um 0001083888/立方米
2.0um 0000825669/立方米
3.0um 0000430443 /立方米
5.0um 0000005148/立方米
完全達(dá)到了國(guó)家基站內(nèi)空氣中浮塵顆粒數(shù)國(guó)標(biāo)要求。TLK-S-Ⅲ基站換氣節(jié)能系統(tǒng)的防塵控制能力在北方有沙塵暴發(fā)生的地區(qū)都能達(dá)到基站環(huán)境的國(guó)標(biāo)要求，在南方?jīng)]有沙塵暴的地區(qū)，更能達(dá)到基站環(huán)境的國(guó)標(biāo)要求。
TLK-S-Ⅲ基站換氣節(jié)能系統(tǒng)對(duì)通信基站運(yùn)行的安全性設(shè)計(jì)也是十分可靠的，其一：系統(tǒng)施工安裝方面僅要求對(duì)基站墻壁南北面各開一個(gè)直徑為10厘米的圓孔，作為進(jìn)排氣孔，僅比一般的空調(diào)安裝空（空調(diào)安裝孔直徑不小于6厘米）大一點(diǎn)，根本保證了不會(huì)對(duì)基站墻體的安全影響和防盜安全影響。其二，系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)有完備的安全運(yùn)行保證，在最壞的情況下，TLK-S-Ⅲ基站換氣節(jié)能系統(tǒng)本身出現(xiàn)了故障，這時(shí)，系統(tǒng)自身的診斷模塊會(huì)立即接替系統(tǒng)工作，在發(fā)出故障告警的同時(shí)，不管當(dāng)時(shí)環(huán)境溫濕度狀況如何，都會(huì)立即開啟基站內(nèi)的所有空調(diào)，使之保證通信設(shè)備的安全運(yùn)行。
經(jīng)過(guò)對(duì)比測(cè)試，TLK-S-Ⅲ基站換氣節(jié)能系統(tǒng)在一個(gè)基站一年就能為通信運(yùn)營(yíng)公司節(jié)能近萬(wàn)度電，如果對(duì)一百個(gè)通信基站，一千個(gè)通信基站，一年又將對(duì)社會(huì)節(jié)省多少的電能，對(duì)通信運(yùn)營(yíng)公司又將節(jié)省多少運(yùn)營(yíng)成本！同時(shí)由于基站空調(diào)處于間隙工作狀態(tài)，將大大延長(zhǎng)了空調(diào)的使用壽命，這也將為通信運(yùn)營(yíng)公司節(jié)省很大的空調(diào)維護(hù)成本，TLK-S-Ⅲ基站換氣節(jié)能系統(tǒng)將大大降低通信運(yùn)營(yíng)公司的營(yíng)運(yùn)成本。
TLK-S-Ⅲ基站換氣節(jié)能系統(tǒng)可智能聯(lián)動(dòng)控制國(guó)內(nèi)所運(yùn)行的各種型號(hào)的空調(diào)，而無(wú)需對(duì)空調(diào)進(jìn)行任何改造！既可以在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)自動(dòng)程序控制，又可以通過(guò)RS485通訊接口遠(yuǎn)程控制；它既可以單機(jī)獨(dú)立使用，又可以級(jí)聯(lián)于用戶已有的動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)中集中監(jiān)控。此外還預(yù)留了一個(gè)對(duì)下的RS232口讀取智能設(shè)備數(shù)據(jù)。

二、原理、組成、工作流程及參數(shù)
2.1.系統(tǒng)原理
由于基站內(nèi)溫度的升高是因電氣設(shè)備的長(zhǎng)期運(yùn)行發(fā)熱、而非站外環(huán)境溫度所致。如一年四季均用空調(diào)來(lái)保持站內(nèi)溫度(主要是降溫)，則冬、春、秋三季及夏季的早晚時(shí)段的室外低溫便可散熱降溫的有利條件被忽視,從而導(dǎo)致電能的浪費(fèi)、營(yíng)運(yùn)成本居高不下。
基站換氣節(jié)能系統(tǒng)充分利用基站室內(nèi)外的溫差而形成熱交換，依靠大量的空氣流通，有效地將基站內(nèi)的熱量迅速向外遷移，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)散熱。從而大幅度降低電能消耗和營(yíng)運(yùn)成本、延長(zhǎng)空調(diào)使用壽命。

2.2.系統(tǒng)組成
基站換氣節(jié)能系統(tǒng)包括：控制系統(tǒng)（核心部分）、紅外遙控器、進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、室外溫濕度傳感器、室內(nèi)溫濕度傳感器、電流傳感器、互聯(lián)接口部分。

2.3.系統(tǒng)工作流程
通過(guò)485總線與計(jì)算機(jī)相聯(lián)，在設(shè)置運(yùn)用軟件包下，設(shè)置系統(tǒng)風(fēng)機(jī)低溫門限（空調(diào)開始制熱溫度T1)、中溫門限（風(fēng)機(jī)啟動(dòng)溫度T2)、高溫門限（空調(diào)啟動(dòng)溫度T3)、室內(nèi)外溫度差(T4),溫度回差（T5）,以及其他設(shè)置參數(shù)與事項(xiàng)。系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)室內(nèi)外溫度,及室外濕度。在特殊的數(shù)學(xué)模型算法程序的規(guī)范下，自動(dòng)控制風(fēng)機(jī)與空調(diào)的合理工作，從而達(dá)到節(jié)能的最佳效果。
另外，基站換氣節(jié)能系統(tǒng)的功能還包括：
當(dāng)有人進(jìn)入時(shí)，即門禁打開時(shí)關(guān)閉空調(diào)，開啟換氣系統(tǒng)通風(fēng)。
室內(nèi)有人的情況下，可以控制風(fēng)機(jī)通風(fēng)和空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。
溫度正常狀態(tài)時(shí)，對(duì)空調(diào)進(jìn)行輪換控制，每八個(gè)小時(shí)輪換一次（輪換時(shí)間可以設(shè)置）。
分別累計(jì)并顯示兩臺(tái)空調(diào)的運(yùn)行時(shí)間，并存儲(chǔ)，掉電后數(shù)據(jù)不丟失。
向上通訊功能：RS485/RS422或RS232輸出溫度值、電流值、空調(diào)工作狀態(tài)，并可遠(yuǎn)端控制。
向下通訊功能：RS485控制遙控器，并給遙控器供電；RS232預(yù)留為與其它智能儀器通訊。
每隔1小時(shí)自動(dòng)遙控空調(diào)一次。
具有停電后來(lái)電空調(diào)自啟動(dòng)功能，控制器自動(dòng)每隔5分鐘發(fā)送一次遙控指令；如果接有交流電壓傳感器，則一旦檢測(cè)到交流電壓大于 150V則立即發(fā)送一次遙控指令，低于150V不發(fā)送一次遙控指令。
本系統(tǒng)還具有空調(diào)告警功能，分為空調(diào)告警和遙控器通訊狀態(tài)告警。
基站換氣節(jié)能系統(tǒng)即可以獨(dú)立工作，也可以通過(guò)RS232或RS485總線和動(dòng)力監(jiān)控模塊連接，通過(guò)不同的傳輸網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心，本系統(tǒng)主要是以提高空調(diào)的運(yùn)作效率，利用自動(dòng)換氣調(diào)溫原理，從而來(lái)節(jié)能，以達(dá)到降低運(yùn)營(yíng)成本的目的。