一、應用背景
信息的時代已經(jīng)到來，人類社會對溝通的需求不斷增加，通信服務提供商（SP/ISP）擴大網(wǎng)絡的投入，增加網(wǎng)絡的覆蓋，從而以期達到任何時間、任何地點、可與任何人溝通的效果。運營公司的移動基站、接入網(wǎng)站、模塊局的數(shù)量不斷增大，特別是移動基站的數(shù)量增加非常迅猛。
為了節(jié)約，絕大多數(shù)的移動基站均采用無人值守，但這些通信基站里的各種電子設備，是需要在一定的溫度環(huán)境下（基站環(huán)境國家標準GB50174-93規(guī)定長年基站溫度為18℃～28℃），才能長期正常地運行，為了達到基站標準的環(huán)境溫度，每個通信基站均配備了兩臺左右的空調(diào)，而這些空調(diào)長年處于開機狀態(tài)，目前的狀況是:
a、基站電費支出增大
根據(jù)一個地區(qū)移動通信分公司資料統(tǒng)計顯示，2006年138個基站電費支出為212萬元人民幣，2006年238個基站電費支出超過580萬元人民幣，平均每個基站基站的電費支出增加了58％。


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

c、基站空調(diào)用電浪費現(xiàn)象較為嚴重
• 目前基站空調(diào)大多被設置為制冷18℃，或者自動24℃，由于基站是無人值守，很多基站空調(diào)全年開啟，浪費的現(xiàn)象較為嚴重。
• 而根據(jù)電子設備運行的相關國家規(guī)范規(guī)定，一般基站長年溫度應保持在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)動使用，節(jié)能的空間很大。
空調(diào)的電能消耗對通訊運營公司來說，是一筆很大的開支。在我國絕大多數(shù)地區(qū)，很多時間段內(nèi)的自然常溫就能滿足電子設備正常運行的溫度要求，或者僅需一臺空調(diào)間歇工作就能滿足這些電子設備正常運行的溫度要求。
基于上述原因，我們采用國際先進的控制理論技術，依據(jù)國際基站通用標準和電器設備可靠安全運行的最佳環(huán)境的長期試驗報告數(shù)據(jù)，研發(fā)設計出基站換氣節(jié)能系統(tǒng)，該系統(tǒng)在具有基站節(jié)能功能的同時，還具有可靠的安全報警功能和完善的聯(lián)網(wǎng)功能。
對采用換氣方式達到節(jié)能這一點，人們都能認同，問題是采用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？對基站的綜合環(huán)境安全性有無影響？在四川聯(lián)通所屬的基站中找了兩個相同載頻和空調(diào)的基站，分別對空調(diào)和節(jié)能系統(tǒng)安裝了電度表，其中一個基站安裝TLK-S-Ⅲ基站換氣節(jié)能系統(tǒng)（成都聯(lián)通齊力基站），另一個基站只對空調(diào)安裝了電度表（成都聯(lián)通紫荊祥宇花園基站）。同時要求白天室外溫度不低于28℃作為節(jié)能對比的條件，2006年4月29日下午4點至5月8日下午4點這九天基本滿足了測試對比條件，其白天的室外溫度均在28℃與33℃之間，測試的結果是：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，沒有安裝節(jié)能系統(tǒng)的對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點至5月21日下午4點這13天，成都地區(qū)天氣起伏很大，大面積一會兒降溫一會兒升溫，測試的結果是：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，沒有安裝節(jié)能系統(tǒng)的對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點至6月6日下午4點這15天，成都地區(qū)天氣已基本進入夏天，測試的結果是：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，沒有安裝節(jié)能系統(tǒng)的對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)能效果有會怎么樣呢？回答是肯定的，在中國移動北京公司的長辛店連山崗基站安裝了TLK-S-Ⅲ基站換氣節(jié)能系統(tǒng)，在北京移動的金家彎基站只對空調(diào)安裝了電度表，測試數(shù)據(jù)見附表（此數(shù)據(jù)由中國移動北京公司直屬的維護單位北京移聯(lián)信達通信技術公司測試后制表確認）：從中國移動北京公司的兩個對比移動基站的空調(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)測試的結果看，TLK-S-Ⅲ基站換氣節(jié)能系統(tǒng)對通信基站節(jié)能的效果是很顯著的。
TLK-S-Ⅲ基站換氣節(jié)能系統(tǒng)對于防塵的處理也是十分嚴格控制的。中國移動北京公司為了嚴格測試換氣節(jié)能系統(tǒng)的防塵控制能力，特別配備了空氣浮塵顆粒測試設備，北京今年已經(jīng)歷了好幾場沙塵暴天氣，在沙塵暴天氣發(fā)生的第二天，2006年4月17日，北京移動公司就對安裝了TELECOM-MES-I基站換氣節(jié)能系統(tǒng)的北京長辛店連山崗基站進行了基站室內(nèi)空氣中浮塵顆粒數(shù)的測量，國家基站內(nèi)空氣中浮塵顆粒數(shù)國標為：空氣中浮塵顆粒數(shù)(flow 2.83L/min )，實際測量基站內(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)測量的空氣中浮塵顆粒數(shù)基本上達到了國標要求。在沒有發(fā)生沙塵暴天氣的2006年4月26日，北京移動公司又對安裝了TLK-S-Ⅲ基站換氣節(jié)能系統(tǒng)的北京長辛店連山崗基站進行了基站室內(nèi)空氣中浮塵顆粒數(shù)的測量，國家基站內(nèi)空氣中浮塵顆粒數(shù)國標為：空氣中浮塵顆粒數(shù)(flow 2.83L/min )，實際測量基站內(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
完全達到了國家基站內(nèi)空氣中浮塵顆粒數(shù)國標要求。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)都能達到基站環(huán)境的國標要求，在南方?jīng)]有沙塵暴的地區(qū)，更能達到基站環(huán)境的國標要求。
TLK-S-Ⅲ基站換氣節(jié)能系統(tǒng)對通信基站運行的安全性設計也是十分可靠的，其一：系統(tǒng)施工安裝方面僅要求對基站墻壁南北面各開一個直徑為10厘米的圓孔，作為進排氣孔，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，根本保證了不會對基站墻體的安全影響和防盜安全影響。其二，系統(tǒng)軟硬件設計有完備的安全運行保證，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，系統(tǒng)自身的診斷模塊會立即接替系統(tǒng)工作，在發(fā)出故障告警的同時，不管當時環(huán)境溫濕度狀況如何，都會立即開啟基站內(nèi)的所有空調(diào)，使之保證通信設備的安全運行。
經(jīng)過對比測試，TLK-S-Ⅲ基站換氣節(jié)能系統(tǒng)在一個基站一年就能為通信運營公司節(jié)能近萬度電，如果對一百個通信基站，一千個通信基站，一年又將對社會節(jié)省多少的電能，對通信運營公司又將節(jié)省多少運營成本！同時由于基站空調(diào)處于間隙工作狀態(tài)，將大大延長了空調(diào)的使用壽命，這也將為通信運營公司節(jié)省很大的空調(diào)維護成本，TLK-S-Ⅲ基站換氣節(jié)能系統(tǒng)將大大降低通信運營公司的營運成本。
TLK-S-Ⅲ基站換氣節(jié)能系統(tǒng)可智能聯(lián)動控制國內(nèi)所運行的各種型號的空調(diào)，而無需對空調(diào)進行任何改造！既可以在現(xiàn)場通過自動程序控制，又可以通過RS485通訊接口遠程控制；它既可以單機獨立使用，又可以級聯(lián)于用戶已有的動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)中集中監(jiān)控。此外還預留了一個對下的RS232口讀取智能設備數(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備的長期運行發(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段的室外低溫便可散熱降溫的有利條件被忽視,從而導致電能的浪費、營運成本居高不下。
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，實現(xiàn)室內(nèi)散熱。從而大幅度降低電能消耗和營運成本、延長空調(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485總線與計算機相聯(lián)，在設置運用軟件包下，設置系統(tǒng)風機低溫門限（空調(diào)開始制熱溫度T1)、中溫門限（風機啟動溫度T2)、高溫門限（空調(diào)啟動溫度T3)、室內(nèi)外溫度差(T4),溫度回差（T5）,以及其他設置參數(shù)與事項。系統(tǒng)實時檢測室內(nèi)外溫度,及室外濕度。在特殊的數(shù)學模型算法程序的規(guī)范下，自動控制風機與空調(diào)的合理工作，從而達到節(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：
當有人進入時，即門禁打開時關閉空調(diào)，開啟換氣系統(tǒng)通風。
室內(nèi)有人的情況下，可以控制風機通風和空調(diào)運轉。
溫度正常狀態(tài)時，對空調(diào)進行輪換控制，每八個小時輪換一次（輪換時間可以設置）。
分別累計并顯示兩臺空調(diào)的運行時間，并存儲，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)，并可遠端控制。
向下通訊功能：RS485控制遙控器，并給遙控器供電；RS232預留為與其它智能儀器通訊。
每隔1小時自動遙控空調(diào)一次。
具有停電后來電空調(diào)自啟動功能，控制器自動每隔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)即可以獨立工作，也可以通過RS232或RS485總線和動力監(jiān)控模塊連接，通過不同的傳輸網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心，本系統(tǒng)主要是以提高空調(diào)的運作效率，利用自動換氣調(diào)溫原理，從而來節(jié)能，以達到降低運營成本的目的。