CN102418982B - 基站精确送风节能控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种基站精确送风节能控制方法及系统，方法步骤如下：通过静压箱(2)收集基站内1台或多台空调器(1)的出风；将所述出风引导至送风管道(3)中；送风管道(3)的出风口直接对准需要降温的设备(5)的进风口和/或电池(6)；在设备(5)的出风口处以及基站室外的阴凉处设置多个温度传感器(7)，多个温度传感器(7)连接至控制器(8)上；所述控制器(8)还与空调器控制柜(10)连接，用于控制空调器(1)的动作。所述系统通过对基站设备以及电池的精确送风，降低空调器的能耗。

Description

基站精确送风节能控制方法及系统

(一)技术领域

本发明涉及一种空调节能控制方法及系统，具体来说涉及一种通讯基站精确送风节能控制方法及控制系统。

(二)背景技术

能源是人类生存和社会发展必需的物质基础，进入二十一世纪，能源紧缺已经成为各国经济发展的世界性难题。国家“十一五”规划纲要要求“十一五”期间单位增加值能耗降低20％左右，主要污染物排放总量减少10％。其中对用电量的考核更加严格。

随着全球能源日趋紧张，中国对社会建设中节能要求更加迫切。其中高速发展的电信行业面临节能形势更迫切。运营商加速建设基站、机房，然而也不得不面临高昂的能源消耗。

例如2009年中国电信耗电总量约为98亿度，比08年增长41.6％。其中生产用电以基站和数据中心机房增长为主，相比08年分别增长209％和21％。同时部分设备技术落后或者陈旧老化；缺乏准确的分类、分项的能耗数据，缺乏对节能成果量化评测手段；没有科学的节能诊断，重点耗能设备运行不科学；对于用能与节能缺乏统一的监测与管理。因此对于电信运营商来说，采取节能措施势在必行。

目前的通讯基站中都设置有空调系统，用于控制基站内的温度在一个合适的范围内，以保证基站内设备的正常运行，由于传统的空调系统对整个基站进行温度控制，造成温度调节反应缓慢，能耗高，不利于节约能源。

(三)发明内容

【要解决的问题】

本发明的目的是提供一种通过改造现有基站的送风系统，实现降低空调能耗的方法及系统；

本发明的另一目的是提供一种温度调节反应快速，可迅速降低设备温度的基站送风方法及系统；

本发明的另一目的是提供一种通过温度传感器的检测可精确确定送风量的基站送风方法及系统；

本发明的另一目的是提供一种可根据设备温度以及环境温度控制空调器动作的方法及系统。

本发明的另一目的是提供一种可远程对基站的节能控制系统进行操作、控制的方法及系统。

【技术方案】

通过以下技术方案来实现上述目的：

一种基站精确送风节能控制方法，该方法包括以下步骤：A、通过静压箱收集基站内1台或多台空调器的出风；B、将所述出风引导至送风管道中；C、送风管道的出风口直接对准需要降温的设备的进风口和/或电池；D、在设备的出风口处以及基站室外的阴凉处设置多个温度传感器，多个温度传感器连接至控制器上；E、所述控制器还与空调器控制柜连接，用于控制空调器的动作。

送风管道的出风口为多个，每个出风口处都设置有风机，所述风机采用管道轴流风机，所述管道轴流风机通过风机控制器与控制器电连接并受控制器控制。

在步骤D中，控制器采集多个温度传感器的值并求出平均温度：如果平均温度高于空调器开启温度，则开启空调器；如果平均温度低于空调器关闭温度，则关闭空调器；如果平均值为其他数值，则维持空调器的当前动作。

根据设备出风口处设置的温度传感器所采集的温度值，控制器通过风机的风机控制器来控制风机的转速，控制与该设备相关的风机的转速。

还可以通过无线传输的方式，向安装了上位机软件系统的服务器中提供基站整体的电量能耗数据、室内外温度、设备温度、空调制冷行为数据以及送风装置行为数据，上位机软件通过大量的能耗数据、环境温度数据以及设备行为数据进行简单的逻辑判断，并自动下发指令优化节能效果。

一种基站精确送风节能控制系统，该系统采用上述的方法来运行，系统包括：多台空调器、静压箱、送风管道、控制器和多个温度传感器，其特征在于：静压箱收集基站内1台或多台空调器的出风；并将所述出风引导至送风管道中；送风管道的出风口直接对准需要降温的设备的进风口和/或电池；在设备的出风口处以及基站室外的阴凉处设置多个温度传感器，多个温度传感器连接至控制器上；所述控制器还与空调器控制柜连接，用于控制空调器的动作。

送风管道的出风口为多个，每个出风口处都设置有风机，所述风机采用管道轴流风机，所述管道轴流风机通过风机控制器与控制器电连接并受控制器控制。

控制器采集多个温度传感器的值并求出平均温度，如果平均温度高于空调器开启温度，则开启空调器；如果平均温度低于空调器关闭温度，则关闭空调器；如果平均值为其他数值，则维持空调器的当前动作。

根据设备出风口处设置的温度传感器所采集的温度值，控制器通过风机的风机控制器来控制风机的转速，控制与该设备相关的风机的转速。

还设置有能耗数据采集装置，并以无线传输的方式，向服务器中提供基站整体的电量能耗数据、室内外温度、设备温度、空调制冷行为数据以及送风装置行为数据。

【有益效果】

具体地说，本实用新型的优点如下：

通过对基站设备以及电池的精确送风，降低空调器的能耗；通过对现有设备的改造，可以方便实现精确送风；可以实现对空调系统的职能控制。

(四)附图说明

图1为基站精确送风节能控制系统的原理示意图；

图2为出风口以及温度传感器安装的示意图；

图3为系统的控制结构图。

1、空调器；2、静压箱；3、送风管道；4、风机；5、设备；6、电池；7、温度传感器；8、控制器；9、温度采集端；10、空调器控制柜；11、风机控制器；12、电源；13、人机端口

(五)具体实施方式

如图1中所示，本系统包括空调器1、静压箱2、送风管道3、风机4、各种基站内部的通讯设备5和设备用电池6。其中空调器1可以具有1台或多台，通过空调器1制冷，冷风经过静压箱2的收集后输送到送风管道3中，从而将冷量再通过末端风机4向设备5以及电池6送风(吹出)。在设备5的出风口处设置温度传感器7(如图2中所示)，根据温度传感器7检测到的温度值即依据每个设备所需的冷量调整风量大小(即调整风机4的速度以及控制空调器1的启动和关闭)，根据总的冷量需求调整空调器1开启数量。精确控制环境内每个设备5的冷量风量，减少普通基站空调器1长时间全部开启的浪费，达到节能目的。

具体方案如下，该基站精确送风节能控制系统包括：多台空调器1、静压箱2、送风管道3、控制器8和多个温度传感器7，静压箱2收集基站内1台或多台空调器1的出风；并将所述出风引导至送风管道3中；送风管道3的出风口直接对准需要降温的设备5的进风口和/或电池6；在设备5的出风口处以及基站室外的阴凉处设置多个温度传感器7，多个温度传感器7连接至控制器8上；所述控制器8还与空调器控制柜10连接，用于控制空调器1的动作。

送风管道3的出风口为多个，每个出风口处都设置有风机4，所述风机采用管道轴流风机，所述管道轴流风机通过风机控制器11与控制器8电连接并受控制器8控制。区域送风单元末端送风机采用圆形管道轴流风机，风口对向通信设备进风口以及电池，需求如下：风机采用可调速风机，通过调速器0～10V输入控制风机风量；风机调速器：输入：220V；输出：0～220V；控制：0～10V。送风管道3选用DN150PVC管道等以及配套连接件、弯头、三通等制成。

控制器8采集多个温度传感器的值并求出平均温度(加权平均值)，如果平均温度高于空调器开启温度，则开启空调器；如果平均温度低于空调器关闭温度，则关闭空调器；如果平均值为其他数值，则维持空调器的当前动作。

如图2中所示，送风管道3的出风口对接通讯基站内的各种设备5的进风口，并在设备5的出风口处设置温度传感器7，根据设备5出风口处设置的温度传感器7所采集的温度值，控制与该设备5相关的风机4的转速，从而通过精确送风来达到节能(节约空调器的电能耗)的效果。

如图3中所示，温度采集端、空调器控制柜、风机控制器以及人机端口都电连接到控制器8上，控制器8通过风机4的风机控制器11来控制风机4的转速，控制器8通过空调控制柜来控制空调器1的动作，控制器8通过温度采集端来采集温度传感器7所感应到的温度值；另外控制器8还连接有能耗数据采集装置(图中未示出)，该能耗数据采集装置以无线传输的方式，向服务器中提供基站整体的电量能耗数据(如不同时点所显示的用电量)、室内外温度、设备温度、空调制冷行为数据以及送风装置行为数据等，用于节能数据的采集评估、确保设备的安全运行、能耗数据的采集、分析等等功能实现。通过能耗数据采集装置可以进行远程节能状态的调整，节能参数的改变，即完成设备的远程控制，提高本项目的科学性、实用性。大量的控制数据、能耗数据、环境数据等存放在数据库中，用于今后项目的整体分析。

该系统通过无线传输的方式，向安装了上位机软件系统的服务器中提供基站整体的电量能耗数据、室内外温度、设备温度、空调制冷行为数据以及送风装置行为数据，上位机软件通过大量的能耗数据、环境温度数据以及设备行为数据进行简单的逻辑判断，并自动下发指令优化节能效果。

1、节能方案

1.1在空调器1出风口处安装静压箱2，静压箱2配置有风阀，可使用电动风阀执行器进行开关控制，实现能耗自身对比时送风方式的还原作用。

1.2通过送风管道3将静压箱2内的冷量传输到设备5的进风处。

1.3在设备5的进风处，安装送风装置。送风装置由送风风扇即风机4、变速调节装置即风机控制器11等组成。在出风口处的温度传感器7负责检测设备端的目标温度，通过送风装置对设备进行冷量的按需供应。

1.4通过安装在基站本地的节能控制终端即控制器8，控制器8可以采用PLC控制器，对空调的制冷行为、送风装置的送风行为，设备的冷量需求进行统一节能管理。

1.5在基站本地的节能控制终端中，试用的能耗数据采集装置可以通过无线传输的方式，向服务器或相应的管理系统(如斯普信综合能耗管理系统)中提供基站整体的能耗数据(电量)、环境数据(室内外温度、设备温度)、行为数据(空调制冷行为、送风装置行为)等相关数据用于节能数据的采集评估、确保设备的安全运行、能耗数据的采集、分析等等功能实现。

1.6通过管理系统可以进行远程节能状态的调整，节能参数的改变，提高本项目的科学性、实用性。大量的控制数据、能耗数据、环境数据等存放在数据库中，用于今后项目的整体分析。

2、基本原则

风量控制：送风管道3的出风口对应用通信设备5进风口以及电池组，通过每个温度传感器7的温度变化控制风量，保证设备的冷量需求；

空调控制：设定每个出风口单元的冷量权重，累积多个风口(出风口)的冷量需求，根据冷量需求开启所需的空调器1的数量；

其他：控制逻辑要有节能非节能状态切换，故障报警，远程操作等功能。

3、风量控制

风机控制器11(风量控制单元)为每个风口的独立控制，依据温度传感器7的温度变化调整风机风速。

1、设定设备5控制温度；

2、实时监测设备出风口温度并与控制温度对比；

3、依据温度变化调整风机风速为设备送风。

4、空调控制

空调器1的开启数量要根据四个风量控制单元的冷量需求计算，计算方法如下：

1、根据温度传感器计算加权平均温度；

2、平均温度高于开空调温度开启空调；

3、平均温度低于空调关闭温度时关闭空调；

4、其他温度时，则维持空调器当前的状态。

5、其他控制

1、节能与非节能切换：节能模式下风量控制与空调控制都通过控制计算决定，非节能模式下关闭所有风机电源，强制启动两台空调，并将静压箱正面的风阀打开，空调自行工作；

2、故障报警：提供空调故障、高温、温度传感器故障、火灾等报警；

3、远程操作：远程手动模式操作所有功能。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的一个可行性实施例的具体说明，但是该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更，例如，等变化的等效性实施例，均应包含于本案的专利范围之内。

Claims (10)

1.一种基站精确送风节能控制方法，包括以下步骤：

A、在基站内通过静压箱(2)收集基站内一台或多台空调器(1)的出风，所述静压箱(2)配置有电动风阀并由电动风阀执行器进行开关控制；

B、将所述出风引导至送风管道(3)中；

C、通过送风管道(3)的出风口直接对准基站内设备(5)的进风口和/或电池(6)，在基站内设备(5)的进风口处安装送风装置，所述送风装置采用风机(4)；

D、通过温度传感器(7)采集设备(5)的出风口处温度以及基站室外的阴凉处的温度；

E、根据采集的温度，通过空调器控制柜(10)控制空调器(1)及风机(4)，所述空调控制柜(10)是通过变速调节装置即风机控制器(11)来实现对设备(5)进行冷量的按需供应。

2.根据权利要求1中的基站精确送风节能控制方法，其特征在于：送风管道(3)的出风口为多个，每个出风口处都设置有风机(4)，所述风机(4)采用管道轴流风机，所述管道轴流风机通过风机控制器(11)与控制器(8)电连接，并受控制器(8)控制。

3.根据权利要求1或2中的基站精确送风节能控制方法，其特征在于：在步骤D中，控制器(8)采集多个温度传感器(7)的温度值并求出平均温度：如果平均温度高于空调器开启温度，则开启空调器(1)；

如果平均温度低于空调器关闭温度，则关闭空调器(1)；

如果平均值为其他数值，则维持空调器(1)的当前动作。

4.根据权利要求3中的基站精确送风节能控制方法，其特征在于：根据设备出风口处设置的温度传感器(7)所采集的温度值，控制器(8)通过风机(4)的风机控制器(11)来控制风机(4)的转速。

5.根据权利要求4中的基站精确送风节能控制方法，其特征在于：还可以通过无线传输的方式，向安装了上位机软件系统的服务器中提供基站整体的电量能耗数据、室内外温度、设备温度、空调制冷行为数据以及送风装置行为数据，上位机软件通过大量的能耗数据、环境温度数据以及设备行为数据进行简单的逻辑判断，并自动下发指令优化节能效果。

6.一种基站精确送风节能控制系统，该系统采用上述任一权利要求的方法来运行，系统包括：空调器(1)、静压箱(2)、送风管道(3)、控制器(8)和温度传感器(7)，其特征在于：静压箱(2)收集基站内一台或多台空调器(1)的出风，所述静压箱(2)配置有电动风阀并由电动风阀执行器进行开关控制，并将所述出风引导至送风管道(3)中；送风管道(3)的出风口直接对准需要降温的设备(5)的进风口和/或电池(6)，在基站内设备(5)的进风口处安装送风装置，所述送风装置采用风机(4)；通过多个温度传感器(7)采集设备(5)的出风口处温度以及基站室外的阴凉处的温度；控制器(8)根据采集的温度值通过空调器控制柜(10)控制空调器(1)及风机(4)，所述空调控制柜(10)是通过变速调节装置即风机控制器(11)来实现对设备(5)进行冷量的按需供应。

7.根据权利要求6中的基站精确送风节能控制系统，其特征在于：送风管道(3)的出风口为多个，每个出风口处都设置有风机(4)，所述风机(4)采用管道轴流风机，风机控制器(11)与控制器(8)电连接并控制风机(4)的动作。

8.根据权利要求7中的基站精确送风节能控制系统，其特征在于：控制器(8)采集多个温度传感器(7)的值并求出平均温度，如果平均温度高于空调器开启温度，则开启空调器(1)；如果平均温度低于空调器关闭温度，则关闭空调器(1)；如果平均值为其他数值，则维持空调器(1)的当前动作。

9.根据权利要求6或7中的基站精确送风节能控制系统，其特征在于：根据设备出风口处设置的温度传感器(7)所采集的温度值，控制器(8)通过风机(4)的风机控制器(11)来控制风机(4)的转速，控制与该设备对应的风机(4)的转速。

10.根据权利要求6或7中的基站精确送风节能控制系统，其特征在于：还设置有能耗数据采集装置并以无线传输的方式，向服务器中提供基站整体的电量能耗数据、室内外温度、设备温度、空调制冷行为数据以及送风装置行为数据。

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