摘要：高效轴流基站空调是针对通信基站设备运行环境而开发的新型空调设备，满足新建及旧站扩容需求，具有大风量、小焓差、高显热、低噪音以及防盗等特点，能有效保证基站内温度场均匀，避免设备局部过热，保障基站运行安全可靠，同时能获得很好的节能效果，具有较好的经济效益和社会效益。
关键词：高效基站空调；壁挂式；能效比；节能
1产品原理及结构特点
新型高能效轴流基站专用空调设备重点对室内机架构和送风系统进行设计改进，设计了全新的室内机架构和送风系统。传统壁挂式基站空调为一个贯流风扇，传统落地式基站空调为一个离心风扇，新型高能效基站专用空调设计为2个轴流风扇。2个风扇横向并列布置，空调前面为出风口，后面为回风口。充分利用轴流风机效率高、风量大的特点，根据整个送回风系统中的风阻匹配最佳的风叶与电机，与整个箱体组成完美的送风系统。空调可以根据基站内空间情况选择壁挂式安装或落地式安装方式，合理使用基站内空间。尤其是采用壁挂式可以节省基站内的占地面积，并可以解决基站内设备布置不规范、流道不畅的问题。以大风量壁挂式高效基站空调为例，室内结构与风机形式。空调冷空气由正面大范围送出，采用大风量和高速轴流风机将冷风送到机柜前面并快速充满整个基站中、下部，更适合基站的实际运行环境，风道形式示意图见图5。图5为大风量壁挂式风道形式示意图，空调冷空气由正面大范围送出，采用大风量、高速风机将冷风送到机柜前面并充满整个基站中、下部。
2模拟结果及实验数据
以大风量壁挂式高效基站空调为例，对其温度场、气流组织以及节能性等方面进行分析，并与传统基站舒适性空调进行对比。
2.1温度场模拟分析
对高效基站空调开机后一段时间内的温度场进行模拟分析，模拟图如图6所示。由图6可知，高效轴流基站空调风量大，吹出的冷风能有效覆盖整个发热机柜。整个房间温度较低，且分布比较均匀。
2.2气流组织分析
由图5可知，大风量壁挂式空调冷空气由正面大范围送出，采用大风量、高速风机将冷风送到机柜前面，并充满整个基站中、下部，保证基站内温度场均匀，避免设备局部过热，同时提高了制冷效率和冷量有效利用率，将风量提高到3000m3/h以上（是目前空调的3倍）。目前，基站的长度距离为5m，空调送风距离为5m以上。基站内的热负荷通过循环的空气与空调产生的冷量进行热交换，将热量带走。基站内空气循环的速度影响热交换的速度，循环越快，热交换越快，基站内温度场越均匀。与普通舒适性立柜式空调进行对比实验，实验参数见表1。从表1数据可以看出，换气次数由19次提高到48次，可以明显提高基站温度场的均匀性。
2.3节能分析及测试数据对比
通过对比分析，高效基站空调整机能效比和显热比大大提高，综合节能效果明显，具体参数见表2。由表2可知，能效比（EER）达到3.6以上，远超1级能效标准要求（3.4）。目前，行业传统产品能效等级大都为2级，节能效果显著；显热比提高到0.95～0.99，远超目前行业传统产品0.75的水平，媲美机房精密类空调产品，冷量利用率高，节能效果明显；有效制冷效率比普通舒适性基站空调提高45%。能效比、显热比及显热能效比对比曲线。高效基站空调各工况下的能效比远超同冷量基站舒适性空调，能效比较普通舒适性基站空调提高12.5%。高效基站空调各工况下的显热比远超同冷量基站舒适性空调，显热比较普通基站舒适性空调提高26.7%。高效基站空调各工况下的显热能效比远超同冷量基站舒适性空调，显热能效比较普通舒适性基站空调提高45%。
3技术创新点及评价
高效轴流基站空调创新性地研究了全新的室内机架构、送风系统以及交流斩波控制方案，包括系统控制逻辑分析、方案控制电路分析以及交流电机可靠性分析。通过专项研究，有效解决了系统压力控制、交流斩波控制方案控制可靠性等技术问题。
3.1全新的室内机架构和送风系统
该新型高能效基站专用空调设备采用全新的室内机架构和送风系统。由传统壁挂式的贯流风扇和落地式的离心风扇设计调整为轴流风扇，充分利用轴流风机效率高、风量大的特点，根据整个送回风系统中的风阻匹配最佳的风叶与电机，与整个箱体组成完美的送风系统，解决传统基站空调室内机风量小、显热比低和流道不流畅的问题。
3.2多种安装方式
目前，市场通信基站类空调产品，壁挂式空调采用壁挂安装方式，落地式空调采用落地式安装方式。新设计的全新室内机，可兼容多种不同安装形式。新设计的全新室内机可根据安装环境需要选配不同的安装配件，能够实现壁挂式、落地式以及吊顶式安装，安装方式灵活，极大地提高了产品对使用环境的适应性。
3.3采用风机节能控制技术
室内风机运行状态根据环境温度变化适时调整，可分为双风扇运行、单风扇切换运行以及风扇停机多种运行状态。本技术超越了行业常规的室内风机持续不间断运行的方法。室内风机运行状态根据环境温度变化适时调整，既保证了基站内部空气循环流动，又有效降低了室内风机的运行功耗，达到节能效果。同时，单风扇切换运行方式达到了风扇备份运行效果，大大提高了产品可靠性，延长了产品的使用寿命。
3.4交流斩波控制方案及控制逻辑
为满足空调低温环境（0℃以下）制冷使用需要，采用交流斩波方式控制室外电机转速，控制室外风量，进而控制系统压缩比在安全使用区间范围内（冷凝压力/蒸发压力＞2），保证压缩机使用安全。本技术超越了行业常规的直流电机或交流抽头电机调速方法，创新性地采用抽头调速+无极调速的方案。高、低风速切换采用抽头调速方式，采用交流斩波方案对交流电机进行无极调速。
4结论
高效轴流基站专用空调通过在多地试点，现已在市场进行批量应用，并取得了良好的节能及使用效果，预计今后几年将成为基站空调行业的标杆，引领行业节能新趋势，促进行业产品进步，取得较好的经济效益和社会效益。
作者:王怀宇 单位:中国铁塔股份有限公司运行维护部