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基于物联网基站冷暖设备节能云控制系统

  一、项目背景
  1.1概述
  通信机房是移动运营的枢纽,作为保证通信机房设备运行环境的机房空调极为重要。通信机房空调在配置时均按机房最大热负载选定的,且留有余量。由于季节、昼夜的变化,实际空调热负载在绝大部分时间内远比设计负载低,由于机房空调原有的温度调节方式是一种能耗调节方式,存在较大的能量浪费。机房空调开机时间长,只要机房设备在运行,机房空调都必须开机,全年节能总量相当可观。通过对机房空调的能耗比例的统计,空调能耗一般占通信机房能耗的40%-60%,且随着网络的不断升级,机房里的设备越来越多,设备的功耗和发热量也越来越大,空调的能耗将迅速增加。随着通信业务不断发展壮大,交换、传输、数据机房热负荷也在不断的增加,电能消耗以及与之对应的电费也随之不断的增加。在国家节约电能政策的大环境下,加上行业竞争的加剧,对运行成本的控制呼声越来越高,对机房空调进行节能改造,节约运行成本势在必行。
  1.2设计目标
  建立基于物联网基站冷暖设备节能云控制系统,充分发挥物联网优势,实现吉首移动通信机房空调系统的智能控制、远程监控、集中管理、能耗监测等需求。通过云控制系统对空调的运行状态进行动态调节,在保障机房环境正常的情况下能减少空调运行时间,从而达到节能环保、降低成本的目的。
  二、节能收益分析
  2.1.1空调费用估算
  机房空调机组全年365天,8760个小时不间断运行。以3P空调的为例,一般3P空调的功率是2.5KW,也就是说运转时,每小时耗电约2.5度,即一台3P空调年用电量21900KWH,电价按0.6元/KWH核算,一台3P空调年运行电费为13140元。吉首移动基站机房空调数量约为200台左右,空调年度运行费用估算超过260万元。
  2.1.2节能改造经济效益分析
  由于机房设备(服务器、UPS等)都会释放大量热量,为保持这些设备安全稳定地运行,就一定要使机房室内保持恒定的温度。按照国家标准要求,机房温度范围在:21±3℃。结合吉首市年度气象资料(年平均气温约17℃),通过建设基于物联网基站冷暖设备节能云控制系统能够将空调使用能耗降低20%以上,年空调电费节省约50万元以上。
  投资回报期计算
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  三、设计方案
  3.1方案介绍
  基于物联网基站冷暖设备节能云控制系统是以实现空调系统的集中管理、自动化节能控制为目的,针对移动机房空调机组多、管理分散、专业性强、人机交互差而开发的空调集中监控管理系统,是提高工作效率、节约能源、保障设备的创新解决方案。
  物联网实际上是互联网的延伸和扩展。它包含了三个基本的要素,搭载在物品上的传感器、用于传输和存储信息的网络系统以及安装了应用软件的终端设备。传感器可以是冷暖设备控制仪、电量表、温度传感器,也可以是其它能够用设备识别的信息载体;而根据应用系统的规模,网络系统可以是物联网(NB-IOT),也可以是移动网(4G),也可以是无线网或各种总线及其综合系统;终端设备可以是PC、手机等。利用物联网的这些特征,可以建立起包括机房空调机组、空调用户及机房环境的物联网,从而实现机房空调系统的管控一体化,达到高效管理和节能运行的目的。
  3.2系统架构
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  3.3方案优势
  经济性
  方案的设计注重性价比,以确保节能为前提,经量降低成本的投入,使之经济合理。
  先进性
  方案的设计首先确保技术的先进性,通过物联网、云平台、智能控制、远程监控、手机APP等先进技术手段,确保方案具有业内领先的技术优势。
  可靠性
  方案设计的内涵:在确保技能的前提下,力求系统简单、可靠。
  易操作性
  方案设计最大程度地减少系统的操作复杂度,使之容易操作。
  3.4系统原理
  在每个机房内安装一套冷暖设备控制系统,包含设备控制仪、无线通信设备等。系统现场采集空调设备的状态,环境温度等参数,根据定制的策略,自动控制控制空调的运行。根据机房内温度情况调节空调的运行状态,在保障机房内温度达到国家要求的标准的情况下,降低空调的使用频率,减少空调不必要的运行时间,从而降低空调的电量消耗,达到节能环保的目的。
  3.5系统功能
  3.5.1数据监测功能
  吉首移动基站现有空调运行数据及参数已纳入由于动环监控系统,无法直接利用。通过增加冷暖设备控制仪,现场采集空调设备的状态,环境温度等参数,通过无线通信设备,传输到云平台服务器。维护、管理人员通过电脑浏览器、手机APP序查看设备运行状态,统计数据,接收告警等。
  3.5.2数据报表功能
  实时记录各个机房的温度数据,并保存在云服务器中,以供用户分析处理以及决策。温度数据详尽完整,包含日期、时间等要素,并且可以实时生成图表,用户可以直观看到数据的变化情况。统计增加电量分析仪,记录机房空调的用电情况,统计空调设备的能耗情况,节能效果直观明了。
  3.5.3多种方式报警功能
  通过物联网云平台提供短信、电话、APP推送消息以及邮件多种方式进行告警,用户可根据需求进行选择。避免由于报警方式单一遗漏报警信息导致不可避免的损失。
  3.5.4远程控制功能
  用户可通过电脑浏览器、手机APP远程控制机房空调设备,根据实际情况对机房的温度远程调控。避免人员现场手动调节的繁琐,减化维护流程,降低维护成本。
  四、方案配置
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