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基于物聯網基站冷暖設備節能云控制系統

  一、項目背景
  1.1概述
  通信機房是移動運營的樞紐,作為保證通信機房設備運行環境的機房空調極為重要。通信機房空調在配置時均按機房最大熱負載選定的,且留有余量。由于季節、晝夜的變化,實際空調熱負載在絕大部分時間內遠比設計負載低,由于機房空調原有的溫度調節方式是一種能耗調節方式,存在較大的能量浪費。機房空調開機時間長,只要機房設備在運行,機房空調都必須開機,全年節能總量相當可觀。通過對機房空調的能耗比例的統計,空調能耗一般占通信機房能耗的40%-60%,且隨著網絡的不斷升級,機房里的設備越來越多,設備的功耗和發熱量也越來越大,空調的能耗將迅速增加。隨著通信業務不斷發展壯大,交換、傳輸、數據機房熱負荷也在不斷的增加,電能消耗以及與之對應的電費也隨之不斷的增加。在國家節約電能政策的大環境下,加上行業競爭的加劇,對運行成本的控制呼聲越來越高,對機房空調進行節能改造,節約運行成本勢在必行。
  1.2設計目標
  建立基于物聯網基站冷暖設備節能云控制系統,充分發揮物聯網優勢,實現吉首移動通信機房空調系統的智能控制、遠程監控、集中管理、能耗監測等需求。通過云控制系統對空調的運行狀態進行動態調節,在保障機房環境正常的情況下能減少空調運行時間,從而達到節能環保、降低成本的目的。
  二、節能收益分析
  2.1.1空調費用估算
  機房空調機組全年365天,8760個小時不間斷運行。以3P空調的為例,一般3P空調的功率是2.5KW,也就是說運轉時,每小時耗電約2.5度,即一臺3P空調年用電量21900KWH,電價按0.6元/KWH核算,一臺3P空調年運行電費為13140元。吉首移動基站機房空調數量約為200臺左右,空調年度運行費用估算超過260萬元。
  2.1.2節能改造經濟效益分析
  由于機房設備(服務器、UPS等)都會釋放大量熱量,為保持這些設備安全穩定地運行,就一定要使機房室內保持恒定的溫度。按照國家標準要求,機房溫度范圍在:21±3℃。結合吉首市年度氣象資料(年平均氣溫約17℃),通過建設基于物聯網基站冷暖設備節能云控制系統能夠將空調使用能耗降低20%以上,年空調電費節省約50萬元以上。
  投資回報期計算
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  三、設計方案
  3.1方案介紹
  基于物聯網基站冷暖設備節能云控制系統是以實現空調系統的集中管理、自動化節能控制為目的,針對移動機房空調機組多、管理分散、專業性強、人機交互差而開發的空調集中監控管理系統,是提高工作效率、節約能源、保障設備的創新解決方案。
  物聯網實際上是互聯網的延伸和擴展。它包含了三個基本的要素,搭載在物品上的傳感器、用于傳輸和存儲信息的網絡系統以及安裝了應用軟件的終端設備。傳感器可以是冷暖設備控制儀、電量表、溫度傳感器,也可以是其它能夠用設備識別的信息載體;而根據應用系統的規模,網絡系統可以是物聯網(NB-IOT),也可以是移動網(4G),也可以是無線網或各種總線及其綜合系統;終端設備可以是PC、手機等。利用物聯網的這些特征,可以建立起包括機房空調機組、空調用戶及機房環境的物聯網,從而實現機房空調系統的管控一體化,達到高效管理和節能運行的目的。
  3.2系統架構
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  3.3方案優勢
  ?經濟性
  方案的設計注重性價比,以確保節能為前提,經量降低成本的投入,使之經濟合理。
  ?先進性
  方案的設計首先確保技術的先進性,通過物聯網、云平臺、智能控制、遠程監控、手機APP等先進技術手段,確保方案具有業內領先的技術優勢。
  ?可靠性
  方案設計的內涵:在確保技能的前提下,力求系統簡單、可靠。
  ?易操作性
  方案設計最大程度地減少系統的操作復雜度,使之容易操作。
  3.4系統原理
  在每個機房內安裝一套冷暖設備控制系統,包含設備控制儀、無線通信設備等。系統現場采集空調設備的狀態,環境溫度等參數,根據定制的策略,自動控制控制空調的運行。根據機房內溫度情況調節空調的運行狀態,在保障機房內溫度達到國家要求的標準的情況下,降低空調的使用頻率,減少空調不必要的運行時間,從而降低空調的電量消耗,達到節能環保的目的。
  3.5系統功能
  3.5.1數據監測功能
  吉首移動基站現有空調運行數據及參數已納入由于動環監控系統,無法直接利用。通過增加冷暖設備控制儀,現場采集空調設備的狀態,環境溫度等參數,通過無線通信設備,傳輸到云平臺服務器。維護、管理人員通過電腦瀏覽器、手機APP序查看設備運行狀態,統計數據,接收告警等。
  3.5.2數據報表功能
  實時記錄各個機房的溫度數據,并保存在云服務器中,以供用戶分析處理以及決策。溫度數據詳盡完整,包含日期、時間等要素,并且可以實時生成圖表,用戶可以直觀看到數據的變化情況。統計增加電量分析儀,記錄機房空調的用電情況,統計空調設備的能耗情況,節能效果直觀明了。
  3.5.3多種方式報警功能
  通過物聯網云平臺提供短信、電話、APP推送消息以及郵件多種方式進行告警,用戶可根據需求進行選擇。避免由于報警方式單一遺漏報警信息導致不可避免的損失。
  3.5.4遠程控制功能
  用戶可通過電腦瀏覽器、手機APP遠程控制機房空調設備,根據實際情況對機房的溫度遠程調控。避免人員現場手動調節的繁瑣,減化維護流程,降低維護成本。
  四、方案配置
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