基站机房用智能节能控制系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及能耗控制技术领域，尤其涉及一种基站机房用智能节能控制系统及其控制方法。


背景技术：

2.随着移动通信行业的快速发展，全国通信网络规模和用户规模不断扩大，通信企业设备运行的耗电量已经成为不断增加的重要成本。据统计，在国内各大电信运营商的能源消耗中，电力消耗大约占80％以上。而在电力消耗中，基站/机房耗电大约占70％以上，在数量众多的基站/机房、模块局中，空调用电量基本占基站/机房或模块局用电量的50％以上，有的甚至高达60％以上。
3.造成基站/机房空调耗能过高的关键因素主要有以下两个方面：
4.一是在基站/机房空调系统的设计及选型中，空调的运行方式均按最大负荷设定，而在实际运行中，基站/机房热负荷随外界环境如昼夜温差、季节变换等因数的影响存在比较大的波动，最小时甚至还不到设计负荷的10％，也就是说基站/机房在大多数时间里并不是处在最大负荷状态下。人工设定空调运行参数的方法不能实时跟踪基站/机房温度的变化而调整空调运行方式，存在很大的能源浪费现象。
5.二是基站/机房内真正需要制冷的是基站/机房设备和蓄电池，让空调冷气充满整个基站/机房，造成了极大的浪费。
6.因此，如何合理降低空调能耗节约能源为亟需解决的问题。


技术实现要素：

7.本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题。为此，本发明提供一种基站机房用智能节能控制系统及其控制方法。
8.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
9.提供一种基站机房用智能节能控制系统，包括机房、安装于机房内的多台空调以及对应每一台空调的空调控制板、进风机、管道排风机、室内温度探测器和室外温度探测器以及设于机房内的主控板和蓄冷装置，其中：所述进风机通过进风管连接机房的进风口；所述管道排风机设于所述机房的侧壁；所述室内温度探测器、室外温度探测器分别设于所述机房的室内和室外；所述室内温度探测器、室外温度探测器、进风机、管道排风机和每一空调控制板均电信号连接所述主控板；所述蓄冷装置包括蓄冷剂、蓄冷剂储存箱、液压泵、蓄冷管和散热管，蓄冷管设于每一台空调的出风口，散热管设于所述进风机的出风口，所述蓄冷管、散热管、液压泵通过保温管串接后连接所述蓄冷剂储存箱，所述蓄冷剂设于所述蓄冷剂储存箱内。
10.在本发明提供的基站机房用智能节能控制系统的一种较佳实施例中，所述蓄冷管与散热管之间还设有截流管，所述截流管的另一端连接蓄冷剂储存箱，所述截流管上设有第一电磁阀，且保温管位于截流管靠近所述蓄冷管上设有第二电磁阀。
11.在本发明提供的基站机房用智能节能控制系统的一种较佳实施例中，所述液压泵、第一电磁阀、第二电磁阀均电信号连接所述主控板。
12.在本发明提供的基站机房用智能节能控制系统的一种较佳实施例中，所述主控板通过rs
‑
485串行总线连接三相电能表，用于对机房耗电量的监控。
13.在本发明提供的基站机房用智能节能控制系统的一种较佳实施例中，所述主控板还通过无线网络连接基站监测数据平台以及连接第三方能耗监控平台。
14.本发明还提供一种上述实施例中所述的基站机房用智能节能控制系统的控制方法，包括如下步骤：
15.步骤s1：利用所述室内探测器和室外探测器分别实时检测室内温度t
内
与室外温度t
外
，以及室内外的温差t
差
，所述主控板根据温度数据进行一下判断：
16.若t
内
＜设定温度阈值t
阈
，则执行步骤s2；
17.若t
内
＜设定温度阈值t
阈
＇，则执行步骤s3；
18.t
阈
＇≤t
内
≤t
阈
，且t
差
＞4℃，则执行步骤s4，否则执行步骤s3；
19.若t
内
≥设定温度阈值t
阈
，且t
差
＞6℃，则执行步骤s5；
20.若t
内
≥设定温度阈值t
阈
，且t
差
＜6℃，则执行步骤s6；
21.若t
内
≥设定温度阈值t
阈
，且t
差
＞6℃，并持续性递增2℃，则执行步骤s7；
22.若t
内
≥设定温度阈值t
阈
，且t
差
＜6℃，并持续性递增2℃，则执行步骤s8；
23.步骤s2：所述主控板给出空调关闭信号，由所述空调控制板关闭空调；
24.步骤s3：所述主控板控制所述进风机和管道排风机关闭；
25.步骤s4：所述主控板控制所述进风机和管道排风机开启；
26.步骤s5：所述主控板给出空调开启信号，由所述空调控制板开启一台空调，同时控制所述进风机和管道排风机开启；
27.步骤s6：所述主控板给出空调开启信号，由所述空调控制板开启一台空调，同时控制所述进风机和管道排风机关闭；
28.步骤s7：每增加2℃，所述主控板控制多开启一台空调，直至所有空调开启，同时控制所述进风机和管道排风机开启；
29.步骤s8：每增加2℃，所述主控板控制多开启一台空调，直至所有空调开启，同时控制所述进风机和管道排风机关闭。
30.与现有技术相比，本发明提供的基站机房用智能节能控制系统及其控制方法的有益效果是：本发明通过室内温度探测器与室外温度探测器实时检测室内为温度，利用主控板根据温度变化控制空调与进风机、管道排风机进行协调工作，或风机空调联动，或风机接管空调工作，减少空调运行时间，大大降低了空调的能耗；同时还设计有蓄冷装置，将空调启动时间段的冷能进行储存，可用于风机接管空调工作时由进风机将冷能吹出，使风机具有一定的制冷功能，不仅能源利用率高，能耗更低。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它
的附图，其中：
32.图1是本发明提供的基站机房用智能节能控制系统的结构示意图；
33.图2是本发明提供的基站机房用智能节能控制系统的电路图。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
35.实施例一
36.本实施例提供一种基站机房用智能节能控制系统，如附图1所示，包括机房1和安装于机房内的多台空调2以及对应每一台空调的空调控制板3，一般地，机房内安装有1～3台空调。为了降低机房空调的能耗，本实施例还设计有进风机4、管道排风机5、室内温度探测器6和室外温度探测器7以及设于机房内的主控板8和蓄冷装置9，其中：
37.所述进风机4通过进风管连接机房的进风口，将进风机设置于机房内，降低了机房对外界的噪音；同时也可根据需要调整风机的出风口的位置，满足某些区域的散热需求。
38.所述管道排风机5设于所述机房1的侧壁，一般设于顶部，将热空气从机房排出。
39.所述室内温度探测器6、室外温度探测器7分别设于所述机房的室内和室外，用于实时检测机房室内及室外的温度。
40.所述室内温度探测器6、室外温度探测器7、进风机4、管道排风机5和每一空调控制板3均电信号连接所述主控板8，主控板根据室内温度探测器、室外温度探测机的信号(包括室内温度、室外温度、室内外温差等)控制进风机、管道排风机、空调控制板协调工作，本实施例的空调控制板通过红外学习可以控制任意品牌空调，同时风机控制板上的两个温度传感器以及温湿度传感模块可以监测多个不同环境温度，实现对基站机房温度的稳定控制，达到节能效果，本实施例的进风机和管道排风机一般联动控制，进风机与管道排风机同时开会或同时关闭。
41.所述主控板8通过rs
‑
485串行总线连接三相电能表10，用于对机房耗电量的监控。
42.具体电路如附图2所示，主控板接入三相电能表，进风机、管道出风机以及空调通过三相电能表由市电供电，主控板信号连接空调控制板，进风机和管道出风机通过风机控制板信号连接主控板。
43.所述蓄冷装置9包括蓄冷剂、蓄冷剂储存箱901、液压泵902、蓄冷管903和散热管904，所述蓄冷管、散热管、液压泵通过保温管串接后连接所述蓄冷剂储存箱，形成一个蓄冷剂循环系统，所述蓄冷剂设于所述蓄冷剂储存箱内。其中：蓄冷管设于每一台空调的出风口，使空调启动时，液压泵启动，空调的冷空气不断吹扫蓄冷管，蓄冷装置内循环的蓄冷剂吸收冷能储存；散热管设于所述进风机的出风口，使进风机在工作时，启动液压泵，散热管内的冷能通过进风机吹扫，降低进风温度。
44.实施例二
45.在实施例一的基础上，本实施例进一步在所述蓄冷管903与散热管904之间还设有截流管905，所述截流管的另一端连接蓄冷剂储存箱，所述截流管905上设有第一电磁阀
906，且保温管位于截流管靠近所述蓄冷管903上设有第二电磁阀907。
46.优选的，本实施例的所述液压泵902、第一电磁阀906、第二电磁阀907均电信号连接所述主控板8，由主控板进行对其动作进行控制。
47.本实施例设计的所述截流管以及第一电磁阀、第二电磁阀，当空调开启或空调与风机联动时，第一电磁阀关闭，第二电磁阀开启，制冷剂吸收空调的冷能；当空调关闭、风机开启时，第二电磁阀关闭，第一电磁阀开启，缩短制冷剂循环路径，将制冷剂储存的冷能通过进风机吹扫，降低进风温度。
48.优选的，本实施例在具体控制时：每一台空调开启时，所述液压泵即同步开启，或者进风机或管道排风机开启时，所述液压泵同步开启。每一台空调开启时，相对应的第二电磁阀开启，但同时第一电磁阀关闭；同理，进风机或管道排风机开启时，第一电磁阀开启，但同时第二电磁阀关闭；若空调与进风机或管道排风机同时开启时，所述液压泵同步开启，同时所述第一电磁阀关闭，第二电磁阀开启，控制过程有主控板控制，本实施例的主控板可采用树莓派、香橙派等嵌入式linux控制板。
49.实施例三
50.在实施例一或实施例二的基础上，本实施例的所述主控板8还通过无线网络连接基站监测数据平台(图中未示出)以及连接第三方能耗监控平台(图中未示出)，无线网络可选择4g/5g通信，通过基站监测数据平台进行能耗的监管以及装置的控制，第三方能耗监控平台用于第三方进行能耗的监管。
51.基于上述实施例，本发明的所述基站机房用智能节能控制系统的控制方法，包括如下步骤：
52.步骤s1：利用所述室内探测器和室外探测器分别实时检测室内温度t
内
与室外温度t
外
，以及室内外的温差t
差
，所述主控板根据温度数据进行一下判断：
53.若t
内
＜设定温度阈值t
阈
，则执行步骤s2；
54.若t
内
＜设定温度阈值t
阈
＇，则执行步骤s3；
55.t
阈
＇≤t
内
≤t
阈
，且t
差
＞4℃，则执行步骤s4，否则执行步骤s3；
56.若t
内
≥设定温度阈值t
阈
，且t
差
＞6℃，则执行步骤s5；
57.若t
内
≥设定温度阈值t
阈
，且t
差
＜6℃，则执行步骤s6；
58.若t
内
≥设定温度阈值t
阈
，且t
差
＞6℃，并持续性递增2℃，则执行步骤s7；
59.若t
内
≥设定温度阈值t
阈
，且t
差
＜6℃，并持续性递增2℃，则执行步骤s8；
60.步骤s2：所述主控板给出空调关闭信号，由所述空调控制板关闭空调；
61.步骤s3：所述主控板控制所述进风机和管道排风机关闭；
62.步骤s4：所述主控板控制所述进风机和管道排风机开启；
63.步骤s5：所述主控板给出空调开启信号，由所述空调控制板开启一台空调，同时控制所述进风机和管道排风机开启；
64.步骤s6：所述主控板给出空调开启信号，由所述空调控制板开启一台空调，同时控制所述进风机和管道排风机关闭；
65.步骤s7：每增加2℃，所述主控板控制多开启一台空调，直至所有空调开启，同时控制所述进风机和管道排风机开启；
66.步骤s8：每增加2℃，所述主控板控制多开启一台空调，直至所有空调开启，同时控
制所述进风机和管道排风机关闭。
67.具体实施例时，以设定温度阈值t
阈
为30℃，设定温度阈值t
阈
＇为25℃为例进行说明，如下表所示：
[0068][0069]
值得说明的是：上表中的风机状态可以理解为进风机的状态，进风机与管道排风机是同时开启或者同时关闭的。
[0070]
对于风机接管空调，还可以是：t
内
≤23℃或t
差
＜4℃，风机状态为关。
[0071]
上述控制方式中，蓄冷装置的控制根据实施例二中的控制方式通过主控板进行自动控制。
[0072]
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。