通信基站电池仓温度解决方案.pdf

1 通信基站 房 电池恒温箱方案通信基站 房 电池恒温箱方案 蓄电池组是基站实现直流不间断供电的一个重要组成部份 目前移动基站采用的都是二 十世纪末发展起来的阀控式密封铅酸蓄电池 简称 VRLA 电池 这种电池在推广初期 供 应商称之为 免维护 电池 致部份维护人员认为这种电池不需要维护 这一误区至今还有 影响 从移动 联通 网通各大运营商目前使用的情况来看 都普遍存在蓄电池容量下降过 快 使用寿命短的现象 原本许多设计和用料精良的免维护铅酸蓄电池浮充使用的理论寿命 为 15 20 年以上 但真正能在使用中达到如此寿命的电池恐怕是少之又少 因而科学地加 强对这种蓄电池组的维护与保养对提高其可用度仍是十分重要的 蓄电池维护是整个电源维护工作中的重点 一切电源维护都围绕此项工作展开 一般说 来 阀控式铅酸电池维护的关键在于控制环境的温度及电池的充放电 相同的电池 在不同 的设备条件 不同的使用条件和不同维护条件下使用寿命相差很大 环境温度是影响蓄电池 寿命的最重要的因素之一 蓄电池的最佳环境温度是 23 25 以往 基站内的蓄电池通 常和设备放置在同一环境中 利用机房空调或者商用空调将环境温度维持在 23 25 之间 为满足基站内的恒温环境 通常会安装 3 匹或 5 匹的空调器 夏季降温 冬季加热 这样 每年用于基站空调的能耗相当可观 据统计 全国有 30 多万个基站 每年每个基站内的空 调耗电费用大约为 1 万元左右 共接近 30 亿 成为通信行业的重要开支之一 因此 节能 减排 降低使用成本越来越受到通信行业的重视 为了在不影响电池使用寿命的前提下尽可 能降低能耗 行业内外采取了多种方法 至今未有一万全之策 针对此情况 我们根据通信基站的特点 对通信室内基站和室外基站分别设计出相应电 池控温产品系列 现针对两款产品作详细阐述 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 2 室内基站室内基站 一 新建室内基站 一 新建室内基站 恒温电池箱解决方案 传统的方法是给整个基站进行降温 普通的基站面积大约 10m 2 要将整个空间的温度维 持在 23 25 所消耗的电能是巨大的 基站中除了电池外 其它通信设备对环境温度的 要求并不高 一般在 35 左右即可 故 23 25 的低温其实只是为了确保电池的工作环境 苏州昆拓冷机有限公司针对该情况 根据分区域放置原理 开发了以降低微环境温度将 电池得到可靠维护的电池箱空调器 独特的功能及效率配合恒温电池箱 主要用于通讯基站 内存放蓄电池 它主要由电池存放箱 电池仓空调和控制报警系统组成 即将基站内的电池 统一安放于有隔热保温的密闭电池箱内 在电池箱的侧钣或正门上安装电池仓空调器 对电 池箱内部进行控温 使得电池箱内电池的工作微环境温度始终维持在 24 3 而电池箱 外部的基站内环境温度只需维持在 35 左右即可 恒温电池箱目前有两种机型 双门柜存放 2V 24 节 1 组 蓄电池 单门柜存放 12V 8 节 2 组 蓄电池 电池放置见下图 门装式空调安装方便快捷门装式空调安装方便快捷 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 3 室内新站电池保温箱及空调器室内新站电池保温箱及空调器 2 电池保温箱空调器特点 由于冷风直接送至热源附近 可以保证机柜内不出现热点 并能阻止灰尘 湿气及 腐蚀性气体进入电池仓内部 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 4 采用特种换热器 换热量较大 风阻低 整体结构坚固 抗尘 抗油污 防腐 环保 节能 高效 精巧的专利快装固定结构 安装过程简便快捷 远程自动化智能监控系统可随时对机柜控温现场信息进行在线监测和交互控制 较高的防护等级达到 IP55 提高了电池使用的安全 可靠性 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 5 二 室内基站老站电池恒温箱改造 二 室内基站老站电池恒温箱改造 快装式恒温电池舱技术解决方案 目前通信基站使用的蓄电池使用多种品牌 按不同方式敞开放置在电池架上 并安放在 基站内 如 48V500AH 电池放置如下 为实现基站内电池按目前放置方式不变的前提下达到保温效果 我们研发了快装式恒温 电池舱 以满足不同品牌 不同放置方式电池的恒温要求 并实现现场快速安装功能 一 电池舱的主要结构一 电池舱的主要结构 目前 国内基站使用的蓄电池品牌和规格见下表 其他品牌的电池尺寸与表中列出的尺 寸相近 目前基站的电池放置一般有单排靠墙放置和双排平行放置 具体的舱体尺寸见下表 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 6 以下是按目前基站常用电池放置方案列出的电池舱规格表 恒温电池舱规格表 恒温电池舱规格表 300Ah 2V 24 2 组组 恒温电池舱外形尺寸 恒温电池舱外形尺寸 L D H 电池电池 品牌品牌 排列排列 方式方式 外型尺寸外型尺寸 单排靠墙放置单排靠墙放置 双排平行放置双排平行放置 光宇 电池 单层 双列 1755 450 513 华日 电池 单层 双列 1746 495 412 双登 电池 单层 双列 1818 460 450 4500 600 660 1950 1700 660 光宇 电池 双层 单列 1755 238 1116 华日 电池 双层 单列 1776 293 1032 4500 400 1260 1950 1200 1260 光宇 电池 双层 双列 945 540 1105 华日 电池 双层 双列 933 495 1032 南都 电池 六层 975 400 1035 双登 电池 双层 双列 1046 480 942 双登 电池 四层 侧卧 923 360 914 2900 600 1260 1150 1700 1260 南都 电池 四层 1365 400 695 双登 电池 四层 平卧 1266 360 672 3500 500 860 1450 1500 860 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 7 二 快装式恒温电池仓构成二 快装式恒温电池仓构成 恒温快装电池舱主要由电池仓空调 电池舱体和控制系统组成 门装式空调安装方便快捷门装式空调安装方便快捷 空调正面 空调背面 电池舱体主要由铝合金框架 隔热门板组成 确保舱体的强度和保温效果 三 电池舱体主要材料三 电池舱体主要材料 1 框架 采用高强度 AL6063 铝型材框架 结构坚固 安装方便 2 前门和侧门 采用双层镀锌钢板 T0 8 内加 EPS 挤塑隔热板 T30 钢板外表面 喷粉处理 3 顶板 双层镀锌钢板结构内加 EPS 挤塑板 T30 外层厚度为 T1 5 内层厚度为 0 8 4 挤塑板的导热系数为 0 027 W m k 5 门板与框架 框架底部与地面间均采用 EPDM 半圆型密封条 确保电池房的保温效果 四 电池废气的排放四 电池废气的排放 1 在电池舱的左右两侧板上分别设计了进风口和排气口 在排气口内侧安装有两台 12V 120 120 25 直流风扇 由控制线路板设定其工作时间和周期 2 在进出风口支架内放入 300 目过滤网 既可保证防尘和适量的密封要求 也可确保 风量的顺利进出 过滤网对箱内的保温效果几乎没有影响 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 8 右侧门进风口 左侧门排气口 五 材料的防火等级五 材料的防火等级 符合 UL94V 2 等级 具体分级指标如下 级 别 测 试 项 目 94V 0 94V 1 94V 2 1 十次点燃总有焰燃烧时间最大值 S 50 250 250 2 个别的有焰燃烧时间最大值 s 10 30 30 3 无焰燃烧时间 s 30 60 60 4 有焰熔滴 无 无 允许仅短时燃烧 六 仓内温差控制六 仓内温差控制 安装两台电池仓空调的方案 使双前门电池房不另外使用内部循环风扇即可保证箱内的 温度差控制在 2 度以内 在两组电池连接处安装两组循环风扇 共四个风扇 使整个仓内的温度保持一致 风 扇规格为 220V AC 120 120 25 循环风扇 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 9 七 电池仓的保温效果七 电池仓的保温效果 按目前我们试验的顶装空调六面体电池柜放置 2 组共 48 节电池的电池仓来看 在环温 温度为 35 38 度时的日耗电量为 8kwh 72 小时测试 无充放电情况 箱内的温度为 25 度 因电池仓的安装方式有差异 且受机房地面和墙体的保温效果差异较大 我们估计在四面密 封性能良好的前提下 日耗电量应可以控制在 10kwh 以下 环境温度 35 38 度 八 电池仓结构设计八 电池仓结构设计 下面以 2900 600 1260 恒温电池舱为例介绍其现场安装方式 1 电池舱总体介绍 恒温电池舱主要由框架 左右门板 前门板 顶板和电池仓空调器组成 见下图 恒温电池仓外形图 电池仓空调 前门顶板 右侧板 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 10 2 电池房安装步骤 基站电池放置方式见下图 基站电池放置图 框架安装图 框架连接型材安装图 框架连接型材 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 11 循环风扇安装图 机柜空调的安装 全部安装完成后 启动机柜空调进行试运行 检查声音是否正常 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 12 室外窄频站室外窄频站 电池柜控温改造方案电池柜控温改造方案 室外窄频站由于裸露在室外 气温高 粉尘多 环境更为恶劣 对电池的使用寿命影 响更大 目前的室外基站通常都未安装电池仓空调器 直接放置在机柜内 通过风扇或者出 风口换热 夏季高温时 与电池的工作温度 25 相差甚多 无法保证电池的正常使用环境 针对此情况 我们建议在电池柜门上或侧钣上直接安装电池仓空调器 根据电池功耗 大小选择不同功率空调器 在柜内钣壁上贴保温棉 以起到保温隔热效果 由于室外站绝大 部分安置在荒郊野外 如采购更换机柜等其他方法 则改造工作量巨大 此方案是最便捷有 效的室外窄频基站电池仓控温的改造方案 恒温电池保温箱解决方案的意义恒温电池保温箱解决方案的意义 1 降低能耗费用 60 以上 因电池箱的体积小 所耗电能是之前的几十分之一 实现了电池工作区与非电池工作区 两个环境两个温度 整个基站的能耗大大降低 从而达到了既节能又不影响电池使用寿命的 初衷 据测试数据显示 单门柜通常安装一台 600W 的空调器 双门柜通常安装一台 1000W 门装式电池仓空调 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 13 的空调器 故与传统控温方法相比 安装电池仓空调至少节约能耗 60 以上 具体能耗数据 如下 单门柜 环温 37 度时耗电 3 5KWH 24 小时 环温 35 度时耗电 3KWH 24 小时 双门柜 环温 37 度时耗电 7KWH 24 小时 环温 37 度时耗电 6KWH 24 小时 恒温电池箱及电池仓空调技术参数恒温电池箱及电池仓空调技术参数 型 号 CQC 600 CQE 1000 工作电压 220V AC 220V AC 额定功率 W 240 380 制冷功率 W 600 1000 温度范围 C 25 30 25 30 换气风扇工作电压 12V DC 12V DC 换气风量 m 3 h 100 100 噪音 dB 55 60 电加热功率 W 500 700 重量 kg 95 140 颜 色 RAL7035 RAL7035 外形尺寸 mm 1325 575 1240 800 575 1240 2 延长电池使用寿命 环境温度过高对蓄电池使用寿命的影响很大 温度升高时 蓄电池的极板腐蚀将加剧 同 时将消耗更多的水 从而使电池寿命缩短 蓄电池在 25 的环境下可获得较长的寿命 长期 运行温度若升高 10 使用寿命约降低一半 电池仓将电池放置