内容提要
      在国家倡导节能减排、从我做起的形式下，天津联通结合通信行业基站数量多，年耗电量大特点，实施了多种节电措施。其中包括机房通风节能系统的试用。
      通过长期的运行观测与数据分析，在文中重点论述了节能产品的现状与发展，分析了节能产品的适用性即：温差大，空气质量差的地区适用安装热交换式；温差小的地区不需要安装通风节能产品；温差大，空气质量好的地区适用安装直排式和经济性即：是否值得买，以何种方式买。
      总结出，必须重视节能产品的适用性和经济性，选择电费分成，合作经营的采购方案，控制投资风险。在保证机房与设备安全的基础上，才能够更好的实现节能增效目标。
一、    机房通风节能产品的现状与发展
      天津联通06年有宏站998个，平均电价0.886元,年电费2862.0817万元。预计07年新增基站230个，电价上调幅度约3.5%，07年总电费支出约4764.8646万元。做好用电管理，节约用电是我们动力之人的一项重要工作。经统计天津基站的月平均耗电量，显示空调停用季节比空调使用季节低32%。减少空调的使用时间就能够达到节电目的。机房通风节能系统正是根据基站的空调运行时间长，室内外温差大的特点，引入室外新风，通过不同的导热媒介，降低机房内的温度，在控制器的智能化管理下与空调联动，有效的减少空调工作时间，达到节约电费支出的目的。
1．    节能产品的现状
      目前，基站通风节能产品按结构不同，包括两种：直排式和热交换式。直排式发展得最早，市场应用数量较多；热交换式弥补了直排式的不足之处，虽然有节电率低的缺点，但是逐步在被人们接受。生产者和使用者都认为，节能产品在今后很长一段时间内会有非常大的发展空间。通信行业内有多个省市已经在试用或者成规模的应用，中国移动集团2006年率先编制了机房通风节能产品的企业标准，编号QB-W-005-2006。下面简单介绍两种产品的结构。
1)    直排式节能系统
      产品结构依据空气动力学的原理，在机房相对的两面墙壁上按不同的高度开两个孔，分别做为出风口和进风口。在排风扇的作用下，使机房内形成流动气流，不断的引进低温的室外空气，排出高温的室内空气。从而，达到降温节能的目的。如图1-1所示意。

      产品由进风口/出风口和控制器等三部分组成，控制器的功能智能化，与空调联动控制，按预定的程序，根据温度变化情况，执行进/排风或空调机的开/关机控制。
      实际应用中，有不同的排风模式，包括：主动进风/被动排风、被动进风/主动排风、主动进风/主动排风等。其中，主动进风/被动排风方式是基站较适合的送风方式，被多数的厂家推广使用。
2)    热交换式节能系统
      产品由两套独立的循环风道组成，室外冷空气经过管道，进入室内换热器与强制循环流动的室内热空气通过特制形状的金属换热芯体进行热量交换，从而降低室内温度。
      如图1-2所示意。控制器的功能智能化，可以实现与空调机的联动，按预定的程序执行换热器与空调机之间的开/关机控制。           

      产品的关键部件是换热芯体，又称为能量回收装置，室外空气不进入机房，在换热芯体内完成热交换作用。常用的回收装置有：金属壁换热器、热管换热器、转轮式换热器、静止型板翅式换热器等。其中静止型板翅式换热器因换热效率较高，应用较多。 
      根据翅片所形成的流道和气流方向的不同，板翅式换热器可分为叉流式、逆流式和顺流式。如图1-3所示意。

 图1-3

       静止型板翅式换热器的隔板是非透过性的、具有良好导热特性的材料，一般多为铝质材料，对表面进行特殊处理后制成单元体；单元体的波纹板交叉叠积，并用胶使其峰谷与隔板粘结而成，两股气流呈交叉形流过换热器。
2．    节能产品的发展
      机房通风节能产品在沿海城市的使用数量大于内地省市，直排式大于热交换式。分析原因如下：一是人们对新事物的认知接受程度上，沿海开放城市大于内地城市。二是直排式产品的节电率较高，投入市场的时间较早，对高电价的沿海城市有非常好的节电效果；三是沿海地区的空气质量比较好。
      限制通风节能产品普及应用原因主要是，人们希望节能产品不仅能节电，也要避免对机房环境的影响。不能干丢西瓜拣芝麻的事情。
      对于管理者的要求，节能产品的生产者是非常了解的。一些公司对产品进行了技术改进和发展。
1)  一方面，直排式通风节能产品改进了空气灰尘含量检测与空气过滤与除尘能力。具体做法是分别增加室内、室外灰尘传感器，实时检测室内灰尘含量，经控制器及时发出报警信息以及停机指令。增加进风口空气过滤除尘能力，在两层空气过滤棉的前端增加100目以上的细钢丝网，在钢丝网室外恻安装自动除尘刷，定时除尘。
2)  另一方面，热交换式节能产品中应用新工艺提高换热芯体的热交换能力。研发新型换热芯体材料取代铝板等，努力降低生产成本。采用低功耗电机，改进风箱结构，最大限度的提高节电率指标。
3)  有的公司结合应用相变材料，目前，已知许多物质在特定温度下会改变形态，这类物质称为相变材料（Phase Change Material- PCM），相变材料在改变形态时会吸收或释放能量，称之为潜能。当监测到机房外环境温度较低时（低于相变温度且符合机房温度要求），控制通风系统将室外的冷能量输入机房，一方面将机房制冷，另一方面将冷能量储存在相变材料中；当监测到机房外环境温度较高时（高于相变温度），控制通风系统停止工作，利用室内风扇对流，将相变材料储存的冷能量释放，达到制冷的目的。在这过程只消耗很少的电能（风扇耗电），因而节省了大量的制冷空调机的耗电。如果环境温度高居不下，则利用相变材料与空调机交替制冷。当空调工作时，为机房制冷，同时让相变材料吸收冷能量。当相变材料完全相变（饱和）时，控制空调机停止工作，释放相变材料储存的冷能量制冷，将温度恒定在机房温度要求以下。当相变材料储存的冷能量放尽（完全相变），温度将升高至接近机房最高温度要求时，空调又开始工作并重复以上过程。整个工作过程由监控系统控制。由于空调制冷机的工作时间缩短，因而节省了电能。已知的相变材料为无机水合盐和特殊的添加剂合成，并包装在空心塑料板中，具有潜热大和稳定性高的特点，可有十年以上的使用周期。
      随着节能产品性能的不断完善，相信将会有大范围的应用，发挥更大的作用。
二、机房通风节能产品的适用性和经济性
1．节能产品的特点
      通过前面的产品介绍，我们可以将两种节能产品的性能特点归纳为9个方面，进行对比如下：

对比项目/产品	直排式	热交换式
科技含量	低，结构简单	高，换热芯体的结构比较复杂
生产成本	低	高
是否对机房环境有影响	有，多次过滤后，进入机房空气中的仍含有灰尘颗粒	无，室内/外的空气隔离，没有灰尘进入机房
是否对机房设备有影响	有，空气中的偏酸或偏碱含量，会进入机房，间接影响电子元气件的寿命	无，室内/外的空气隔离，不影响设备工作状态
维护成本	高，需要定期清洗/更换空气过滤装置	低，产品结构上没有空气过滤装置，无须维护
节电率	高	低
占用机房空间情况	占用机房内的空间小	占用机房内的空间大，有吸顶、落地、壁挂等多种形式可以选择
电机工作方式	直流电机，可设定停机电压值	交流电机
对安装环境的要求	因为需要在相对的两面墙壁上开孔，一面是背阴的北侧，所以要求是独立的房间。	需要在背阴的北侧墙壁开两个相距一米以上的孔

      从上面的对比结果可以看到直排式的主要特点是节电效率高，对基站所在地区的空气质量与环境状况要求较高；热交换式的主要特点是室外空气不进入室内，对机房环境没有影响，节电效率低。
2．节能产品的适用性
      通过实践考察与产品性能分析证明，节能产品具有适用性。我国幅员辽阔，各个省不同地市/地区的地理环境、气温温差以及空气质量的差异很大。参照节能产品的特点，可以看到气温温差以及空气质量的优差，决定了是否有必要安装节能产品以及安装哪一种类型的节能产品。
      按照联通总部机房标准化的要求，基站机房的环境温度保持在10℃～32℃，机房湿度在15%～80%范围内。
      由此，可以得出节能产品重要的一个适用性就是：温差大，空气质量差的地区适用安装热交换式；温差小的地区不需要安装通风节能产品；温差大，空气质量好的地区适用安装直排式。
      另外，下列几个方面同样需要综合考虑是否适宜安装：
1)  机房耗电量的大小
      为获得理想的节电效果，应选择直流负荷大于45A，月平均用电量2千度以上的机房安装使用节能产品。
2)  机房所在地区是否潮湿
      沿海城市如果空气中含碱性成分过重或潮湿，则不适宜安装直排式，否则对通信设备中的电路版有腐蚀危害。
3)  机房是自建还是租用
      因为需要打过墙孔，对于租用的机房，需要得到出租方的同意后安装。
      天津联通公司运行维护部长期重视机房的用电管理，从2005年开始，即采取了每月统计分析基站的耗电量、规定空调机每年的开关机时间从3月15日到11月15日、规定基站空调温度设置在26度等等措施，收到了明显的效果：平均每月空调用电量占机房用电总量的32%，远低于同行业54%的水平。
      2006我部在试用机房节能产品之前，查阅了天津地区05年每月的气温情况如下：

月份             1        2       3        4        5        6        7         8        9         10       11       12
平均气温    -2.5    -1.2    7.3     12.7    20.1    26.1    27.3    26      21.2     14.6     6.2     -4.3
最高气温    -1.4    -0.2    15.4    30.8    32.4    35     36.2     35.3    33.4    30.6     27      -1.2
最低气温    -12.7   -2.8   -7.2     1.4     17.4     21     21.5     22      19       15.6     13.4    -10.3
气候特点    年平均气温12℃,四季分明,早晚温差明显.

      天津联通规定基站空调运行时间是每年的3月15日到11月15日,上表显示平均最低温度13.8℃,此时,节能系统与空调设备联动运行每个月都可以节电,尤其以过渡季节的节电效果最明显。
      综合分析显示：天津地区的地理环境适合使用机房通风节能产品。在参考节能产品适用性的基础上，选择了市区内自建机房安装。

3．节能产品的经济性与投资风险
      投资风险与收益回报周期是节能产品的生产者和使用者共同关心的问题。依据市场经济规律，新产品研发后投入市场，竞争对手少，必须定位在高价格销售才能与较高的研制/生产成本保持平衡。而目前，通信行业的利润水平随行业竞争日益激烈已经在下降，决策层对每个项目的投资是非常慎重的，必须控制投资风险。
      投资风险主要有两个方面，一是本末不能倒置，节电是目标，但是要避免对通信设备使用寿命的潜在损害风险，二是投资回报周期与今后的维护成本如何。因为，随着科技进步，产品的更新与淘汰速度越来越快。老型号产品的维护成本费用会相应的增加。
      控制投资风险就要认识节能产品的经济性，即：是否值得买，以何种方式买。
      下面以天津联通的统计数据与分析，来说明对经济性的理解。
1)  节能效果分析
      天津联通试用了四种品牌的节能产品，在测试期间记录每天的环境温度等天气情况，在机房每个设备周围安放温度计，记录机房内的温度变化。
      节电率测试方法一般有三种方式，一是对比在同一个基站内，相临一段时间内分别记录关节能的耗电量和开节能的耗电量；二是对比同一个时间段内相同配置的两个基站，一个安装有节能系统，一个没有安装节能系统的耗电量情况；三是对比同一基站历史同期安装节能系统前后的耗电量情况。
      由于第三种方式会受到机房内设备增减情况的影响、气温差异的影响比较大，所以，没有采用。
      测试数据如下：

基站名称	节能产品类型	测试方式一			测试方式二
		关节能日平均用电量	开节能日平均用电量	节电率	测试站日平均用电量	对比站日平均用电量	节电率
河西渔具厂	直排式	115.4	81.4	29%	98.1	188.3	50.6%
灰堆复印	直排式	113.6	93.8	17%	120.4	142.6	15.6%
梨园头	热交换式	134.4	106.5	21%	118.7	137.8	19.3%
西青微电子	直排式	127.3	89.5	29%	102.9	126.98	18.96%

      比较节能效果得出结论是直排式的节电率从17%-50%，平均节电率能达到30%；热交换式的节电率从19.3%-21%，平均节电率能达到20%。
2)  投资收益分析
      经多次讨论、分析节能产品的技术特点和销售方案，达成初步意见选择河北博宇节能设备有限公司“智能隔离式空气换热器”热交换式节能系统，选择合作经营，电费分成的营销方案。其中，电费分成期限和分成比例将是合作双方关注的焦点问题。鉴于节能产品的使用寿命约8年，所以，有两种分成方案待选。
      分成方案之一是分成期限5年，双方的分成比例为50%。在分成期间内，使用方将节省的电费按比例抵设备款支付给投资方，投资方负责产品的全部安装与维护费用。到期后投资方收回节能产品。
      分成方案之二是分成期限3年，投资方的分成比例是70%。在分成期间内，使用方将节省的电费按比例抵设备款支付给投资方，投资方负责产品的全部安装与维护费用。到期后使用方独自承担节能产品的维护费用和节电收益。
      天津联通基站可以按照单网站（G或D）、两网站（GD或GC）和三网站（GDC）来区分。拟选择两网和三网基站安装节能产品。由此，统计了40个基站06年4月至11月（空调使用季节）的用电量数据，汇总如下表：

房屋类型	数量	平均电价	用电量合计	电费合计
自建轻房	13	0.95元/度	372603KWH	353506.1元
自建砖房	27	0.93元/度	587884KWH	548443.46元
总计	40		960487KWH	901949.56元

      按节电率20%计算节电收益情况如下:
年节省电费总计=节电率20%＊电费总计901949.56元=180329.91元
      计算分成方案一的投资收益情况如下：
按分成期5年，双方分成比例50%计算，使用方需支付电费抵设备款如下：
投资方收益=5年＊年节省电费总计180329.91元＊50%=450824.78元
使用方收益=投资方收益
      计算分成方案二的投资收益情况如下：
按分成期3年，投资方分成比例70%计算，使用方需支付电费抵设备款如下：
投资方收益=3年＊年节省电费总计180329.91元＊70%=378692.81元
使用方收益1=3年＊年节省电费总计180329.91元＊30%=162296.92元
使用方收益2=5年＊年节省电费总计180329.91元＊90%(后5年的产品维护费按10%)=811484.6元
使用方收益合计=收益1+收益2=973781.51元
      综合以上数据分析，节能产品适宜天津地区使用，能够节电，值得买，两种购买方案使我公司能够将投资风险最小化。
三、总结
      开源节流是我国的能源政策。节电的出路在于坚持科学管理，依靠技术进步，走合理用电、节约用电、提高电能利用率的道路。需要提高认识，转变观念，增加节电投入，大力推进技术节电，支持和鼓励节电技术和产品的开发和应用。
      在基站节能产品的推广应用中要重视它的适用性和经济性，选择低风险的合作经营，电费分成营销方案，有效的控制投资风险。在保证机房与设备安全的基础上，才能够更好的实现节能增效目标。


参考资料:
1，《相变储能材料的研究及应用》，张静，盐湖研究，2005 
2，《新能源和可再生能源的利用》，吴志坚，北京-机械工业出版社，2006
3，《现代节电技术与节电工程》，孙成宝/金哲，北京-中国水利水电出版社,2006