Українською
Dantherm

осушители воздуха,
приточно-вытяжные установки,
кондиционеры для объектов телекоммуникаций
Отдел продаж: +38 (044) 303-93-70
e-mail:   sales@dantherm.com.ua


ООО "СКС"
03115, Украина, г. Киев,
бульвар Вернадского 5/19, оф. 18.
(метро Святошино или Житомирская,
возле памятника Вернадскому)
Схема проезда

Доставка по всей Украине.


Выбор и обоснование технических средств микроклиматического обеспечения базовых станций контейнерного типа (шельтеров)


Базовые станции контейнерного типа (шельтеры) широко используются в системах сотовой телефонной связи, на волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС), железных дорогах, нефте- и газопроводах. Современные базовые станции имеют радиус действия в пределах от километров до нескольких сот метров. Количество базовых станций определяется размерами зоны обслуживания, покрывающей городскую застройку и ближайшие пригороды, либо длиной обслуживаемых трасс. Базовые станции являются полностью автономными и автоматизированными, представляя собой необитаемый контейнер, устанавливаемый, как правило, на открытой площадке либо на крыше зданий. В ряде случаев базовые станции размещаются внутри зданий на специально оборудуемых для этого площадях.

Существует большое число характерных особенностей данного рода приложений, существенным образом влияющих на технический облик используемого микроклиматического оборудования специализированного типа.

  1. Территориальная рассредоточенность, требующая унификации используемых технических средств в целях их интегрирования в рамках единой системы управления.

  2. Повышенные требования к надежности и долговечности. Следует отметить, что производителями основного технологического (телекоммуникационного) оборудования провозглашены, так называемые, программы "Five Nine", предполагающие обеспечение степени надежности 0,99999 (пять девяток после запятой). Достижение поставленной цели невозможно без систем микроклиматической поддержки соответствующего качества.

  3. Большие финансовые вложения, требующие максимально возможной экономической эффективности, что определяется как уровнем требуемых капитальных затрат, так и общей стоимостью жизненного цикла используемых технических средств. В обеспечение поддержки принятия решений на верхних уровнях управления необходима обоснованная, единая техническая политика, рассчитанная, помимо текущего момента, на ближайшую и среднесрочную перспективу.

  4. Расположение сегментов телекоммуникационных систем на периферии, где испытывается острый дефицит квалифицированных кадров, что предполагает наличие тщательно отработанной системы технического обслуживания.

  5. Широкая география формируемых телекоммуникационных сетей, отдельные сегменты которых попадают под юрисдикцию различных органов местного самоуправления, что требует строгого соблюдения действующих требований в части экологической безопасности.

До настоящего времени использование средств комфортного кондиционирования воздуха (сплит-систем) для оборудования базовых станций предусматривается действующими "Ведомственными нормами технологического проектирования. Комплексы сетей сотовой и спутниковой подвижной связи общего пользования" (РД 45.162-2001), что не соответствует современным представлениям относительно микроклиматической поддержки работы телекоммуникационного оборудования в целом и базовых станций, в частности.

Аргументы в пользу использования специализированных систем обработки воздуха против традиционного комфортного кондиционирования сводятся к следующему:

  1. По сравнению с комфортными кондиционерами надежность специализированного оборудования значительно выше, что делает его пригодным к использованию в режиме 24 ч в сутки, 365 дней или 8760 часов в году. Для справки: комфортные кондиционеры рассчитываются на работу не более 1200 часов в году. Таким образом, фактический моторесурс специализированного оборудования в 7-7,5 раз выше, чем у комфортных кондиционеров.

  2. Комфортные кондиционеры предназначены для работы в летний и демисезонный периоды года, в связи с чем их работоспособность ограничена температурами атмосферного воздуха не ниже определенного предела, который в исключительных случаях достигает -20°С. Круглогодичная эксплуатация базовых станций в отечественных условиях требует обеспечения работоспособности систем микроклиматической поддержки при температурах атмосферного воздуха, как правило, до -40°С, а в ряде регионов до -60°С. В отличие от традиционно сложившейся практики, в данном случае следует ориентироваться не на параметры "Б", осредняемые согласно СНиП 2.04.05-91* за самую холодную пятидневку с обеспеченностью 0,92, а на экстремальные значения для наиболее холодных суток с обеспеченностью 0,98 согласно ГОСТ30494-96.

  3. На базовых станциях система кондиционирования воздуха, мощность которой достигает десятков кВт, является основным потребителем электрической энергии. При наличии эффективной теплоизоляции контейнера зачастую складывается ситуация, когда необходимо снимать теплоизбытки, имея температуру атмосферного воздуха существенно ниже температуры воздуха внутри контейнера. Использование сплит-систем, предназначенных для комфортного кондиционирования, в этом случае приводит к избыточным энергетическим затратам. В то же время, специализированное оборудование предусматривает режим естественного охлаждения (free cooling), при котором в указанных выше обстоятельствах компрессор отключается и осуществляется ассимиляция теплоизбытков атмосферным воздухом, подаваемым внутрь контейнера в необходимом количестве. Микропроцессорное управление при этом автоматически регулирует согласно складывающейся обстановке переход между способами организации воздухообмена по принципу рециркуляции (с работающим компрессором) либо замещения воздуха, когда при частично либо полностью открытом наружном клапане работают только вентиляторы. При этом следует иметь в виду, что мощность, потребляемая компрессором, примерно на порядок выше мощности, потребляемой вентиляторами. В результате активное использование режима естественного охлаждения приводит к значительному сокращению энергопотребления и, соответственно, текущих затрат в пределах годового цикла, а также к сокращению общего числа часов наработки компрессора, являющегося наиболее уязвимым и дорогим элементом любого кондиционера.

  4. 4. Комфортные кондиционеры предназначены для ассимиляции метаболических энерговыделений (тепло+влага), в то время как специализированное оборудование предназначено, прежде всего, для ассимиляции явного тепла механического происхождения. Соотношение между скрытой и общей мощностью охлаждения для специализированного оборудования составляет 0,85-1,0, тогда как это соотношение для комфортных кондиционеров колеблется в пределах 0,5-0,7. Таким образом, для снятия одной и той же тепловой нагрузки необходим в 1,5-2 раза более мощный комфортный кондиционер.

  5. По этой же причине стоимость специализированного оборудования для одного и того же объекта оказывается, как правило, ниже или, в крайнем случае, соизмерима со стоимостью установки комфортных кондиционеров.

  6. Комфортный кондиционер уменьшает относительную влажность воздуха, которая опускается ниже допустимого уровня и, как правило, необходимо дополнительное увлажняющее устройство, работа которого осуществляется автономно вне связи с функционированием комфортного кондиционера. Специализированное оборудование совмещает в себе необходимые функции охлаждения, осушения, нагрева и увлажнения воздуха.

  7. Специализированное оборудование обеспечивает более равномерное воздухораспределение и, как результат, более точное поддержание параметров среды по всему объему. Комфортные кондиционеры обеспечивают в среднем расход воздуха порядка 100 м³/час на 1 кВт общей холодопроизводительности. В силу конструктивных особенностей специализированного оборудования расход воздуха составляет порядка 300-500 м³/час на 1 кВт общей холодопроизводительности.

  8. В составе специализированного оборудования используются высокоэффективные фильтры класса EU4-EU6, тогда как в обычных кондиционерах используются, как правило, фильтры класса не выше EU2. Как результат, в первом случае обеспечивается надежная защита от запыленности, что предотвращает возможность загрязнения и выхода из строя основного высокотехнологичного оборудования.

  9. Комфортные кондиционеры не предусматривают отслеживание аварийных ситуаций, связанных с перебоями электропитания и переходом на резервные источники, с целью продления срока службы за счет изменения алгоритмов функционирования, таким образом поэтапно минимизируя фактическое энергопотребление.

  10. Существующие в отдельных моделях комфортных кондиционеров средства дистанционного управления не обеспечивают в должной мере требования по организации мониторинга поддерживаемых микроклиматических параметров, отслеживания тревожных сообщений (по типам: предупреждение, неисправность, авария), а также централизованного переключения режимов работы и изменения параметрических уставок агрегатов на местах при поступлении штормовых и иных предупреждений экстремального характера.

  11. Базовые станции должны быть обеспечены системами кондиционирования воздуха со 100% резервированием. Два однотипных специализированных кондиционера могут быть объединены в одно "виртуальное" устройство с взаимным резервированием. В случае выхода из строя одного кондиционера, его немедленно заменит второй (с теми же параметрами работы). При этом генерируется тревожное сообщение, требующее вмешательства обслуживающего персонала с целью устранения возникших неисправностей. С некоторой периодичностью основной и резервный кондиционеры сменяют друг друга, что, наряду с обеспечением бесперебойной работы, фактически удваивает срок их службы. Характерным является тот факт, что периодичность переключения агрегатов является величиной непостоянной. Дело в том, что в каждом из агрегатов подверженные износу узлы (компрессор, вентиляторы) используются в работе неравномерно на протяжении года. В жаркий период наиболее нагруженным является компрессор, в то время как при умеренных температурах атмосферного воздуха он отключается и в режиме естественного охлаждения (free cooling) нагруженными оказываются приточный и вытяжной вентиляторы либо только один из них. Часы наработки каждого из упомянутых узлов автоматически фиксируются, и переключение агрегатов осуществляется таким образом, чтобы в максимально возможной степени выровнять наработку агрегатов по каждому из критических узлов. Таким образом, достигается равномерность их износа, что, в свою очередь, приводит к продлению сроков службы. Комфортные кондиционеры, не обладая указанными возможностями, при работе в режиме 100% резервирования изнашиваются крайне неравномерно, либо снижая показатели надежности работы в целом, либо требуя их частой замены.

Согласно классификации EUROVENT/CECOMAF выделяются б основных категорий микроклиматического оборудования, среди которых особое место занимает категория СС "Прецизионные кондиционеры (Close Control) с холодильной мощностью до 100 кВт (непосредственного испарения и охлаждаемые водой)". Указанные кондиционеры предназначены, наряду с микроклиматическим обеспечением работы средств вычислительной техники (в том числе, серверных), также для оснащения центров коммутации подвижной связи. Что касается децентрализованных, пространственно распределенных базовых станций сотовых систем связи (а также транковой связи, ВОЛС, систем обеспечения аварийной безопасности на газопроводах и нефтепроводах и т.д.), технические требования микроклиматической поддержки здесь совершенно иные и использование кондиционеров категории СС настолько же неуместно, насколько и иногда практикуемое применение систем комфортного кондиционирования, в том числе сплит-систем. Таким образом, смешивать между собой задачи микроклиматической поддержки центров коммутации и базовых станций ни в коем случае нельзя. Следует иметь в виду, что рассматриваемое оборудование ни в коей мере не предназначено для точного поддержания температуры. Задачи в этом случае совершенно иные, определяемые конкретными спецификациями поставщиков оборудования мобильной связи. Главным является обеспечение высочайшей надежности телекоммуникационного оборудования. С этой точки зрения важнейшим показателем служит не температура как таковая (ее диапазон, предписываемый спецификациями, весьма широк), а градиент температуры, поскольку основным источником неисправностей является нарушение контактов под действием температурных деформаций. Что касается уровня поддерживаемой температуры, то, в силу необитаемости контейнера, она может зимой опускаться до значений порядка 12°С, а в летний период достигать 35-40°С. При этом следует отметить, что с увеличением плотности монтажа и внедрением электронных плат, имеющих повышенное количество слоев, требования к стабильности поддерживаемых температурных режимов постоянно возрастают. Вместе с тем, использование эффективных компаундов обеспечивает достаточную степень изоляции, защищающей электронные платы (типовые элементы замены) от воздействия водяных паров (повышенная влажность) и от накапливаемых электростатических зарядов (пониженная влажность). Требования по поддержанию относительной влажности воздуха постепенно снижаются. Допустимый диапазон относительной влажности при этом непрерывно расширяется, а некоторые фирмы-производители телекоммуникационного оборудования вообще исключили показатели влажности воздуха из своих спецификаций на инженерно-техническое обеспечение распределенных систем сотовой и других видов связи.

Рассматриваемый сектор рынка систем микроклиматического обеспечения является, с одной стороны, узкоспециализированным, а с другой - в силу его привлекательности с коммерческой точки зрения - достаточно насыщенным и характеризуется обостренной конкуренцией. Среди европейских фирм-производителей (LIEBERT-HIROSS, RC Group, STULZ, UNIFLAIR, AIRDALE, ATLAS и др.), известных в данном секторе, особое место занимает датская фирма Dantherm HMS. Выбор указанной фирмы в качестве поставщика оборудования подобного рода, внедряемого на отечественном рынке, наряду с весьма привлекательными ценами обусловлен рядом преимуществ технического порядка.

Детальный анализ технических параметров, а также показателей цена/качество предлагаемого на мировом рынке оборудования однозначным образом свидетельствует в пользу агрегатов производства фирмы DANTHERM HMS. Узкая специализация фирмы позволяет ей учесть характерные особенности технологического оборудования данной области и реализовать в разработанных и выпускаемых ею кондиционерах предъявляемые к ним жесткие требования в плане надежности, долговечности, точности регулирования микроклиматических параметров, оптимального отношения производительности по скрытому и явному теплу, минимизации влагосъема за счет конденсации влаги на испарителе, повышенного расхода воздуха на единицу холодильной мощности, обеспечения дистанционного управления и мониторинга, развитой системы тревожных сообщений и диагностических процедур, энергетической эффективности, системы обеспечения повышенной живучести в аварийных ситуациях при переходе на резервные источники питания и т. д.

Фирма Dantherm HMS на настоящий момент является поставщиком комплектных систем микроклиматической поддержки для основных фирм-производителей электронного оборудования (Ericsson, Nokia, Lucent, Motorola, Siemens, Samsung), а также для ведущих фирм-производителей базовых станций контейнерного типа (Swedform/Chatham, Marconi, Lewis С. Grant, Grolleau/Chatham). Помимо комплектных поставок осуществляется также снабжение упомянутыми агрегатами конечных пользователей, осуществляющих проектирование и развертывание систем связи собственными силами. К числу подобного рода потребителей относятся известные телекоммуникационные компании, такие как Tele Danmark, Orange, Telia и др.

Модельный ряд поставляемого оборудования Dantherm HMS представлен следующими агрегатами:

Кондиционеры серии ESCALADE (Escalade I- простые модели с механическим охлаждением; Escalade II - энергосберегающие модели с механическим и естественным охлаждением)

Моноблоки для настенного монтажа с наружной стороны необитаемых кондиционируемых объектов - автономных контейнеров, наружных укрытий (шельтеров), универсальных шкафов электронного оборудования. Диапазон мощности от 5,8 кВт до 14,1 кВт.

Кондиционеры серии DANTHERM DANLINE (энергосберегающие модели с механическим и естественным охлаждением)

Моноблоки для напольного монтажа внутри необитаемых кондиционируемых помещений. Диапазон мощности - от 4,0 до 13,5 кВт.

Кондиционеры серии CLASSIC (с механическим охлаждением)

Компактные моноблоки для монтажа на закрытых шкафах-стойках электрического и электронного оборудования наружного и внутреннего исполнения. Диапазон мощности - от 0,5 до 3,0 кВт.

Рекуператоры серии PINNACLE

Модули с пластинчатым рекуператором и вентиляторами, устанавливаемые на закрытых шкафах электрического и электронного оборудования для отвода тепловыделений за счет рекуперации путем обмена тепловой энергией с окружающим воздухом. Рекуператоры могут использоваться как отдельно, так и в комбинации с кондиционерами. Диапазон удельной мощности от 27 до 99 Вт/°С.

Стандартные условия эксплуатации агрегатов производства фирмы Dantherm HMS - от-40 до+55°С, что дает возможность их применения в различных климатических зонах.

Ниже приводится в диапазоне наиболее употребительных мощностей сопоставление ряда технических характеристик сходных моделей кондиционеров, производимых различными фирмами.

Агрегаты наружной установки малой мощности

ФирмаDantherm HMSRC-GROUPLIEBERT-HIROSSSTULTZUNIFLAIR
МодельEscalade 5,8Minipac 1,8.1.EHIWALL PO 05WALL AIR CVC6OWMF0181
Общая холодопроизводительность, кВт 5,8 5,9 5,5 6,4 5,5
Явная холодопроизводительность, кВт 5,3 5,74,9 5,7 4,8
Расход воздуха, м 3 / ч 2620 1750 1510 1600 1420
Максимальный расход воздуха в режиме естественного охлаждения, м 3 / ч 2580 1400 1400 - 1386
Минимальная температура атмосферного воздуха, °С -40 -30 -25 -35 ( опц ) -10
Максимальная температура атмосферного воздуха, °С +55 +52 +48 +60( опц ) +65
Отношение явная / общая холодопроизводительность 0,913 0,966 0,890 0,890 0,872
Расход воздуха м 3 / ч на 1 кВт 451,7 296,6 274,5 250 258,2
Расход воздуха м 3 / ч на 1 кВт в режиме естественного охлаждения 444,8 237,3 254,5 - 252,0

Агрегаты внутренней установки малой

ФирмаDantherm HMSRC-GROUPLIEBERT-HIROSSSTULTZUNIFLAIR
МодельDanline 4,0Energy Rack SLIM DXA 1,5.1.EHILINE PKS3TEL AIR CVS40XMF0221
Общая холодопроизводительность, кВт4,0 3,8 3,9 3,85,6
Явная холодопроизводительность, кВт 3,7 3,6 3,3 3,84,9
Расход воздуха, м 3 / ч 22501250100010002000
Максимальный расход воздуха в режиме естественного охлаждения, м 3 / ч 14001150  - 1500
Минимальная температура атмосферного воздуха, °С -40 -30 -25 -35 ( опц ) -10
Максимальная температура атмосферного воздуха, °С +55 +52 +48 +60( опц ) +65
Высота, мм 2000 1597 2000 1990 1920
Ширина, мм 300 310 295 550 450
Глубина, мм 600 622 600 650 850
Отношение явная / общая холодопроизводительность 0,9250,9470,8461,0 0,875
Расход воздуха м 3 / ч на 1 кВт 562,5 328,9256,4263,1357,1
Расход воздуха м 3 / ч на 1 кВт в режиме естественного охлаждения 350,0 302,6  - 267,8
Площадь основания (footprint), м 2 0,18 0,192 0,177 0,357 0,382
Отношение ширины к глубине 0,5 0,498 0,491 0,846 0,529

Помимо стандартной комплектации, обеспечивающей приведенные выше количественные показатели, свидетельствующие в пользу выбора агрегатов производства фирмы Dantherm HMS в качестве средств микроклиматического обеспечения базовых станций контейнерного типа (шельтеров), агрегаты наружной установки типа Escalade и внутренней установки типа Dantherm DanLine опционально оснащаются целым рядом дополнительных весьма полезных устройств, отвечающих специфике работы и технического обслуживания базовых станций, а именно:

  1. Выносной датчик температуры в критической точке контейнера (hot spot sensor). Указанный датчик позволяет контролировать температуру на поверхности наиболее ответственной печатной платы, входящей в состав основного телекоммуникационного оборудования. При превышении заданной пользователем температурной уставки управление, осуществляемое в штатной ситуации по показаниям датчика температуры воздуха, переключается на показания указанного выносного датчика поверхностной температуры, пытаясь предотвратить нежелательный перегрев наиболее ответственной части электронного оборудования. При этом генерируется соответствующий тревожный сигнал, свидетельствующий о необходимости принятия должных мер со стороны служб эксплуатации основного телекоммуникационного оборудования.

  2. Контроллер влажности, который используется при необходимости поддерживать, помимо температурного режима, также влажность воздуха в заданных пределах. С целью экономии габаритов агрегата (особенно DanLine производства фирмы Dantherm) увлажнитель устанавливается отдельно, получая необходимые сигналы управления от контроллера, расположенного в корпусе агрегата.

  3. Программно-технические средства подключения к системе дымовой сигнализации обеспечивают предотвращение распространения пожара и появления дополнительных источников возгорания путем автоматического закрытия клапана, используемого в режиме естественного охлаждения (free cooling), изолируя тем самым контейнер от внешней атмосферы и прекращая поступление кислорода, а также путем последующего отключения внутренних потребителей электрической энергии.

  4. Блокировка текущего режима работы агрегата с использованием специальной кнопки (OCCUPIED) или дверного контакта, осуществляющих перевод агрегата в режим поддержания комфортных условий на время проведения контрольно-профилактических либо ремонтных работ, требующих присутствия обслуживающего персонала внутри контейнера. При нажатии кнопки в течение 1-2 сек либо размыкании дверного контакта происходит изменение температурных уставок режимов нагрева и охлаждения, соответственно, до значений 20 и 25 °С, чтобы плавно перейти к созданию комфортных условий работы внутри контейнера на протяжении 1 часа. При необходимости режим комфортного кондиционирования можно отменить путем повторного нажатия кнопки OCCUPIED либо замыканием дверного контакта. Режим комфортного кондиционирования можно возобновлять (продолжать) нажатием кнопки OCCUPIED по прошествии 1 часа.

В зависимости от конкретных условий использования управление агрегатами производства фирмы Dantherm HMS может быть организовано различным образом:

  1. Индивидуальное управление одним агрегатом с внешней панели, расположенной в верхней части корпуса. В связи с тем, что агрегаты располагаются в необитаемом помещении и в штатном режиме работы не предполагают каких-либо воздействий со стороны обслуживающего персонала, на внешнюю панель вынесено минимальное количество органов управления и контроля.

  2. Двухпроводное объединение двух резервируемых агрегатов в одно "виртуальное" устройство.

  3. Управление с использованием дисплейного блока DanView, к которому возможно подключение через интерфейсные разъемы RS485 по протоколу ТРХ до 16 агрегатов, разнесенных между собой на расстояние, не превышающее 1200 м. В стандартном режиме на дисплее отображается фактический режим работы адресуемого агрегата, а также показания всех температурных датчиков, скорость вращения вентиляторов, текущие значения электрического тока компрессора, обогревателя и вентиляторов. В режиме изменения уставки можно дистанционно регулировать температуру охлаждения в пределах от 20°С до 50°С. Температура обогрева может регулироваться в пределах от 10°С до 20°С. В режиме контроля аварийных сигналов на экране высвечивается и регистрируется в памяти с отметкой времени один из 39 типов неисправностей (вентилятор, датчик, компрессор, отсутствие напряжения и т.д.).

  4. Дистанционная система телемониторинга и управления по телефонным каналам связи DanLink, объединяющая между собой в сеть неограниченное количество агрегатов, территориально распределенных на любом расстоянии. Мониторинг осуществляется по каждому сайту (узлу сети), для чего автоматически ведется журнал учета (log) контролируемых микроклиматических показателей сзаданной периодичностью. Программа основана на использовании базы данных Access с использованием программы Excel для представления графической информации. С помощью системы DanLink в случае возникновения сигнала предупреждения, ошибки или аварийной ситуации на конкретном сайте осуществляется по телефонной линии автоматический вызов на центральный пульт управления. Информация, отправляемая с сайтов в виде сообщений длиной 60 байт, помогает определить текущее состояние агрегатов и четко диагностировать фактическую неисправность. Диспетчер с центрального пульта может попытаться исправить ситуацию в дистанционном режиме или изменить регулируемые уставки с тем, чтобы поддержать микроклиматические параметры в приемлемом диапазоне до прибытия специалистов технической службы. Система DanLink сообщает также сведения о требуемых запчастях и срочности обслуживания. Указанное, с учетом, как правило, удаленного расположения сайтов, зачастую в труднодоступных районах, способствует повышению оперативности обслуживания, выдавая рекомендации относительно необходимого состава запчастей и инструментов, а также требуемой квалификации специалиста для устранения конкретной неисправности. Автоматически полученные на центральный пульт управления сообщения о возникших в кондиционере неисправностях могут дублироваться по 18 адресатам, включая б диспетчерских пультов, б SMS-сообщений на мобильные телефоны и б электронных писем (E-mail). В системе DanLink предусмотрено 2 уровня доступа: администратора и пользователя. Администратор имеет право корректировать и удалять информацию о конкретных сайтах, менять уставки режимов обогрева и охлаждения отдельных кондиционеров, а также конфигурацию системы в целом. Доступ к системе на этом уровне защищен паролем. Пользователь имеет право только на просмотр рабочих параметров и сигналов неисправностей, но не имеет доступа к внесению каких-либо изменений.

В целях диагностики и технического обслуживания агрегатов производства фирмы Dantherm HMS используются следующие технические средства:

  1. Комплексный тест, запускаемый при каждом включении агрегата в работу, а также в процессе его работы нажатием соответствующей кнопки на панели управления либо дистанционно по каналам сетевой системы DanLink.

  2. Детальный анализ тревожных сообщений и параметризация агрегатов с использованием дисплейного блока DanView.

  3. Детальное компьютерное тестирование и частичное перепрограммирование отдельно взятого агрегата с использованием специальных программно-аппаратных средств DanCon test equipment Datapanel SW solution, поставляемых службам сервиса.

Перечисленные возможности служат дополнительными аргументами при выборе агрегатов производства фирмы Dantherm HMS в качестве технических средств микроклиматического обеспечения базовых станций контейнерного типа.

Особенности организации воздухообмена внутри контейнеров и шельтеров базовых телекоммуникационных станций

Широко обсуждаемая проблема инженерно-технического оснащения базовых телекоммуникационных станций (BTS) исследовалась путем численного моделирования организации воздухообмена при установке микроклиматического оборудования различных типов. Доказано преимущество использования кондиционеров моноблочного типа с нижней раздачей охлажденного воздуха, что обеспечивает практически идеальное формирование однородных температурных полей внутри основного объема контейнера, не создавая существенных температурных контрастов, отрицательно влияющих на надежность и работоспособность основного телекоммуникационного оборудования.

шельтерОдной из ключевых задач систем микроклиматической поддержки базовых станций контейнерного типа (шельтеров) является обеспечение равномерности распределения температур во времени и пространстве. Известно, что основной причиной возникновения сбоев в работе современного телекоммуникационного оборудования является нарушение электрических контактов под действием температурных деформаций. Непрерывное увеличение плотности монтажа и внедрение электронных плат, имеющих повышенное количество слоев, способствуют ужесточению требований к однородности температурных полей, формируемых внутри контейнера (шельтера).

Вместе с тем рассматриваемые объекты, являющиеся, исходя из своего основного назначения, необитаемыми, характеризуются особенностями обустройства микроклиматического оборудования, предназначенного для ассимиляции явного тепла механического происхождения. В этом отношении имеет место существенное отличие от систем комфортного кондиционирования, имеющих целью ассимиляцию метаболических выделений, среди которых скрытое тепло, обусловленное влаговыделениями, достигает 30-50% в общем энергетическом балансе. Различие используемых теплотехнических схем приводит к тому, что, если комфортные кондиционеры обеспечивают в среднем расход воздуха порядка 100 м³/час на 1 кВт развиваемой холодильной мощности, то специализированное оборудование, предназначенное для микроклиматической поддержки базовых станций, характеризуется указанными выше удельными расходами воздуха порядка 300 м³/час/ кВт. Подвижность воздуха в последнем случае не ограничена соответствующими санитарно-гигиеническими требованиями и играет сугубо положительную роль, обеспечивая интенсификацию вентиляции скрытых полостей и сокращая зоны образуемых аэродинамических теней.

Поставленные задачи формирования однородных температурных полей, а также указанные особенности используемого микроклиматического оборудования тесно связаны с оптимальной организацией воздухообмена, которая в силу отмеченной специфики рассматриваемых объектов является далеко не очевидной, явившись предметом специального исследования, результаты которого изложены ниже.

В качестве метода исследования использовано численное моделирование аэродинамических потоков (Computational Fluid Dynamics, CFD), которое в силу определенных преимуществ в последнее время практически вытеснило собой ранее широко использовавшийся метод физического моделирования. Численное моделирование осуществлялось в программной среде PHOENICS (Parabolic Hyperbolic Or Elliptic Numerical Integration Code Series), снабженной пользовательским интерфейсом VR (Virtual Reality). Указанные программные средства использовались в соответствии с лицензией фирмы CHAM (Concentration, Heat & Momentum) Ltd., выполняющей под руководством профессора Сполдинга (Brian Spalding) широкую международную поддержку работ, осуществляемых в среде PHOENICS.

Моделировались следующие основные типоразмеры контейнеров, сводка которых представлена в таблице.

Основные типоразмеры контейнеров

ТипоразмерШирина, ммДлина, ммВысота, ммВес, кг
8'х14' 2438 4593 2286 2132
1О'х12' 3281 3937 2286 2177
1О'х2О' 3281 6562 2286 3266
12'х20' 3937 6562 2286 3719

Конструктивное оформление контейнеров принималось в соответствии с инженерно-техническими решениями, используемыми фирмами Marconi, Lewis С. Grant, G . B . Gadre & Co . Ltd, Swedform / Chatham и Grolleau / Chatham, являющимися основными производителями контейнеров для базовых телекоммуникационных станций ( BTS ) сотовых систем связи.

Предполагалось, что контейнер теплоизолирован 80 -ти мм слоем пенополиуретана марки RPUF ( Reinforced PolyUretan Foam ), имеющим теплопроводность 0,8 Вт/м² К и плотность 448 кг/м³.

Внутри контейнера предполагалось размещение следующего оборудования:

  • Ericsson RBS 2202, 2302;
  • Ericsson Mini Link С, Е, E-micro;
  • Lucent Flexent BTS;
  • Источники бесперебойного питания аккумуляторного типа;
  • Кабельные узлы и соединительные блоки активных и пассивных антенн производства фирм Andrews / Kathrein / Decibels .

Тепловыделения от каждой из стоек RBS 2202, 2302 составляют 2,6 кВт.

Общие тепловыделения от оборудования Mini Link и Flexent составляют около 1,5 кВт.

Источники бесперебойного питания аккумуляторного типа не имеют тепловыделений, за исключением режима зарядки.

Кабельные узлы и соединительные блоки антенн также не имеют тепловыделении.

Внутри контейнера согласно спецификациям фирмы Ericsson допустимо поддержание температур в диапазоне от 10 до 35°С. Допустимый диапазон температур для аккумуляторных батарей составляет от 5 до 25°С. В связи с этим средняя расчетная температура внутри контейнера в непосредственной близости от наружных стенок полагалась равной 25°С. Температура атмосферного воздуха в наиболее жаркий летний день полагалась равной 40°С. Отсюда расчетные теплопоступления за счет теплопроводности стенок контейнера 8'х14' составляют 0,65 кВт.

Теплопоступления за счет инсоляции полагались равными 25 Вт/м² при экспозиции 3-х сторон контейнера. Отсюда, общие теплопоступления за счет солнечной радиации составляют 0,68 кВт.

Таким образом, теплоизбытки, подлежащие ассимиляции, составляют 8,03 кВт.

На рис.1 представлены результаты моделирования температурного поля и воздушных потоков внутри контейнера, оснащенного моноблоком DanLine 8.0 производства фирмы DANTHERM HMS (Дания).

На рис.2 представлены результаты моделирования температурного поля и воздушных потоков внутри контейнера, оснащенного сплит-системой производства фирмы UNIFLAIR (Италия) с внутренним блоком UCF 0341 TW и наружным компрессорно -конденсатным блоком MRA 0341 ON LT .


Сравнительные технические характеристики указанных выше агрегатов сведены в таблицу.

Основные технические характеристики сходных моделей агрегатов микроклиматической поддержки базовых телекоммуникационных станций (BTS)

Dantherm DanLine 8.0UCF0341 TW + MRA0341 ON LT
Общая холодопроизводитедьность, кВт 8,38,1
Явная холодопроизводительность, кВт8,08,1
Номинальный расход воздуха, м³/час1900 2200
Минимальная температура атмосферного воздуха, °С-40-35
Максимальная температура атмосферного воздуха, °С+55+45

Анализ полученных результатов показывает существенные различия картины воздушных потоков и структуры температурных полей в двух рассмотренных случаях, что определяется используемыми схемами организации воздухообмена .

Моноблоки DanLine обеспечивают нижнюю подачу охлажденного воздуха . При этом в силу высокого удельного расхода воздуха формируются мощные горизонтальные потоки, полностью охватывающие площадь контейнера в плане . Образуемые за счет вытеснения и частичного подогрева воздуха два планарных циркуляционных кольца создают равномерное поле температур практически по всему объему контейнера, за исключением узкого подпотолочного пространства . Учитывая, что стандартные 19" электронные стойки имеют высоту 2000 мм, указанное обстоятельство является вполне допустимым . Непосредственно под потолком располагаются кабельные каналы, для которых рассматриваемые температурные воздействия не являются критичными .

Сплит - системы UCF0341 TW + MRA0341 ON LT обеспечивают верхнюю раздачу охлажденного воздуха настилающейся на потолок струей ( эффект Коанда ). Несмотря на высокий динамический напор, обусловленный повышенным удельным расходом воздуха, гравитационные силы способствуют резкому искривлению приточной струи, в результате чего создаются два взаимно перпендикулярных циркуляционных кольца с образованием застойной зоны, охватывающей значительную часть внутреннего объема контейнера . В итоге имеет место крайне неоднородное распределение температур . Имеющие место температурные контрасты в рабочих точках достигают 15 °С !!!


Выводы:

1. Изложенные материалы объясняют причину, почему такая фирма, как DANTHERM HMS, исключительно специализирующаяся на производстве агрегатов микроклиматической поддержки телекоммуникационных систем, не производит и не поставляет сплит-систем, ограничиваясь выпуском широкого спектра моноблоков с нижней раздачей охлажденного воздуха. Помимо оптимального воздухораспределения, моноблоки обеспечивают гарантированную качественную работу холодильного контура при непрерывной круглосуточной работе в течение многих лет, поскольку сборка, заправка хладагентом, тестирование и полный цикл климатических испытаний осуществляются на заводе-изготовителе. В то же время, работоспособность сплит-систем существенным образом зависит от качества пайки трубопроводов, азотной промывки, просушки и заправки (дозаправки) хладагента на местах установки агрегатов, выполняемых бригадами различной квалификации. Агрегаты внутренней установки, такие как DanLine, кроме того, не имеют наружных блоков, в ряде случаев страдающих от вандализма.

2. Произведенное сопоставление сходных по своим техническим характеристикам и основному назначению агрегатов убеждает в нецелесообразности использования на базовых телекоммуникационных станциях (BTS) сплит-систем вообще и, тем более, принадлежащих к классу комфортного кондиционирования (Daikin, DeLonghi, LG, Samsung, Electra и др.). Комфортные кондиционеры имеют существенно более низкий удельный расход воздуха, что усугубляет представленную картину. В этом случае превалирование гравитационных сил над динамическим напором приводит к еще большей неравномерности формируемых температурных полей.

3. Известные проектные решения моноблочных кондиционеров с верхней раздачей охлажденного воздуха, предлагаемые фирмами, впервые проявляющими активность на рынке телекоммуникационного оборудования, следует считать ошибочными. С аэродинамической точки зрения подобные решения не выдерживают критики.


© 2017 ООО "СКС" (Киев, Украина)