基站空調是工業空調嗎?5G的腳步越來越近,數據流量需求持續猛增,網絡負荷大幅增長,基站耗電和設備散熱問題日趨嚴重面對越來越“燙”的基站,人們不禁在想,它能否像數據中心一樣,引入水冷系統降溫?,接下來我們就來聊聊關于基站空調是工業空調嗎?以下内容大家不妨參考一二希望能幫到您!
5G的腳步越來越近,數據流量需求持續猛增,網絡負荷大幅增長,基站耗電和設備散熱問題日趨嚴重。面對越來越“燙”的基站,人們不禁在想,它能否像數據中心一樣,引入水冷系統降溫?
通信行業“老大哥”諾基亞把這事做成了。最近,該公司在芬蘭的一棟公寓大樓裡部署了全球首個液冷基站系統,并将回收的基站廢熱用于樓内供暖。諾基亞表示,采用液冷系統的基站可省電30%,二氧化碳排放量減少80%。
作為無線通信系統中重要的基礎信息樞紐,基站系統為什麼需要冷卻?液冷系統的技術原理是什麼?
制冷系統占基站耗電量的大頭
在通信網絡中,約80%的能耗來自基站,它可謂是“耗電大戶”。如今,随着基站數量和網絡負荷的增加,基站的耗電量不斷攀升。
是誰消耗了如此多的電量呢?
“基站内的制冷系統是導緻耗電多的‘真兇’。”天津大學環境科學與工程學院建築環境與設備工程系主任張歡說,基站承擔着處理和傳輸海量數據的重任,數據處理過程中會産生大量的廢熱。為保障設備在恒溫下運行、不因為溫度過高而宕機,制冷系統要不間斷地為基站降溫。
“自從誕生以來,基站大多采用傳統的空調制冷方式,這種降溫方式耗電量較大。近年來,海量設備聯網,數據流量需求激增,制冷設備也随之增加,于是基站耗電問題日趨嚴重。”張歡解釋道,與目前大範圍應用的4G技術相比,未來5G網絡使用的頻段會更高,最低也會在3GHz頻段以上。頻段升高會導緻信号覆蓋範圍縮小,就需要新建更多的基站,以滿足信号的覆蓋要求,5G基站的數量可能是4G的2到3倍。
“此外,由于5G網絡承載的數據量大,基站設備釋放的熱量會随之增多,也就需要更多的冷卻設備。”張歡說。
液冷比風冷效率更高、降溫更精準
由此可見,在5G正式到來前,對基站冷卻系統進行節能改造,顯得十分必要。
目前,全球大多數基站采用空調制冷方式,屬于風冷式冷卻,即通過向基站室内送冷風,保持适宜的室内溫度。當室外空氣溫度較低時,可将室外新風過濾後,直接送入基站室内。當室外新風溫度不達标時,可用冷卻技術降低空氣溫度,再将空氣送入基站室内;如果上述方法都不奏效,就用空調機組降低溫度。
“但是這種冷卻方式存在着明顯的弊端,比較明顯的一點就是,不能實現精準控溫。”張歡說,“在高熱量密度的環境下,任何失誤或任何溫度、濕度失衡,都可能在極短時間内導緻數據系統遭到破壞或數據丢失。一旦出現這些問題,後期維修和賠償所需支付的費用是極高的,因此基站需要更精準的冷卻系統。”
其實早在2017年,諾基亞就曾展示過貝爾實驗室的液冷基站技術。通過查閱資料,記者了解到,這種液冷式冷卻方式的工作原理是,利用裝有冷卻液的散熱管,直接冷卻電子設備;冷卻液吸收熱量後,液體溫度升高,可将其用作供暖等;也可将熱量散給室外空氣,使冷卻液溫度降低,再将冷卻液送去電子設備的散熱管。
“液體是儲存和運輸熱量的優質介質。在運輸同等熱量時,輸送水的泵耗要遠小于輸送空氣的風機能耗。同時,在精準冷卻方面,液冷冷卻要比風冷冷卻更具優勢。”張歡分析說,“液冷技術不僅可減少風機帶來的噪聲污染,冷卻設備後的液體溫度約為50到60攝氏度,其可作為周邊建築供應生活熱水或用于冬季供暖,大大提高了能量利用率,達到精準冷卻、降低能耗的目的。”
技術早已落地,或于5G時代被大規模應用
張歡表示,作為一項較為成熟的冷卻技術,液冷技術早已“飛入尋常百姓家”,目前在航空航天、汽車等領域得到了大規模應用。
20世紀30年代的液冷V型發動機以及美國F-18軍用機載設備,都采用了微通道液冷系統;“阿波羅”航天計劃的産物之一——液冷服,它可使航天員在艙外活動期間不受溫度高低起伏的影響……
液冷技術在計算機領域的應用也早已有之。1964年至1990年,全球大部分大型主機采用的冷卻方式都是液冷;2008年4月,IBM展示了其首個采用水冷技術的超級計算機Power 575,其中包含14個内置水冷管道的服務器;在2009年國際超級計算機大會上,綠色革命冷卻技術公司推出了礦物油冷卻技術,利用比熱容是空氣1200倍的一種礦物油對服務器進行冷卻,使冷卻耗能最高節省95%……
張歡認為,若采用液冷技術,5G基站将具有更好的控溫環境。“相信在不久後,随着5G時代的到來,液冷技術将在國内的基站建設中得到大規模應用。”她說。
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