電気通信キャビネット冷却におけるエネルギー効率

電気通信事業者が信頼性を犠牲にすることなくキャビネットの冷却エネルギーコストを削減する方法

冷却は、ほとんどの通信サイトで最も高価なエネルギーの流出ですが、エンジニアリングのレーダーの下で飛行する傾向があります。通信事業者は無線機やバックホールのアップグレードに数千万ドルを費やす可能性がありますが、すべての屋外キャビネット内でハミングアウトするエアコンは、保護している電子機器よりも多くの電力を静かに消費します。.

このガイドでは、キャビネット冷却の実際のコストを分析し、アクティブおよびパッシブキャビネット冷却技術のリンゴとリンゴを比較し、通信事業者が日常的に使用している実用的な技術を提供し、冷却システムの故障のリスクを冒さずにエネルギー消費を大幅に削減します。 5G ネットワークを展開しようとしている場合、または少数の従来の 4G サイトを置き換えるだけで、今日行うエネルギー効率の高い冷却の意思決定により、今後 10 年間のランニング コストが決まります。.

冷却が通信ネットワークにおける最大の隠れたコストである理由

ほとんどの通信事業者は、エネルギーの多額の費用がどれくらいであるかを知っています。その費用がどれくらい、ネットワーク自体を稼働させるのではなく、キャビネットを冷たく保つことで賄われるのかを常に認識しているわけではありません。.

によると GSMA エネルギー効率の概要, 、多くの事業者は、その直接サイトエネルギー総額の 50 パーセント以上を受動インフラストラクチャと冷却に費やしています。エネルギーコストはネットワーク全体の 20 ～ 40 パーセントを占めます。OPEX 1 と冷却は他のすべてのコンポーネントを合わせたものよりも優れています。.

これは、オフグリッドまたはリモートサイトでは指数関数的に増加します。砂漠の場所で従来のコンプレッサーベースの冷却システムを稼働させているキャビネットは、無線機器と電力機器を組み合わせた場合よりも温度制御でより多くの電力を消費する可能性があります。これらのサイトがディーゼル発電機で稼働すると、冷却にかかる燃料コストだけでも、5 年間で通信機器のコストを超える可能性があります。.

結論: 通信インフラコストの主な要因は、無線機器ではなく冷却システムです。.

電気通信キャビネットにおける熱負荷と熱管理を理解する

通信キャビネット内のすべての機器が熱を発生 ワット単位で測定される、すべてのコンポーネントによって生成される総内部熱は、冷却システムが処理する必要がある熱負荷を定義します この数値を間違えると、エネルギーを浪費する特大のシステム、または機器の過熱を可能にする小型システムのいずれかにつながります。.

の The ETSI EN 300 019-1-3 標準は、固定使用場所での通信機器の環境条件を定義します。屋外キャビネットの場合、動作温度範囲は気候クラスに応じて -33°Cから +55°Cの周囲温度に及びます。 ASHRAE の熱ガイドラインでは、機器の信頼性とパフォーマンスを向上させるために、内部温度を 18°C ～ 27°C に維持することを推奨しています。.

エンジニアリングチームが新しいものの熱負荷を計算するとき 屋外 テレコム キャビネット エアコン 設置では、すべての内部熱負荷を合計し、ピーク動作とシェルターの壁から得られる放射線に対して 20 パーセントの追加の熱負荷許容値を適用します。 45°Cの砂漠環境では、太陽光収集のみに基づいて最大500ワットの追加の熱負荷が強制されます。.

アクティブ冷却とパッシブ冷却: どちらがエネルギー効率を向上させますか?

空調を選択するには、アクティブまたはパッシブ冷却が通信キャビネットの設計において行う必要がある最も重要な決定です。正しい選択は、気候帯、熱負荷、および温度制御のためにサイトがどれだけの電力を確保できるかによって異なります。.

パッシブ冷却技術

パッシブ冷却は、コンプレッサーの動作や冷媒なしで内部熱を置き換えます。熱交換器 (空対空および熱電 (TEC) モデルを含む) * パッシブ自然対流または低消費電力ファンなどの自然技術を使用して、キャビネット内から外部大気に熱を伝達します。自由冷却システムは、外気の温度が内部設定値よりも低い場合に周囲空気を直接使用します。.

その明確な利点はエネルギー効率です。受動的冷却は最小限のエネルギーを使用し、太陽光が豊富な時間帯に簡単に操作でき、必要のない時間帯にはオフにすることができます。残念ながら、受動的冷却は周囲温度自体を下回ることができないため、通常周囲温度が 40°C を超えるエリアの唯一の冷却ソリューションとして信頼することはできません。.

アクティブ冷却テクノロジー

内部温度を周囲温度より大幅に低く冷却するために、コンプレッサー関連のエアコン ユニットまたは熱電冷却器を使用することでアクティブ冷却が存在します。これは、機器が年間を通じて 18 ～ 27 度の制御された環境を必要とする高い周囲温度環境における唯一のソリューションです。.

しかしトレードオフはエネルギー消費です コンプレッサーベースの キャビネット冷却システム 容量に基づいて、500 ～ 2,000 ワットを継続的に消費します。暑い気候では、これは 24 時間 365 日稼働します。.

ハイブリッド アプローチ: エネルギー効率の高い中間地面

通信会社の多くの事業者は現在、2 種類の冷却を組み合わせた適応冷却ソリューションを組み込んでいます。 ハイブリッド冷却ソリューションでは、周囲条件が許せば、冷却は自由冷却または熱交換器でダウンし、条件が所定のレベルを超えるとコンプレッサーベースの冷却に切り替わります。 によって発表された研究によると IEEE, 、自由な冷却のためのthermosiphonベースは温帯気候の連続的な圧縮機の操作と比較される冷却エネルギーの使用を40-70%減らすことができます。.

効率を最大限に高めるために、適切なテレコム キャビネット エアコンを選択します

最後に、アクティブ冷却用に選択したテレコムキャビネットエアコンは、エンクロージャ内の他のどのコンポーネントよりも年間エネルギーコストに大きな影響を与えます。同じ冷却能力を持つ 2 つのユニットは、設計、コンプレッサーの種類、制御ロジックの違いにより、エネルギー消費量が 30% 変化する可能性があります。.

EER の理解: コア効率指標

エネルギー効率比 (EER) は、特定のユニットを冷却するBTUが、使用する電力1 ワットあたりに何個生成するかという測定値です EER定格が高いほど、使用する電力1 ワットあたりに生成される冷却BTUの数が多くなります 事実上すべての屋外テレコムキャビネットエアコンはEER 8-12 から定格され、最高のインバータベースのモデルはEER 10+によって導入されたEER2 規格です 米国 エネルギー省 2023 年には、屋外エンクロージャ アプリケーションに直接関連する、95F 屋外温度でテストされたより現実的な効率基準が提供されます。.

選択 チェックリスト

EERに注力する理由 当社のエンジニアリングチームは、テレコムキャビネットエアコンを選択する前に、次の基準についてアドバイスします:

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  計算された熱負荷に冷却能力を一致させます. サイジングを過剰にすると、ショートサイクルによってエネルギーが浪費されます。サイジングをアンダーにすると、周囲温度のピーク時に機器の故障が発生します。.
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  インバータ駆動型コンプレッサを優先します. 可変速コンプレッサーは出力を実際の需要に合わせて調整し、固定速 AC ユニットと比較して消費電力を 20 ～ 30% 削減します。.
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  動作温度範囲を確認します. ユニットは定格冷却能力でサイトの最大周囲温度を処理する必要があります。気候が 0°C を下回った場合は、冷却モードと加熱モードの両方を確認してください。.
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  IPの評価および環境保護を確認して下さい。 屋外のキャビネットは露出の基地局の場所で共通の塵、雨、および湿気のレベルに抵抗するためにIP55 かIP65 評価される冷却装置を必要とします。.
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  冷媒の種類を評価します. R-410A は依然として一般的ですが、R-32 や R-290 などの環境に優しい冷媒が注目を集めています。 R-32 は、同等の設計において R-410A よりもおよそ 5% 優れたエネルギー効率を提供します。.
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  真のインテリジェント制御が設計に統合されていることを確認してください。温度ベースのサイクルと監視によるエネルギー消費の削減は時代遅れです。リアルタイムのキャビネット条件、リモートアラート、適応冷却ロジックに基づいて出力を調整する監視機能を備えたユニットを探してください。.

“「スペックシートで最も安いエアコンが10 年間で最も安いことはめったにありません。 EER 10 対EER 8 のユニットは、毎日電気で約20%を節約します。 ¤そしてテレコムでは、これらのユニットは毎日実行されます。」”

⁄ KDST エンジニアリングチーム

5G が新しいキャビネットの冷却要件をどのように推進しているか

5Gの展開は、通信事業者にとって新たなエネルギー管理の課題を生み出している。 によると、単一の5G基地局は、同様の4Gセルサイトの2.5 倍から3.5 倍の電力レベルを使用する VIAVI ソリューション. 。それは、キャビネット内の発熱を増やすことを意味します。.

今日の5g対応テレコムキャビネットには、危険な動作条件から保護するために、24 kWの整流器、600 Ahのリチウムバッテリーバンク、および関連する3.5 kW以上の冷却システムが含まれています レガシー冷却システムは4G用に設計されており、通常は1.5-2 kWから定格され、5G機器の熱負荷には不十分であり、フル容量で継続的に実行されるため、摩耗が早まり、運用コストが増加します。.

既存の4Gキャビネットを5Gインフラストラクチャに改修しているネットワーク事業者は、エンクロージャ全体を、より大きな冷却ユニットを収容するより大きな設計に置き換えるか、アップグレードするという難しい選択に直面しています 高効率テレコムキャビネットエアコン これにより、同じ設置面積内でワットあたりの冷却能力が向上します。.

従来の熱交換器と同じスペースを占有しながら熱除去面を 40 パーセント向上させるマイクロチャネル熱交換器や、空冷バージョンの消費電力を 30 パーセントレベルに削減できる液体冷却ループなどの新しいアプローチが、大規模なケーブル オペレーターでテストされています。 5Gドライブトレインが展開されるにつれて。.

エネルギーコストの削減: 電気通信事業者のための実践的な戦略

冷却エネルギーを削減するということは、ネットワーク内のすべてのシェルとファンを一晩で交換することを意味するものではありません。これらのアプローチ ――迅速な勝利と資本集約的なアップグレードの両方を含む ―― は、最大限の効果を得るために独自に組み合わせたり実装したりできるアプローチのツールボックスを提供します。.

1. フィルターとコンデンサーをスケジュール通りに維持します フィルターが詰まるとコンプレッサーの動作が難しくなり、消費電力が 15 ～ 25 パーセント増加します 四半期ごとの清掃は、エンクロージャー冷却システムとしては単一の最も高い ROI メンテナンス活動です。フィルターのメンテナンスを 6 か月間怠ると、冷却ユニットのエネルギー使用量が効果的に 2 倍になります。.
2. アラート機能を備えたリモート監視を導入します。温度とエネルギー消費をリアルタイムで測定するセンサーを使用します。受信者は、冷却障害によるエンクロージャの損傷を防止したり、機器が過剰な量のエネルギーを使用している場所を実証したりすることで、自らの費用を支払います。.
3. インバーター制御コンプレッサーに移行します。固定速度コンプレッサーは負荷に関係なくフルブラストで動作します。インバーター コンプレッサーは、より少ないエネルギーで実際の条件に適合するように変更されます。 - 1 年間で 20 ～ 35 パーセントを節約します。回収期間は 18 ～ 24 か月と予想されます。.
4. 必要に応じて、無料の冷却システムを組み込む サイトの周囲温度が25C以下で3,000 時間以上発生した場合、既存のACに無料の冷却をハッキングすることで、冷却エネルギーを40 から60 パーセント削減できます 追加のハードウェアは、初年度の運用節約のほんの一部であるため、ハードウェアコストは驚くほど低くなります。.
5. 適切なサイズの交換品を選択してください。新しい冷却装置を購入し、最も古い装置を取引する場合は、第一原理から計算を実行します。元の設置以来、無線装置、電源、キャビネットの構成が変更されると、異なるサイズのユニットがより適切になることがよくあります。特大のシステムは、ピーク負荷を処理するように設計されていますが、条件が中程度の 1 年の 80 ～ 90 パーセントの間はエネルギーを浪費します。.
6. 環境に配慮した冷媒を使用するインバーター駆動のコンプレッサーに切り替えます。R-32 は、地球温暖化係数を低く抑えながら、R-410A よりもわずかに優れた冷却効率を実現します。二酸化炭素排出量削減目標に向けて取り組んでいる通信プロバイダーにとって、これは調達決定においてますます重要な要素となっています。.

によると GSMA, 、ヨーロッパの携帯電話会社は、サイトの簡素化、ハードウェアの統合、効果的な冷却技術の進歩の組み合わせにより、わずか3 年で運用上の排出量を半減しました。 、信頼性の高い冷却システムのメンテナンスと監視システムからスタートしたオペレーターは、資本集約的な機器の交換の前に、最も速いリターンを見ました。.

よくある質問frequently Asked Questions