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基站越來越燙 液冷技術或于5G時代被大規(guī)模應用

雙擊自動滾屏 發(fā)布者:精密空調 發(fā)布時間:2019-04-22 09:31:48 閱讀:次【字體:


基站越來越燙!給它裝個液體"空調"  

5G的腳步越來越近,數據流量需求持續(xù)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(tǒng)降溫?

通信行業(yè)"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里部署了全球首個液冷基站系統(tǒng),并將回收的基站廢熱用于樓內供暖。諾基亞表示,采用液冷系統(tǒng)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(tǒng)中重要的基礎信息樞紐,基站系統(tǒng)為什么需要冷卻?液冷系統(tǒng)的技術原理是什么?

制冷系統(tǒng)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,隨著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?

"基站內的制冷系統(tǒng)是導致耗電多的'真兇'。"天津大學環(huán)境科學與工程學院建筑環(huán)境與設備工程系主任張歡說,基站承擔著處理和傳輸海量數據的重任,數據處理過程中會產生大量的廢熱。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(tǒng)要不間斷地為基站降溫。

"自從誕生以來,基站大多采用傳統(tǒng)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(lián)網,數據流量需求激增,制冷設備也隨之增加,于是基站耗電問題日趨嚴重。"張歡解釋道,與目前大范圍應用的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。頻段升高會導致信號覆蓋范圍縮小,就需要新建更多的基站,以滿足信號的覆蓋要求,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隨之增多,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(tǒng)進行節(jié)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,即通過向基站室內送冷風,保持適宜的室內溫度。當室外空氣溫度較低時,可將室外新風過濾后,直接送入基站室內。當室外新風溫度不達標時,可用冷卻技術降低空氣溫度,再將空氣送入基站室內;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著明顯的弊端,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(huán)境下,任何失誤或任何溫度、濕度失衡,都可能在極短時間內導致數據系統(tǒng)遭到破壞或數據丟失。一旦出現這些問題,后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(tǒng)。"

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;冷卻液吸收熱量后,液體溫度升高,可將其用作供暖等;也可將熱量散給室外空氣,使冷卻液溫度降低,再將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(yōu)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(yōu)勢。"張歡分析說,"液冷技術不僅可減少風機帶來的噪聲污染,冷卻設備后的液體溫度約為50到60攝氏度,其可作為周邊建筑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(guī)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(guī)模應用。

20世紀30年代的液冷V型發(fā)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(tǒng);"阿波羅"航天計劃的產物之一——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個內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(jié)省95%……

張歡認為,若采用液冷技術,5G基站將具有更好的控溫環(huán)境。"相信在不久后,隨著5G時代的到來,液冷技術將在國內的基站建設中得到大規(guī)模應用。"她說。

來源:精密空調 http://mygoldentreasures.com

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