由本章一開始所推導的系統模型可知，若只考慮外界陽光溫度的傳導作用 以及機房本身設備溫度的對流作用，可推導其數學模型如(19) 至（21）式，基 地台的系統方塊圖在Matlab 裡可模擬如圖 27，全系統的的運作方式可模擬如 圖 28 及圖 29，其中在圖 29 中Fuzzy控制模組，是由Matlb軟體裡的Toolbox 產 生( 參 考 圖 26) ， 所 使 用 的 模 糊 化 參 數 為 梯 型 歸 屬 函 數 ， 推 論 法 為 min-min-max ， 解 模 糊 化 的 參 數 為 重 心 解 模 糊 化 法 。 由 於 基 地 台 大 小 為 405O(L)xl800(w)x2520(H)mm3，牆壁厚度6cm，所以傳導面積可由此計算(共 五面，東南西北及上方)，而其熱傳導係數k為O.0208(W/mk)空氣的熱對流係數 考慮風扇作用所以取 30(w/km2，另外空氣的密度為 1.176kg/ m3，比容為 1.0047kJ/(kg.K)，而溫度變數來源，考慮外界陽光分為五個方向照在基地台 上，東南西北及上方，一般來說溫度變化介於 22~35℃，所以外界的溫度變數 以 5 個相異的高斯分佈來模擬（roof,north,south,east,west）如圖 30，將其 視為外界輸入溫度的變數，另外由於室內通訊設備的發熱也是導致基地台內溫度 上昇另一變數，由實際機台估測通訊設備上的接觸面積約為2.52 m2，將其散熱 所產生的溫度變化，由一簡諧函數模擬，模擬中心溫度由 30 及 35℃，振幅為 10℃當作導致基地台溫度上昇的另一變數，所模擬後的圖形如圖 31、圖 32、圖 33。
程式的運算程序可簡述如下，首先將外界所模擬的工作溫度，及機台本身模 擬所產生的溫度輸入Matlab 內的模擬程式，由於溫度的上升，導致控制器啟動 空調系統，將熱量帶走，而使溫度下降，空調系統啟動的時間可對比電力的消耗，
並經由能量的計算可得電力費用，如此運算一天的時問，可得一個循環。
圖31是模擬目前遠傳空調系統的模擬圖，輸入變數為外界溫度及機台溫度 在30℃時，空調系統運轉時間的模擬圖，考慮加裝Fuzzy Control(模糊化參數 為梯型歸屬函數，推論法為min-min-max，解模糊化的參數為重心解模糊法)，
在外界輸入溫度及機台溫度在30℃時對空調系統運轉時間所做的模擬可得圖 32，而圖33為輸入外界溫度及機台在溫度35℃時有加裝Fuzzy Control的模擬 圖，在圖34中變化機器設備在溫度30℃及35℃時考慮有空調控制時可清楚看出 兩者之差異。在本計畫中，我們也做了空調系統所產生的電力負荷以及電費消耗 的比較情形，其中在電力消耗費用計算中，考慮一度電為2.78元，在圖35中為 目前遠傳空調系統在設備溫度30℃時所產生之電力消耗情形，而圖36為有加裝 Fuzzy Control的情形，圖37為目前空調系統與加裝Fuzzy Control在電費上的 比較圖。
為了更確實的獲得輸入變數的量測值，本計畫中並且實地依照圖五在基地台 安裝溫度感測器，如圖38 即是 12/14 實地量得基地台室外屋頂的溫度、屋內通 訊設備的溫度及基地台室內中央的溫度，而圖39 為 12/14 將此原始資料（基地 台室外屋頂的溫度、屋內通訊設備的溫度）代入之前的模擬程式所得到基地台室 內中央的模擬溫度及原始基地台室內中央的量測溫度比較圖，由此可看出此模擬 程式的正確性。經由觀察可得知，由於目前的基地台的熱傳導係數很低，因此把 外在溫度效應都隔絕於屋外，使天熱時，外界高溫不易影響基地台內部溫度，不 過也使天冷時無法利用外界低溫進入基地台內來降溫，造成能源的浪費，因此本 計畫提出，更改基地台的屋頂設計（如圖47），使得在天熱時，能利用目前的設 計，有效阻隔外界高溫，但在天冷時能夠自動改變屋頂的設計，切換到具有高熱 傳導係數的材質，如不鏽鋼（熱傳導係數20W/(MK)），使室內高溫能由此將熱 傳導到室外，而圖40 為變化熱傳導係數之後，兩者的室內溫度及功率比較的模 擬圖，其餘圖41 至圖 46 則為不同日期，所量測及所模擬的比較圖，最後將所 得的數據統計，列於表1～表 7。
為了計算改變熱傳導係數，所能達到之效益， 可由中央氣象局調查在 2005 年每日平均溫度所得之統計（表8），而表 9 為 15℃～20℃平均溫度所得之天數 統計及其預估之功率比較。
以下為基地台本身之數學模型及方塊圖
圖28 全系統方塊圖(without fuzzy control)
Fuzzy control
圖29 全系統方塊圖(with fuzzy control)
6. 基地台空調系統模擬結果 temperature c°
temperature v.s. time
roof temperature c°
temperature with machine 30 c° v.s. time indoor temp roof
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 x 104 24
26 28 30 32 34 36
time(second) temperature c°
temperature with machine 30 c° with fuzzy v.s. time
indoor temp machine
圖32 為加裝fuzzy控制器配合捷萌公司監控系統的情形（模擬圖）
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
x 104 24
26 28 30 32 34 36 38 40
time(second) temperature c°
temperature with machine 35 c° with fuzzy v.s. time
indoor temp machine
圖33 為室內溫度在機台溫度35℃時的情形（模擬圖）
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
temp and power on
temp and power on (different machine temp with fuzzy) v.s. time
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
temp and power on
indoor temp with machine 30 c
°
power on with machine 30 c°
indoor temp with machine 35 c
°
power on with machine 35 c°
圖34 為室內溫度及空調啟動在機器設備溫度30℃及35℃有空調控制之比較情
cost and power on
cost and power on v.s. time
cost (NT) power on
圖35 為目前空調系統所產生之溫度控制情形（模擬圖）
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
cost and power on
cost and power on with fuzzy v.s. time
cost (NT) power on
圖36 為加裝fuzzy控制器配合捷萌公司監控系統電力負荷及費用的情形（模擬
cost with fuzzy
圖37 為兩個控制器在耗電費用上的比較情形（模擬圖）
0 5 10 15 20 25
28 original temperature 12/ 14
hour
26 original temp v.s. simulation temp 12/14 indoortemp
0 5 10 15 20 25
20 25 30
hour
temperature simulation
0 5 10 15 20 25
0 5x 104
hour
power
original power v.s. simulation power
measure power simulation power
圖39 12/14量測戶外溫度，模擬之室內溫度（修正模型），量測與模擬的功率
0 5 10 15 20 25
indoor temperature
unchange conduction temperature v.s. change conduction(0.0208 -> 20) temperature 12/14
0 5 10 15 20 25
unchange conduction power v.s. change conduction power 12/14
unchange conduction change conduction
圖40 12/14改變熱傳導係數、量測戶外溫度與模擬之室內溫度，兩者比較之模 擬功率
original temperature 12/ 16
hour
temperature outdoortemp
mechinetemp indoortemp
圖41 12/16量測戶外溫度、機器內部溫度、室內中心溫度
0 5 10 15 20 25 22
24
26 original temp v.s. simulation temp 12/16 indoortemp
0 5 10 15 20 25
20 25 30
hour
temperature simulation
0 5 10 15 20 25
original power v.s. simulation power
measure power simulation power
圖42 12/16量測戶外溫度、模擬之室內溫度（修正模型）、量測與模擬的功率
indoor temperature
unchange conduction temperature v.s. change conduction(0.0208 -> 20) temperature 12/16
0 5 10 15 20 25
unchange conduction power v.s. change conduction power 12/16
unchange conduction change conduction
圖43 12/16改變熱傳導係數、量測戶外溫度與模擬之室內溫度、兩者比較之模 擬功率
0 5 10 15 20 25
45 original temperature 12/ 21
hour
26 original temp v.s. simulation temp 12/21 indoortemp
0 5 10 15 20 25
20 25 30
hour
temperature
simulation
0 5 10 15 20 25
original power v.s. simulation power measure power simulation power
圖45 12/21量測戶外溫度、模擬之室內溫度（修正模型）、量測與模擬的功率
0 5 10 15 20 25 0
10 20 30
hour
indoor temperature
unchange conduction temperature v.s. change conduction(0.0208 -> 20) temperature 12/21
0 5 10 15 20 25
0 2 4 6x 104
hour
power
unchange conduction power v.s. change conduction power 12/21
unchange conduction change conduction
圖46 12/21改變熱傳導係數、量測戶外溫度與模擬之室內溫度、兩者比較之模 擬功率
日期 2/14 2/15 2/16 2/17 2/18 2/19 2/20 2/21 戶外平
均溫度
13.438 14.975 14.406 14.449 17.899 12.05 15.813 17.842
溫度低
日期 2/14 2/15 2/16 2/17 2/18 2/19 2/20 2/21 原始
設計
（功 率）
49865 49865 52204 49865 50125 49865 51944 48826
更改 設計
（熱 傳導 係數）
16609 20506 19207 15569 33237 9333.7 22844 33757
原始
49865 49865 52204 49865 50125 49865 51944 48826
更改設 計
（熱傳 導係 數）
12971 19726 16609 12711 32717 8814 22325 33757
原始設
日期 2/14 2/15 2/16 2/17 2/18 2/19 2/20 2/21 原始設
計（功 率）
49865 49865 52204 49865 50125 49865 51944 48826
更改設 計
（熱傳 導係 數）
6735 15569 15569 10113 21805 6216 19207 33757
原始設
49865 49865 52204 49865 50125 49865 51944 48826
更改
日期 2/14 2/15 2/16 2/17 2/18 2/19 2/20 2/21 原始設
計（功 率）
49865 49865 52204 49865 50125 49865 51944 48826
更改設
49865 49865 52204 49865 50125 49865 51944 48826
更改設 計
（熱傳 導係 數）
4137 7255 4137 4137 10373 6216 14010 17648
原始設
表8 2006年度日氣溫平均資料
200年日
北方
樓 梯 間
交 換 機
交 換 機
機房
圖49 依靠東面的樓梯間，可避免上午陽光直射
北方
廣告 看板
交 換 機
交 換 機
機房
圖50 利用廣告看板當遮蔽物
五、結果與討論
1. 由圖31、圖32及圖37比較可知，因為需配合捷萌監控器的作用，只能採取relay 的功能加上無法更改冷氣設定安全的溫度(彈性的安全空問)，因此導致fuzzy控 制器變成只有定時控制的功能，無法發揮省能的功用。
2. 由圖33及圖34可知，當通訊設備溫度達到35℃以上時，空調系統就必須全力 運轉，此時加裝任何控制器都無省能之作用。
3. 圖38、圖41、圖44為真實量測基地台室內的溫度，機器內部的溫度及外界溫 度，圖39、圖42、圖45為室內溫度與模擬溫度（修正模型）的比較圖及兩者功 率的比較圖，由以上可知，由於基地台本身結構的熱傳導係數很低（0.0208），
使得外界溫度對室內溫度幾乎沒有影響（由模擬結果圖，也可得到近似的結果，
表示模擬系統的正確性），而取決於內部的機房溫度，並使得冷氣一直維持在運 轉的狀態，雖然可以在熱天時有效隔絕熱氣的進入，但在溫度低時，也無法使外 氣進入，浪費可利用的資源。
4. 圖40、圖43、圖46表示模擬將機房屋頂做一切換裝置（圖47），在外氣低 溫時（例如低於攝氏15度）可以藉由馬達的帶動，將屋頂改為較易傳導熱量的不 鏽鋼（熱傳導係數20W/(MK)），由圖中可明顯看出，改變熱傳導係數之設計能 夠有效節省冷氣的功率，表1為戶外之氣溫資料，而表2至表7為變化設定溫度從 20℃～15℃之更改裝置與未更改裝置之功率比，由此看出，節省的功率，幾乎 與外界溫度的切換成一比例關係，當外界溫度越低，設定的溫度越高，所耗費的 功率越低，但此設定還需考慮原本基地台內部安全溫度的設定，因此在此將設定 溫度設定於15℃～20℃。
5. 由討論4，利用外界溫度的降溫能力，確實可有效節省冷氣的功率，因此根據 中央氣象局的資料（表8），在2005年中，日平均溫度在20℃至15℃以下的天 數比例如表4，當設定溫度於20℃時，所需的電費只有原本電費的6成，不過在 此尚未考慮由於更改基地台設計，所需耗費的成本以及平時在切換時所消耗的電 費，不過以長遠效率來看，相信仍可有效節省能源。
六、結論
空調節能在基地台的能源調配上，確實是一個值得重視的問題， 經由本計 畫之討論可得知，由於目前基地台本身材質的影響，使得通訊設備本身的溫度才 是影響基地台內溫度上昇的主要原因，另一方面也因為受限於基地台本身冷氣空 調無法更改參數的影響，使得模糊控制無法得到預期的效果，但這也引發我們尋 找其他解決問題的想法，以下為我們提出之建議。
1. 藉由改變屋頂熱傳導係數，利用戶外冷空氣來降低屋內溫度的想法，已經在 之前的討論上得到證實，但美中不足的是，在本計畫中無法將此想法實現，因此 也就沒有將實驗的結果與理論作一比較，希望日後相關的研究，能將此方法實現 到真實系統上。
2. 利用直接引進外界冷空氣的方法，也是一個值的思考的方式，但此方法由於 牽涉到設備本身對於防塵的影響，因此還需有其他的配套措施，例如在進氣口加 裝防塵罩等。
3.目 前遠傳的空調控制是採取定時控制的方式，因此無法達到因應外界因素改
3.目 前遠傳的空調控制是採取定時控制的方式，因此無法達到因應外界因素改