换热系统及通信机柜技术方案

本申请涉及一种换热系统、通信机柜及换热方法，换热系统包括柜体及机架式热交换器，所述柜体内设置有机柜风道及导风件，所述机柜风道包括冷风区、热风区和进风冷池区，所述机架式热交换器安装在所述柜体的底部，所述机架式热交换器具有内循环通道与外循环通道，所述内循环通道与机柜风道连通，所述外循环通道与机柜风道隔绝。本申请的换热系统，整个换热系统形成一个独立密闭的循环系统，使柜体风道分为冷风区、热风区和进风冷池区，最大程度解决了柜体内部的冷热风混合，热点集中和热岛效应问题，避免了热空气相混合现象和漏热的浪费现象，解决了气流管理难题。解决了气流管理难题。解决了气流管理难题。

【技术实现步骤摘要】
换热系统及通信机柜


[0001]本申请属于通信
，特别是涉及一种换热系统及通信机柜。

技术介绍

[0002]伴随通信技术的发展进步，5G和边缘计算的市场推进，网络宽带市场及业务量的持续增长，设备的功耗容量呈指数化增长，耗电成本也呈指数化增长；巨大能耗和成本压力已被各大运营商乃至全社会重点关注，需要通过新的技术方式进行节能降耗。
[0003]目前，节能减排成为全球共同使命，在各行各业积极投入“碳中和”目标实践之际，对于通信行业来说，节能降耗、减少碳排放，是行业实现高质量发展的一大挑战，是需要不断探索和突破的领域。
[0004]制冷系统是通信设备中最大的能耗系统之一，传统的通信机柜内部的通信设备主要有三种制冷方式，分别是空调、热交换器和风扇直通风。从节能来说，空调最耗电、热交换器居中，直通风最省电。从可维护性来说，热交换器最好维护，空调居中，直通风最复杂。从可靠性来说，热交换器可靠性最好，空调居中，直通风最差。从成本来说，直通风最低，热交换器居中，空调最高。
[0005]热交换器是用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置，是对流传热及热传导的一种工业应用。随着碳中和的目标推动，热交换器凭借着最佳的综合性能，将逐渐代替空调和直通风成为通信基站上最主流的制冷方式。随着通信设备的功耗指数化增加，对热交换器的换热能力和轻量化要求越来越高，需要新的设计方式和换热方式满足未来发展需求。
[0006]主流的通信基站设备有前进风后出风或侧进风侧出风(左进右出或右进左出)，在标准的 19英寸机架中，前进风后出风的通信基站设备直接安装使用即可从机架前端冷区吸取冷风，而后将热风排到机架后部。但对于侧进风侧出风的通信基站设备，则无法直接从机架前端吸取冷风散热，需要借助导风设计将冷风从机架前端冷区导到通信基站设备的侧面进风口。
[0007]目前，传统通信基站中，热交换器安装普遍使用嵌门式，即热交换器挂在柜门或侧壁上。热交换器的换热芯体采用间壁式换热芯体，主要是通过铝合金板片的交叉咬合和框架结构，分成两个独立的气流通道，通过风机的强制对流，当室内排风和室外新风分别逆向流经换热芯体时，由于铝合金板片两侧气流存在着温差，两股气流通过分隔板时呈现传热现象，引起热量交换。侧进风侧进出的通信基站设备，热交换器安装在机架上，无法直接从机架前端吸取冷风散热，需要借助导风设计将冷风从机架前端冷区导到设备侧面进风口，目前主流的是通过安装在设备下面的导风件进行导风。
[0008]现有的热交换器存在以下问题：
[0009](1)柜门或侧壁的承重有限，随着热交换器换热能力要求越来越高，重量也越来越重，嵌门式的安装方式满足不了大功率热交换器的安装需求。
[0010](2)嵌门式的热交换器在机柜内部的气流组织一般是上进热风，下出冷风，进风和
出风在同一个面，导致机柜气流组织设计时，冷热隔离较困难，极容易产生串风、乱流等渗混现象和易产生热点集中、热岛效应。
[0011](3)热交换器是靠内外的冷热空气交换循环进行换热，一般内循环的冷出风设计比环境温度高10℃左右，导致其应用条件有限，高温气候比较恶劣的地区无法使用。
[0012](4)间壁式换热芯体主要是靠纯铝合金板壁面传导和对流换热，铝合金壁面平整，单位体积和重量下的散热面积有限，导致其换热能力提升困难。
[0013](5)间壁式换热芯体主要是靠纯铝合金平板壁面传导和对流换热，铝合金平板壁面平整，空气在换热芯体内的扰流有限，换热不充分，也会导致其换热能力提升困难。
[0014](6)传统导风件无导流设计，通信设备吸风时，导风件无导流、分流结构，导致局部风速过快或不足，风量分配不均匀。
[0015](7)传统导风件无隔热设计，通信设备工作时，导风件表面壳体处在高温状态，而导风件装在通信设备上部或下部进行变相导风，冷风从前面吸入，冷风变相时，与通信设备壳体产生的高温发生掺混，提高了冷送风的温度，热冷掺混影响送风系统的节能性能。

技术实现思路

[0016]本申请所要解决的技术问题是：针对现有的嵌门式的热交换器，易产生热点集中、热岛效应的问题，提供一种换热系统及通信机柜。
[0017]为解决上述技术问题，一方面，本申请实施例提供了一种换热系统，包括柜体及机架式热交换器，所述柜体内设置有机柜风道及导风件，所述机柜风道包括冷风区、热风区和进风冷池区，所述机架式热交换器具有内循环通道与外循环通道，所述内循环通道与机柜风道连通，所述外循环通道与机柜风道隔绝；
[0018]所述冷风区位于柜体内设置的通信设备的第一侧，所述进风冷池区位于通信设备的与第一侧相邻的第二侧，并与通信设备的内部换热风道的入口连通；
[0019]所述热风区位于通信设备的与第一侧相对的第三侧及与第二侧相对的第四侧，并与所述通信设备的内部换热风道的出口连通；
[0020]所述机架式热交换器安装在所述柜体的底部并处于通信设备的下方，所述冷风区及进风冷池区通过所述导风件连通，所述冷风区及进风冷池区两者均与所述热风区隔绝。
[0021]可选地，所述冷风区、热风区和进风冷池区通过隔板和通信设备分隔而成。
[0022]可选地，所述通信设备的内部换热风道为侧进侧出风道，所述通信设备的内部换热风道的入口设置在通信设备的第二侧，所述通信设备的内部换热风道的出口设置在通信设备的第三侧。
[0023]可选地，所述柜体包括机柜主体框架、第一柜门、第二柜门、第一侧板及第二侧板，所述第一柜门安装在所述机柜主体框架的第一侧，所述第一侧板安装在所述机柜主体框架的第二侧，所述第二柜门安装在所述机柜主体框架的第三侧，所述第二侧板安装在所述机柜主体框架的第四侧；
[0024]所述冷风区位于所述第一柜门与通信设备的第一侧之间，所述进风冷池区位于所述第一侧板与通信设备的第二侧之间；
[0025]所述热风区包括相互连通的第一热风区及第二热风区，所述第一热风区位于所述第二柜门与通信设备的第三侧之间，所述第二热风区位于所述第二侧板与通信设备的第四
侧之间。
[0026]可选地，所述导风件包括上盖、下盖及隔热板，所述上盖固定在所述下盖上以在二者之间形成导风腔体，所述下盖的朝向所述冷风区的一侧设置有导风入口，所述下盖的朝向所述进风冷池区的一侧设置有导风出口，所述导风入口、导风腔体及导风出口依次连通以形成导风通道；
[0027]所述上盖以及所述下盖上均贴附固定有所述隔热板，所述上盖与下盖分别与上下相邻的两个通信设备接触。
[0028]可选地，所述导风件还包括设置在所述导风腔体内的导风斜板，所述导风斜板用于将导风入口进入的冷风引导至导风出口。
[0029]可选地，所述隔热板为纤维真空板，所述纤维真空板由纤维复合材料制成；
[0030]所述纤维真空板包括纤维复合材料外层和通过抽真空形成于所述纤维复合材料外层内的真空内层。
[0031]可选地，所述纤维真空板的导热率为0.001w/m.k。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种换热系统，其特征在于，包括柜体及机架式热交换器，所述柜体内设置有机柜风道及导风件，所述机柜风道包括冷风区、热风区和进风冷池区，所述机架式热交换器具有内循环通道与外循环通道，所述内循环通道与机柜风道连通，所述外循环通道与机柜风道隔绝；所述冷风区位于柜体内设置的通信设备的第一侧，所述进风冷池区位于通信设备的与第一侧相邻的第二侧，并与通信设备的内部换热风道的入口连通；所述热风区位于通信设备的与第一侧相对的第三侧及与第二侧相对的第四侧，并与所述通信设备的内部换热风道的出口连通；所述机架式热交换器安装在所述柜体的底部并处于通信设备的下方，所述冷风区及进风冷池区通过所述导风件连通，所述冷风区及进风冷池区两者均与所述热风区隔绝。2.根据权利要求1所述的换热系统，其特征在于，所述冷风区、热风区和进风冷池区通过隔板和通信设备分隔而成。3.根据权利要求1所述的换热系统，其特征在于，所述通信设备的内部换热风道为侧进侧出风道，所述通信设备的内部换热风道的入口设置在通信设备的第二侧，所述通信设备的内部换热风道的出口设置在通信设备的第三侧。4.根据权利要求1所述的换热系统，其特征在于，所述柜体包括机柜主体框架、第一柜门、第二柜门、第一侧板及第二侧板，所述第一柜门安装在所述机柜主体框架的第一侧，所述第一侧板安装在所述机柜主体框架的第二侧，所述第二柜门安装在所述机柜主体框架的第三侧，所述第二侧板安装在所述机柜主体框架的第四侧；所述冷风区位于所述第一柜门与通信设备的第一侧之间，所述进风冷池区位于所述第一侧板与通信设备的第二侧之间；所述热风区包括相互连通的第一热风区及第二热风区，所述第一热风区位于所述第二柜门与通信设备的第三侧之间，所述第二热风区位于所述第二侧板与通信设备的第四侧之间。5.根据权利要求1所述的换热系统，其特征在于，所述导风件包括上盖、下盖及隔热板，所述上盖固定在所述下盖上以在二者之间形成导风腔体，所述下盖的朝向所述冷风区的一侧设置有导风入口，所述下盖的朝向所述进风冷池区的一侧设置有导风出口，所述导风入口、导风腔体及导风出口依次连通以形成导风通道；所述上盖以及所述下盖上均贴附固定有所述隔热板，所述上盖与下盖分别与上下相邻的两个通信设备接触。6.根据权利要求5所述的换热系统，其特征在于，所述导风件还包括设置在所述导风腔体内的导风斜板，所述导风斜板用于将导风入口进入的冷风引导至导风出口。7.根据权利要求5所述的换热系统，其特征在于，所述隔热板为纤维真空板，所述纤维真空板由纤维复合材料制成；所述纤维真空板包括纤维复合材料外层和通过抽真空形成于所述纤维复合材料外层内的真空内层。8.根据权利要求7所述的换热系统，其特征在于，所述纤维真空板的导热率为0.001w/m.k。9.根据权利要求1所述的换热系统，其特征在于，所述通信设备上下层叠设置有多个，
所述导风件夹设在相邻的两层通信设备之间。10.根据权利要求1
‑
9任意一项所述的换热系统，其特征在于，所述机架式热交换器包括机壳、内循环风机、外循环风机、换热芯体、喷雾装置和控制器，所述内循环风机、外循环风机及喷雾装置分别与所述控制器信号连接，所述换热芯体设置在所述机壳内，所述换热芯体内形成有所述内循环通道与外循环通道，所述内循环风机、外循环风机、喷雾装置和控制器安装在所述机壳外部...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾剑鹏，刘刚可，陈宇峰，赵毓毅，
申请(专利权)人：深圳市科信通信技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：