基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统及控制方法，包括自然冷源储能单元、制冷机组循环单元、风冷降温单元、制冷工质控制单元，自然冷源储能单元包括穿过相变储能箱的空冷循环管路，空冷循环管路上设置有空冷器、第一循环泵，制冷机组循环单元的蒸发管路穿过相变储能箱，相变储能箱内设置有供冷循环管路，供冷循环管路通过第二循环泵连接有位于基站送风口处的制冷盘管，风冷降温单元包括设置在基站送风口处的风机，制冷工质控制单元包括与风机、第一循环泵、第二循环泵及制冷机组循环单元相连的控制模块，控制模块连接有温度传感器单元。本发明专利技术能够充分利用自然冷源调整基站温度，同时保证通信基站内温度稳定。定。定。

【技术实现步骤摘要】
基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及基站降温系统
，特别是指一种基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统及控制方法。

技术介绍

[0002]随着网络通信技术的飞速发展和用户规模不断扩大，通信的普及需要大量的基站建设，数据传输速率也将远高于之前的网络。高热流密度基站是专门提供高速网络服务的核心设备，可实现有线通信网络与无线终端之间的无线信号传输。随着数据传输速率的倍增，基站也将处理大量数据，基站处理设备的功耗也将大幅增加，当温度超过一定值时，热量的产生将显著增加，随着温度的升高，电子元件的故障率呈指数增长，对基站散热和电子元件散热的要求也将增加。
[0003]因此，对基站进行降温处理，是保障基站正常运行的关键因素。为解决现有技术中，通信基站的降温可靠性较低，并且由于频繁的启动空调缩短了通信基站内的电气设备的寿命，申请公布日为2019.09.17、申请公布号为CN110602926A的中国专利技术专利申请公开了一种通信基站的降温方法，包括：检测通信基站内的站内温度和通信基站外的站外温度；当所述基站内温度高于所设定的目标温度时，则确定所述基站内温度相对于所述通信基站外的站外温度的温度差值；根据所述温度差值和所设定温度阈值，切换变频空调、散热器或变频空调与散热器的组合方式对所述通信基站进行降温。
[0004]但上述通信基站的降温方法采用了监控基站内温度与基站外温度的差值，根据差值控制变频空调、散热器适时工作，相对传统技术，虽然能够一定程度地维持通信基站的温度稳定，但是仍存在以下不足：首先，仅将监测到的站内温度、站外温度、站内温度相对环境温度的温差与所设定的目标温度和温差阈值进行比较，再通过变频空调和散热器进行调控，而不考虑降温设备的特性，因此，通信基站内温度的稳定性仍有待提高；其次，完全依赖电能进行温度调控，导致通信基站能耗高，不能充分利用自然能源对通信基站内的温度进行低能耗调控。

技术实现思路

[0005]针对上述
技术介绍
中的不足，本专利技术提出一种基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统及控制方法，解决了采用现有通信基站降温方法时目标温度稳定性较差且能耗高的技术问题。
[0006]本申请的技术方案为：一种基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统，包括自然冷源储能单元、制冷机组循环单元、风冷降温单元、制冷工质控制单元，自然冷源储能单元包括穿过相变储能箱的空冷循环管路，空冷循环管路上设置有空冷器、第一循环泵，所述制冷机组循环单元的蒸发管路穿过相变储能箱，相变储能箱内设置有供冷循环管路，供冷循环管路通过第二循环泵连接有位于基站送风口处的制冷盘管，所述风冷降温单元包括设置在基站送风口处的
风机，制冷工质控制单元包括与风机、第一循环泵、第二循环泵及制冷机组循环单元相连的控制模块，控制模块连接有温度传感器单元，温度传感器单元包括基站外环境温度传感器、相变储能箱温度传感器、基站内环境温度传感器。
[0007]进一步地，还包括点对点高效降温单元，点对点高效降温单元包括小型风机，小型风机设置在基站内的高温电子元器件的一侧，所述温度传感器单元还包括设置在所述高温电子元器件上的电子元器件温度传感器。
[0008]进一步地，所述点对点高效降温单元包括与制冷盘管并联的换热器，所述换热器设置在所述高温电子元器件的发热表面。
[0009]进一步地，所述风机与基站之间设置有回风管，回风管内设置有与控制模块相连电磁阀，所述回风管的回风口关于基站内的高温电子元器件与所述基站送风口相对，所述回风管的送风口与风机的进风机口连通。
[0010]进一步地，所述空冷循环管路的冷媒泵出端通过第一三通电磁阀与供冷循环管路的冷媒回流端相连，所述空冷循环管路的冷媒回流端通过第二三通电磁阀与供冷循环管路的冷媒泵出端相连，所述第一三通电磁阀和第二三通电磁阀均与所述控制模块相连。
[0011]进一步地，所述蒸发管路从相变储能箱伸出的部位与供冷循环管路从相变储能箱伸出的部位之间设置有再冷器。
[0012]进一步地，所述空冷循环管路、蒸发管路、供冷循环管路位于相变储能箱中的部分均为往复折叠的S形的管路，在相变储能箱中空冷循环管路与蒸发管路相互交叉且位于同一相变换热材料层内，所述供冷循环管路位于空冷循环管路相邻层的相变换热材料中。
[0013]一种基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统的控制方法，包括所述基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统，包括储能模式，在所述储能模式下，基站外环境温度传感器实时检测基站外环境温度T，当基站外环境温度传感器检测的基站外环境温度T低于相变换热材料的凝固点T1时，控制模块控制第一循环泵、第一三通电磁阀、第二三通电磁阀连通空冷器与相变储能箱的循环管路打开，冷媒开始在供冷循环管路中循环，冷媒在空冷器中不断向外界环境放热，温度降低，随后经冷量输送管送至相变储能箱7与相变换热材料进行换热，释放冷量，相变换热材料储存冷量；当环境温度传感器检测到基站外环境温度T低于设定温度值T2时，控制模块控制第一循环泵、第一三通电磁阀、第二三通电磁阀连通空冷器与制冷盘管和换热器的循环管路打开，冷媒开始循环，冷媒在空冷器中不断向外界环境放热，冷媒温度降低，随后冷媒的冷量经第二三通电磁阀送至制冷盘管和换热器，与风机共同作用，对基站进行降温；当环境温度传感器检测到基站外环境温度T高于相变换热材料凝固点T1或高于设定值T2时，控制模块控制第一循环泵停止工作。
[0014]进一步地，还包括供能模式，在所述供能模式下，控制模块控制第二循环泵处于常开状态，相变储能箱中的冷媒经供冷循环管路、第二循环泵输送至制冷盘管和换热器，在风机的共同作用下，与高温电子元器件和新风进行换热；当相变储能箱温度传感器检测到相变储能箱的温度T3高于设定温度T4时，控制模块控制制冷机组进行工作，蒸发管路中的制冷工质对相变储能箱和供冷循环管路冷却的同时通向再冷器，对从供冷循环管路中流经再冷器的冷媒进行进一步的冷却，然后供冷循环管路中的冷媒经第二循环泵输送至制冷盘管和换热器，在风机的共同作用下，与高温电子
元器件和新风进行换热；当相变储能箱温度传感器检测到相变储能箱的温度T3低于设定温度T4时，控制模块控制制冷机组停止工作；当基站内环境温度传感器检测到基站内环境温度T5高于基站外环境温度T时，控制模块控制电磁阀打开，使新风与基站内回风进行混合后经制冷盘管送至基站内，对基站内环境温度进行调整；当基站内环境温度传感器检测到基站内环境温度T5低于基站外环境温度T时，控制模块控制电磁阀关闭，避免造成冷量的不必要使用；当电子元器件温度传感器检测到电子元器件的温度高于设定温度时，控制模块控制小型风机工作，加速电子元器件发热表面与换热器的换热。
[0015]进一步地，还包括智能补能模式，在所述智能补能模式下，根据不同地理位置的不同昼夜温差、季节温差，以及峰谷电价规律，通过运行时间控制器控制制冷机组在夜间谷底电价时间段打开。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：本专利技术提供了一种基于自本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统，其特征在于：包括自然冷源储能单元、制冷机组循环单元、风冷降温单元、制冷工质控制单元（8），自然冷源储能单元包括穿过相变储能箱（7）的空冷循环管路（19），空冷循环管路（19）上设置有空冷器（11）、第一循环泵（10），所述制冷机组循环单元的蒸发管路（20）穿过相变储能箱（7），相变储能箱（7）内设置有供冷循环管路（21），供冷循环管路（21）通过第二循环泵（6）连接有位于基站送风口（17）处的制冷盘管（2），所述风冷降温单元包括设置在基站送风口（17）处的风机（1），制冷工质控制单元（8）包括与风机（1）、第一循环泵（10）、第二循环泵（6）及制冷机组循环单元相连的控制模块，控制模块连接有温度传感器单元，温度传感器单元包括基站外环境温度传感器、相变储能箱温度传感器、基站内环境温度传感器。2.根据权利要求1所述的基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统，其特征在于：还包括点对点高效降温单元，点对点高效降温单元包括小型风机（15），小型风机（15）设置在基站内的高温电子元器件的一侧，所述温度传感器单元还包括设置在所述高温电子元器件上的电子元器件温度传感器。3.根据权利要求2所述的基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统，其特征在于：所述点对点高效降温单元包括与制冷盘管（2）并联的换热器（16），所述换热器（16）设置在所述高温电子元器件的发热表面。4.根据权利要求1
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3任一项所述的基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统，其特征在于：所述风机（1）与基站之间设置有回风管（13），回风管（13）内设置有与控制模块相连电磁阀（18），所述回风管（13）的回风口（14）关于基站内的高温电子元器件与所述基站送风口（17）相对，所述回风管（13）的送风口（15）与风机（1）的进风机口连通。5.根据权利要求4所述的基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统，其特征在于：所述空冷循环管路（19）的冷媒泵出端通过第一三通电磁阀（9）与供冷循环管路（21）的冷媒回流端相连，所述空冷循环管路（19）的冷媒回流端通过第二三通电磁阀（3）与供冷循环管路（21）的冷媒泵出端相连，所述第一三通电磁阀（9）和第二三通电磁阀（3）均与所述控制模块相连。6.根据权利要求1
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3、5任一项所述的基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统，其特征在于：所述蒸发管路（20）从相变储能箱（7）伸出的部位与供冷循环管路（21）从相变储能箱（7）伸出的部位之间设置有再冷器（5）。7.根据权利要求6所述的基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统，其特征在于：所述空冷循环管路（19）、蒸发管路（20）、供冷循环管路（21）位于相变储能箱（7）中的部分均为往复折叠的S形的管路，在相变储能箱（7）中空冷循环管路（19）与蒸发管路（20）相互交叉且位于同一相变换热材料层内，所述供冷循环管路（21）位于空冷循环管路（19）相邻层的相变换热材料中。8.基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统的控制方法，其特征在于：包括权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁培，吕彦力，王琳贺，刘皓文，侯峰，于航，孙红闯，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：