户外机柜的温度平衡结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种户外机柜的温度平衡结构，其包括具有容置空间、顶板和底座的户外机柜主体，于所述容置空间的上部和／或侧部设置有单层或多层的架板用以安放适应于所述户外机柜内部电子设备运行所要求的温度的相变材料；于所述顶板处设置有出风口，于所述底座处设置有进风口，于所述出风口和进风口处分别配置有若干风扇。本实用新型专利技术利用相变材料通过无源制冷的方式，并配合下进上出的通风方式用以实现对户外机柜的温度平衡控制，从而起到环保节能的作用；同时也使户外机柜具有良好的热性能，从而可以延长户外机柜内部电子设备使用寿命并提高其运行的可靠性。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及散热技术，特别涉及将相变材料应用于户外通信设备的 温度平衡结构。
技术介绍
户外机柜在通信等领域有着广泛的使用。目前这些机柜通常可以满足基本的防护要求，在户外的恶劣环境中使用，但设备内部的温度难以满足设备 寿命和可靠性的要求,但设备内部的温度难以控制，其结果严重影响设备的有效运行寿命和可靠性，增加运行费用。统计资料表明电子元器件温度每升高2"，可靠性下降10%;温度50'C时的寿命只有温度25T:时的1/6。蓄电池 理想的工作温度范围是2(TC 25t:。在较冷的温度下工作会縮短放电时间， 在较高温度下工作则会縮短电池寿命和增加热失控的可能。环境温度高于 25"C时每提高l(TC蓄电池寿命就会縮短50%。目前国内户外机柜基本都没有安装空调等降温设备，片面强调防护等级 和环境低温时的加热。如果通过通风来降低设备内部的温度，在周围温度比 较高时，效果会变得非常差，造成设备的寿命明显縮短。例如原本在室内 使用5年的蓄电池，在户外不到2年就性能大降，不得不进行更换，重新购 买蓄电池，同时也浪费了很多更换的人力和物力。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种户外机柜的温度平衡结构，利用相变材料 用以实现对户外机柜的温度平衡控制，使户外通信机柜在日照强度很大的高温环境中，使机柜内设备的运行环境保持在一个理想的温度区间，从而可以 延长户外机柜内部电子设备使用寿命并提高其运行的可靠性。相变材料(Phase Change Material,简称PCM)泛指有大量溶解潜热的 物质，该物质在其典型溶解温度时可以用于被动存储和释放能量，冰是普通 存在的相变材料，在溶解温度零摄氏度时能够等温吸收或释放大量的能量。 由于相变材料可作为能量存储器，利用这一特性可将许多形式的能源存储起 来，这样便可起到节能的作用。另外，相变材料是无机物和增稠剂的混合物， 其不会对周围环境造成有害影响。为解决上述技术问题，本技术的户外机柜的温度平衡结构，包括具 有容置空间、顶板和底座的户外机柜主体，于所述容置空间的上部和/或侧部 设置有单层或多层的架板用以安放适应于所述户外机柜内部电子设备运行 所要求的温度的相变材料；于所述顶板处设置有出风口，于所述底座处设置 有进风口，于所述出风口和进风口处分别配置有若干风扇。作为本技术的一种优选方案，所述相变材料于常温下呈固态，其封 装于板式壳体内。作为本技术的一种优选方案，所述壳体可以呈板形。作为本技术的一种优选方案，所述封装有相变材料的板式壳体相对 于垂直面于0~40度范围内排列在所述架板上。作为本技术的一种优选方案，所述板式壳体可以相对于垂直面倾斜 15度排列在所述架板上，用以形成风道。作为本技术的一种优选方案，所述户外机柜是呈"回"型的双层结 构，其内部填充有隔热材料。作为本技术的一种优选方案，所述隔热材料可以是苯板。本技术的技术效果在于，利用相变材料通过无源制冷的方式，并配 合下进上出的通风方式用以实现对户外机柜的温度平衡控制，使户外机柜具 有良好的热性能，从而可以延长户外机柜内部电子设备使用寿命并提高其运行的可靠性，同时也起到环保节能的作用。以下结合附图和较佳实施方式对本技术作进一步详细的说明。附图说明图1是本技术的户外机柜内部的结构示意图2a是本技术的封装相变材料的板式壳体的俯视图2b是本技术的封装相变材料的板式壳体的主视图；以及图2c是本技术的封装相变材料的板式壳体的右视图。具体实施方式本技术的户外机柜的温度平衡结构是于所述户外机柜的容置空间 的上部和/或侧部设置有单层或多层的架板用以安放适应于所述户外机柜内 部电子设备运行所要求的温度的相变材料，当环境温度较低时，所述相变材 料和电子设备释放热量到环境中去，当环境温度较高时，所述相变材料吸收 电子设备释放热量，用以抑制户外机柜内部的温度；于所述顶板处设置有出 风口，于所述底座处设置有进风口，于所述出风口和进风口处分别配置有若 干风扇，用以对外通风散热。所述户外机柜是在无气候防护条件下安装在地面的产品。所述相变材料可以封装于壳体内，以适于容纳固液转换形态的相变材料 并且可以避免相变材料的流失，同时通过单层或多层形式将所述壳体排列于 所述户外机柜的容置空间中。考虑到空气对流的因素，为使相变材料高效散 热，所述封装有相变材料的壳体设置于户外机柜容置空间的上部和/或侧部。如图2a、2b和2c所示，所述封装相变材料的壳体呈板形，可称之为PCM 板，其有利于相变材料于相变过程中散发热量。如图l所示，本技术的户外机柜内部的容置空间自上而下分为四个 部分，第一部分和第四部分分别设置有两风扇1对应于机柜顶端处的出风口 和机柜底座处的进风口，用以使热量散发出去。第二部分位于所述户外机柜内部容置空间的上部，其中设置有两层可放置PCM板的机架2， PCM板竖 直陈列于所述机架2上，各PCM板依次保持一定的间隙并且相对于垂直面 保持15度的倾斜，这样便可以形成风道，用以散发热量。第三部分位于所 述户外机柜内部容置空间的下部，其中装设有电池。由上可知，本技术 的户外机柜的通风系统如下内部的循环通风使得电子设备的热量与相变材 料交换；对外通风散热使得电子设备自身产生的热量可以散发出去，合理的 通风设计使得机柜内部在环境温度较低时有效地把相变材料和内部电子设 备的热量散发到机柜外部，保证环境温度较高时能够重新吸收热量。本技术的户外机柜的框架采用整体焊接，其由内而外由内壁4和外 壁3构成，从而呈现"回"型的双层式结构，其内部填充有苯板，从而可以 达到良好的隔热效果。通过仿真测试，本技术的户外机柜实现了如下功能1. 相变机柜内部的温度控制在环境温度低于27"C时，风扇运行，通信 设备产生的热量散发，使相变材料蓄冷；在环境温度27-C 39。C时，风扇停 止运行，利用相变材料的潜热来吸收通信设备产生的热量，使相变机柜内部 的温度保持在32'C以下。2. 相变机柜的隔热性能:在低温初始温22'C和额定的内部发热功率情况 下，把相变机柜放置在环境温度42i:的测试箱中，保温12个小时，相变柜 体内部的温度应该不超过32°C ，3. 相变机柜的高温性能:在低温初始温22"C和额定的内部发热功率情况 下，把相变机柜在环境温度45t:的测试箱中，保持8个小时，柜体内部的温 度低于32。C，4. 相变机柜的低温蓄热性能:在高温初始温32'C和额定的内部发热功率 情况下，把相变机柜在环境温度22'C的测试箱中，保持10个小时，柜体内 部的温度低于28t:，并且相变材料基本重新固化凝结，5. 相变机柜的周期性热交换性能:在低温初始温22"C和额定的内部发热 功率情况下，把相变机柜放置在测试箱中，使测试箱内部的温度24小时持续正弦变化，变化范围在18 40°C，保持24个小时(即1个交变周期)，柜 体内部的温度低于32°C，6. 相变机柜的抗辐射性能:在低温初始温22'C和额定的内部发热功率情 况下，把相变机柜在环境温度36"C的测试箱中，同时保持总辐射量为 8.96kWh/m2,保持10个小时，柜体内部的温度低于32°C7. 相变机柜的隔热及抗辐射综合性能:在低温初始温22"C和额定的内部 发热功本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种户外机柜的温度平衡结构，包括具有容置空间、顶板和底座的户外机柜主体，其特征在于：于所述容置空间的上部和／或侧部设置有单层或多层的架板用以安放适应于所述户外机柜内部电子设备运行所要求的温度的相变材料；于所述顶板处设置有出风口，于所述底座处设置有进风口，于所述出风口和进风口处分别配置有若干风扇。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建国，
申请(专利权)人：上海凌御电气有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]