一种通信基站一体式高维散热系统的制作方法

1.本发明属于通信基站散热技术领域，尤其涉及一种通信基站一体式高维散热系统。


背景技术：

2.高维散热技术不同于传统的相变技术，实现了真正的“高维度”相变导热，传统的相变导热有“一维”的铜水热管相变导热，其实现了“点”到“点”间的相变导热，具有一定的局限性，导热系数比现有金属都高但受传热距离的限制。“二维”相变导热的代表为均热板，其实现了“面”到“面”间的相变导热，导热系数比铜水热管高但仍受限于传热距离。见炬科技的高维散热技术实现了“空间”到“空间”的相变导热，突破了传统热管受传热距离的限制，不仅导热系数比铜水热管高了一个量级，而且能够实现远距离的快速导热。
3.随着网络通信技术的飞速发展、电子信息技术的快速更新，通信基站内部电子器件集成度越来越高，设备内的热流密度显著加大，对散热设备的要求也越来越高；空调系统是当前各类通信基站、机组的主要冷却形式；然而，空调散热具有以下几个缺点：
4.1.温控成本高，空调功率大导致电能消耗过高，专用空调价格昂贵。
5.2.设备复杂，维护繁琐，易被盗，长期使用故障率高。
6.3.温控技术表现不足，气流组织紊乱，易产生气流短路。空调技术难以实现空间温度均衡只能增加空调制冷量来实现温度控制。
7.4.噪音污染大。
8.因此，为解决上述空调散热系统存在的问题，本发明提供一种通信基站一体式高维散热系统。


技术实现要素：

9.本发明的目的是提供一种通信基站一体式高维散热系统，以解决上述问题，达到结构简单，便于安装，有效提升换热效果的目的。
10.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种通信基站一体式高维散热系统，包括基站柜体，还包括固定连接在所述基站柜体顶部的外机、连接在所述基站柜体两相对侧上的进风道与出风道、设置在所述基站柜体内的控制模块，所述控制模块与所述外机电性连接，所述外机的一侧通过所述进风道与所述基站柜体连通，所述进风道内的空气由所述外机导入至所述基站柜体内，所述外机的另一侧通过所述出风道与所述基站柜体连通，所述出风道内的空气由所述基站柜体导入至所述外机内；
11.所述外机包括固定连接在所述基站柜体顶部的外机壳、连接在所述外机壳内侧的相变换热单元，所述相变换热单元用于带动所述基站柜体内的空气循环且为空气降温，所述相变换热单元的上部与大气连通，所述相变换热单元的下部连通在所述进风道与所述出风道之间，所述相变换热单元与所述控制模块电性连接。
12.优选的，所述相变换热单元包括固定连接在所述外机壳中部的密封板，所述密封
板将所述外机壳分为散热室和冷却室，所述散热室位于所述冷却室上方，所述散热室连通有大气，所述冷却室的两端固接且分别连通有所述进风道和所述出风道，所述散热室内设置有散热部，所述冷却室内设置有冷却部，所述散热室和所述冷却室内同侧连接有同一换热器，所述换热器的上部与所述散热部对应设置，所述换热器的下部与所述冷却部对应设置，所述散热部与所述冷却部分别与所述控制模块电性连接。
13.优选的，所述换热器竖向穿过所述密封板且固定连接在所述外机壳内壁与所述密封板上，所述换热器分为冷凝段与蒸发段，所述冷凝段位于所述散热室内，所述蒸发段位于所述冷却室内，所述冷凝段与所述散热部对应设置，所述蒸发段与所述冷却部对应设置；
14.所述换热器包括平行设置的两组汇流管、竖向连通在两组所述汇流管之间的若干冷凝扁管、固定连接在相邻所述冷凝扁管之间的s型翅片。
15.优选的，所述冷却部包括所述冷却室上分别开设有冷却出风口和冷却进风口，所述冷却出风口和冷却进风口的位置对应设置，所述冷却出风口接近所述进风道一侧设置，所述冷却进风口接近所述出风道一侧设置，所述冷却室内分别沿着气流方向设置有涵道风扇和导流罩，所述涵道风扇固定连接在所述密封板底壁上，所述导流罩固定连接在所述涵道风扇与所述蒸发段之间，所述涵道风扇与所述控制模块电性连接。
16.优选的，所述散热部包括所述散热室上开设有两组散热风口，两组所述散热风口相对设置，所述散热室内沿气流方向依次设置有散热风机、散热进风口与所述导流罩，所述散热风机靠近所述进风道设置，所述导流罩靠近所述出风道设置，所述冷凝段位于所述导流罩与所述散热风口之间，所述冷凝段靠近所述出风道一侧设置，所述散热风机与所述控制模块电性连接。
17.优选的，所述控制模块包括固定连接在所述基站柜体外侧壁上的控制器、固定连接在所述基站柜体上的内部环境温度传感器与外部环境温度传感器，所述内部环境温度传感器的探测端分别靠近所述散热风机与所述涵道风扇粘接，所述外部环境温度传感器的探测端粘接在所述基站柜体的外侧壁上，所述散热风机、涵道风扇分别与所述控制器电性连接。
18.优选的，所述进风道的截面尺寸小于所述出风道的截面尺寸。
19.优选的，所述进风道出风端位于所述出风道进风端的下方。
20.本发明具有如下技术效果：相变换热单元的主要作用是利用传热工质通过温度变化产生相变的原理，在反复相变过程对基站柜体内部进行散热降温；相变换热单元的下部分别与进风道、出风道、基站柜体内部连通，形成相对密封的环境，带动基站柜体内部气体流动来带走热量，内部与外界环境无气流组织交换，不引入外界空气，使基站柜体内部不受湿度及灰尘的影响，保证基站设备环境洁净度；散热系统中无压缩机、节流阀、调压阀等易产生噪音的元件，噪音污染小，寿命长；整体上，本技术结构简单，安装便捷、灵活，易维护，适应性好，可靠性高，并且通过相变换热单元换热效果好，气流组织合理，能及时对发热设备进行热、冷却。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施
例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本发明一体式高维散热系统整体结构示意图；
23.图2为本发明外机结构示意图；
24.图3为本发明外机壳结构示意图；
25.图4为本发明换热器结构示意图；
26.图5为图4中的a局部放大图；
27.图6为本发明控制器模块示意图；
28.图7为本发明空气流动路径示意图；
29.其中，1、外机；2、进风道；3、出风道；4、控制模块；5、紧固螺钉；11、外机壳；12、散热风机；13、涵道风扇；14、导流罩；15、换热器；111、冷却室；112、散热室；113、固定耳片；114、冷却进风口；115、冷却出风口；116、换热器安装孔；117、散热风口；118、散热进风口；151、蒸发段；152、冷凝扁管；153、冷凝段；154、充注口；155、汇流管；156、s型翅片；41、控制器；42、内部环境温度传感器；43、外部环境温度传感器。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
32.参照图1-7所示，本发明提供了一种通信基站一体式高维散热系统，包括基站柜体，还包括固定连接在基站柜体顶部的外机1、连接在基站柜体两相对侧上的进风道2与出风道3、设置在基站柜体内的控制模块4，控制模块4与外机1电性连接，外机1的一侧通过进风道2与基站柜体连通，进风道2内的空气由外机1导入至基站柜体内，外机1的另一侧通过出风道3与基站柜体连通，出风道3内的空气由基站柜体导入至外机1内；
33.外机1包括固定连接在基站柜体顶部的外机壳11、连接在外机壳11内侧的相变换热单元，相变换热单元用于带动基站柜体内的空气循环且为空气降温，相变换热单元的上部与大气连通，相变换热单元的下部连通在进风道2与出风道3之间，相变换热单元与控制模块4电性连接。
34.相变换热单元的主要作用是利用传热工质通过温度变化产生相变的原理，在反复相变过程对基站柜体内部进行散热降温；相变换热单元的下部分别与进风道2、出风道3、基站柜体内部连通，形成相对密封的环境，带动基站柜体内部气体流动来带走热量，内部与外界环境无气流组织交换，不引入外界空气，使基站柜体内部不受湿度及灰尘的影响，保证基站设备环境洁净度；散热系统中无压缩机、节流阀、调压阀等易产生噪音的元件，噪音污染小，寿命长；整体上，本技术结构简单，安装便捷、灵活，易维护，适应性好，可靠性高，并且通过相变换热单元换热效果好，气流组织合理，能及时对发热设备进行热、冷却。
35.进一步优化方案，相变换热单元包括固定连接在外机壳11中部的密封板，密封板
将外机壳11分为散热室112和冷却室111，散热室112位于冷却室111上方，散热室112连通有大气，冷却室111的两端固接且分别连通有进风道2和出风道3，散热室112内设置有散热部，冷却室111内设置有冷却部，散热室112和冷却室111内同侧连接有同一换热器15，换热器15的上部与散热部对应设置，换热器15的下部与冷却部对应设置，散热部与冷却部分别与控制模块4电性连接。
36.通过控制模块4控制是否开启散热部与冷却部；通过冷却部，带动基站柜体内的热空气首先进入出风道3，热空气接触换热器15后，换热器15内下部的液态工质由于吸收高温空气的热量转化为气态，气态工质上升至换热器15内上部，通过散热部将大气中的冷空气吹向换热器15上部，重新将气态工质转化为液态，流至换热器15下部；以此进行循环，不断有热空气吹向换热器15下部，热空气的热量不断被工质带走，使进风道2内不断通入降温后的空气，这样设置，基站柜体内的热空气不断进行降温，从而达到为基站柜体内的电子器件周围散热的目的。
37.外机壳11与基站柜体顶部之间通过紧固螺钉5固定连接有固定耳片113。通过固定耳片113可以使外机壳11拆装方便、灵活。
38.进一步优化方案，换热器15竖向穿过密封板且固定连接在外机壳11内壁与密封板上，换热器15分为冷凝段153与蒸发段151，冷凝段153位于散热室112内，蒸发段151位于冷却室111内，冷凝段153与散热部对应设置，蒸发段151与冷却部对应设置；
39.换热器15包括平行设置的两组汇流管155、竖向连通在两组汇流管155之间的若干冷凝扁管152、固定连接在相邻冷凝扁管152之间的s型翅片156。
40.s型翅片156的两侧通过紧固螺钉5固定连接有百叶窗结构；在散热部与s型翅片156的共同作用下，加强散热效果。
41.换热器15竖直放置，可以利用重力作用加速换热器15内冷凝扁管152内工质的循环，提高换热效率。密封板上开设有换热器安装孔116，换热器15的中部适配于换热器安装孔116内，位于上方的汇流管155开设有充注口154。当通过充注口154向汇流管155内充入定量的传热工质后，对充注口154进行堵塞密封，防止工质泄漏。
42.进一步优化方案，冷却部包括冷却室111上分别开设有冷却出风口115和冷却进风口114，冷却出风口115和冷却进风口114的位置对应设置，冷却出风口115接近进风道2一侧设置，冷却进风口114接近出风道3一侧设置，冷却室111内分别沿着气流方向设置有涵道风扇13和导流罩14，涵道风扇13固定连接在密封板底壁上，导流罩14固定连接在涵道风扇13与蒸发段151之间，涵道风扇13与控制模块4电性连接。
43.通过控制模块4控制涵道风扇13是否开启；当需要为基站柜体降温时，涵道风扇13开启，带动基站柜体内的热空气，通过出风道3吹向蒸发段151，热空气的热量传递至液态工质中，然后冷空气依次经过导流罩14、涵道风扇13、冷却出风口115与进风道2重新进入基站柜体内，从而达到为电子器件降温的目的。
44.进一步优化方案，散热部包括散热室112上开设有两组散热风口117，两组散热风口117相对设置，散热室112内沿气流方向依次设置有散热风机12、散热进风口118与导流罩14，散热风机12靠近进风道2设置，导流罩14靠近出风道3设置，冷凝段153位于导流罩14与散热风口117之间，冷凝段153靠近出风道3一侧设置，散热风机12与控制模块4电性连接。
45.通过控制模块4控制散热风机12是否启动；当需要为基站柜体降温时，散热风机12
开启，带动基站柜体周边的冷空气，经过导流罩14后吹向冷凝段153，冷空气将气态工质的热量带走，气态工质重新转化为液态工质，流至蒸发段151，重新为热空气降温。
46.位于冷凝段153内的导流罩14的进风端截面尺寸小于出风端截面尺寸；位于蒸发段151内的导流罩14的进风端截面尺寸大于出风端截面尺寸；冷凝段153所在位置为散热室112，蒸发段151所在位置为冷却室111。
47.散热室112和冷却室111内分别安装导流罩14，对通过换热器15的空气进行导流对通过换热器15的空气进行导流，减小空气阻力，利用文丘里效应提高出口空气流速，提高换热效果。
48.进一步优化方案，控制模块4包括固定连接在基站柜体外侧壁上的控制器41、固定连接在基站柜体上的内部环境温度传感器42与外部环境温度传感器43，内部环境温度传感器42的探测端分别靠近散热风机12与涵道风扇13粘接，外部环境温度传感器43的探测端粘接在基站柜体的外侧壁上，散热风机12、涵道风扇13分别与控制器41电性连接。
49.进一步优化方案，进风道2的截面尺寸小于出风道3的截面尺寸；利用文丘里管效应提高进风道内空气流速，加快基站内空气流通及换热速度。
50.进一步优化方案，进风道2出风端位于出风道3进风端的下方；使得冷却后气体从进风道2的基站柜体内开口更合理的分配到基站柜体内设备，并充分换热后，热气流上升至出风道3，进行换热循环。
51.本实施例的工作过程如下：
52.将系统组装好安装至基站上后，如附图6所示，当内部温度传感器42和外部温度传感器43实时采集基站柜体内外温度，当温差大于5℃时，控制器41分别给散热风机12、涵道风扇13发出运行指令，涵道风扇13运行后机基站柜体内的高热空气从出风道3流通至冷却室111内，此时如附图4所示，换热器15中的冷凝扁管152里面的工质不断吸收流动空气中的热量并使空气冷却，冷却后的空气通过涵道风扇13从进风道2返回基站内部，完成冷却循环；与此同时，吸收热量的工质气化形成蒸气并通过冷凝扁管152上升至冷凝段153中，散热风机12运行后不断将外部冷空气从散热出风口117吸入并使进入散热室112中，流经散热室112内的冷空气流通换热器15上半部，流通的冷空气将冷凝扁管152及冷凝段153内蒸气工质中的热量带走，从散热进风口118吹到外部环境，热量带走后蒸气工质液化为液态回流至换热器15下半部的蒸发段151中，完成散热循环。
53.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
54.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。