戶外機櫃的溫度平衡結構的製作方法

2023-10-09 07:54:24 1

專利名稱：戶外機櫃的溫度平衡結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及散熱技術，特別涉及將相變材料應用於戶外通信設備的 溫度平衡結構。
背景技術：
戶外機櫃在通信等領域有著廣泛的使用。目前這些機櫃通常可以滿足基
本的防護要求，在戶外的惡劣環境中使用，但設備內部的溫度難以滿足設備 壽命和可靠性的要求,但設備內部的溫度難以控制，其結果嚴重影響設備的有
效運行壽命和可靠性，增加運行費用。統計資料表明電子元器件溫度每升高
2"，可靠性下降10%;溫度50'C時的壽命只有溫度25T:時的1/6。蓄電池 理想的工作溫度範圍是2(TC 25t:。在較冷的溫度下工作會縮短放電時間， 在較高溫度下工作則會縮短電池壽命和增加熱失控的可能。環境溫度高於 25"C時每提高l(TC蓄電池壽命就會縮短50%。
目前國內戶外機櫃基本都沒有安裝空調等降溫設備，片面強調防護等級 和環境低溫時的加熱。如果通過通風來降低設備內部的溫度，在周圍溫度比 較高時，效果會變得非常差，造成設備的壽命明顯縮短。例如原本在室內 使用5年的蓄電池，在戶外不到2年就性能大降，不得不進行更換，重新購 買蓄電池，同時也浪費了很多更換的人力和物力。

實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種戶外機櫃的溫度平衡結構，利用相變材料 用以實現對戶外機櫃的溫度平衡控制，使戶外通信機櫃在日照強度很大的高溫環境中，使機櫃內設備的運行環境保持在一個理想的溫度區間，從而可以 延長戶外機櫃內部電子設備使用壽命並提高其運行的可靠性。
相變材料(Phase Change Material,簡稱PCM)泛指有大量溶解潛熱的 物質，該物質在其典型溶解溫度時可以用於被動存儲和釋放能量，冰是普通 存在的相變材料，在溶解溫度零攝氏度時能夠等溫吸收或釋放大量的能量。 由於相變材料可作為能量存儲器，利用這一特性可將許多形式的能源存儲起 來，這樣便可起到節能的作用。另外，相變材料是無機物和增稠劑的混合物， 其不會對周圍環境造成有害影響。
為解決上述技術問題，本實用新型的戶外機櫃的溫度平衡結構，包括具 有容置空間、頂板和底座的戶外機櫃主體，於所述容置空間的上部和/或側部 設置有單層或多層的架板用以安放適應於所述戶外機櫃內部電子設備運行 所要求的溫度的相變材料；於所述頂板處設置有出風口，於所述底座處設置 有進風口，於所述出風口和進風口處分別配置有若干風扇。
作為本實用新型的一種優選方案，所述相變材料於常溫下呈固態，其封 裝於板式殼體內。
作為本實用新型的一種優選方案，所述殼體可以呈板形。
作為本實用新型的一種優選方案，所述封裝有相變材料的板式殼體相對 於垂直面於0~40度範圍內排列在所述架板上。
作為本實用新型的一種優選方案，所述板式殼體可以相對於垂直面傾斜 15度排列在所述架板上，用以形成風道。
作為本實用新型的一種優選方案，所述戶外機櫃是呈"回"型的雙層結 構，其內部填充有隔熱材料。
作為本實用新型的一種優選方案，所述隔熱材料可以是苯板。
本實用新型的技術效果在於，利用相變材料通過無源製冷的方式，並配 合下進上出的通風方式用以實現對戶外機櫃的溫度平衡控制，使戶外機櫃具 有良好的熱性能，從而可以延長戶外機櫃內部電子設備使用壽命並提高其運行的可靠性，同時也起到環保節能的作用。以下結合附圖和較佳實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。


圖1是本實用新型的戶外機櫃內部的結構示意圖2a是本實用新型的封裝相變材料的板式殼體的俯視圖2b是本實用新型的封裝相變材料的板式殼體的主視圖；以及
圖2c是本實用新型的封裝相變材料的板式殼體的右視圖。
具體實施方式
本實用新型的戶外機櫃的溫度平衡結構是於所述戶外機櫃的容置空間 的上部和/或側部設置有單層或多層的架板用以安放適應於所述戶外機櫃內 部電子設備運行所要求的溫度的相變材料，當環境溫度較低時，所述相變材 料和電子設備釋放熱量到環境中去，當環境溫度較高時，所述相變材料吸收 電子設備釋放熱量，用以抑制戶外機櫃內部的溫度；於所述頂板處設置有出 風口，於所述底座處設置有進風口，於所述出風口和進風口處分別配置有若 幹風扇，用以對外通風散熱。
所述戶外機櫃是在無氣候防護條件下安裝在地面的產品。
所述相變材料可以封裝於殼體內，以適於容納固液轉換形態的相變材料 並且可以避免相變材料的流失，同時通過單層或多層形式將所述殼體排列於 所述戶外機櫃的容置空間中。考慮到空氣對流的因素，為使相變材料高效散 熱，所述封裝有相變材料的殼體設置於戶外機櫃容置空間的上部和/或側部。
如圖2a、2b和2c所示，所述封裝相變材料的殼體呈板形，可稱之為PCM 板，其有利於相變材料於相變過程中散發熱量。
如圖l所示，本實用新型的戶外機櫃內部的容置空間自上而下分為四個 部分，第一部分和第四部分分別設置有兩風扇1對應於機櫃頂端處的出風口 和機櫃底座處的進風口，用以使熱量散發出去。第二部分位於所述戶外機櫃內部容置空間的上部，其中設置有兩層可放置PCM板的機架2， PCM板豎 直陳列於所述機架2上，各PCM板依次保持一定的間隙並且相對於垂直面 保持15度的傾斜，這樣便可以形成風道，用以散發熱量。第三部分位於所 述戶外機櫃內部容置空間的下部，其中裝設有電池。由上可知，本實用新型 的戶外機櫃的通風系統如下內部的循環通風使得電子設備的熱量與相變材 料交換；對外通風散熱使得電子設備自身產生的熱量可以散發出去，合理的 通風設計使得機櫃內部在環境溫度較低時有效地把相變材料和內部電子設 備的熱量散發到機櫃外部，保證環境溫度較高時能夠重新吸收熱量。
本實用新型的戶外機櫃的框架採用整體焊接，其由內而外由內壁4和外 壁3構成，從而呈現"回"型的雙層式結構，其內部填充有苯板，從而可以 達到良好的隔熱效果。
通過仿真測試，本實用新型的戶外機櫃實現了如下功能
1. 相變機櫃內部的溫度控制在環境溫度低於27"C時，風扇運行，通信 設備產生的熱量散發，使相變材料蓄冷；在環境溫度27-C 39。C時，風扇停 止運行，利用相變材料的潛熱來吸收通信設備產生的熱量，使相變機櫃內部 的溫度保持在32'C以下。
2. 相變機櫃的隔熱性能:在低溫初始溫22'C和額定的內部發熱功率情況 下，把相變機櫃放置在環境溫度42i:的測試箱中，保溫12個小時，相變櫃 體內部的溫度應該不超過32°C ，
3. 相變機櫃的高溫性能:在低溫初始溫22"C和額定的內部發熱功率情況 下，把相變機櫃在環境溫度45t:的測試箱中，保持8個小時，櫃體內部的溫 度低於32。C，
4. 相變機櫃的低溫蓄熱性能:在高溫初始溫32'C和額定的內部發熱功率 情況下，把相變機櫃在環境溫度22'C的測試箱中，保持10個小時，櫃體內 部的溫度低於28t:，並且相變材料基本重新固化凝結，
5. 相變機櫃的周期性熱交換性能:在低溫初始溫22"C和額定的內部發熱 功率情況下，把相變機櫃放置在測試箱中，使測試箱內部的溫度24小時持續正弦變化，變化範圍在18 40°C，保持24個小時(即1個交變周期)，櫃 體內部的溫度低於32°C，
6. 相變機櫃的抗輻射性能:在低溫初始溫22'C和額定的內部發熱功率情 況下，把相變機櫃在環境溫度36"C的測試箱中，同時保持總輻射量為 8.96kWh/m2,保持10個小時，櫃體內部的溫度低於32°C
7. 相變機櫃的隔熱及抗輻射綜合性能:在低溫初始溫22"C和額定的內部 發熱功率情況下，把相變機櫃在環境溫度4(TC的測試箱中，同時保持總輻射 量為8.96kWh/m2，保持6個小時，櫃體內部的溫度不超過32°C
以上已對本實用新型的較佳實施例進行了具體說明，但本實用新型並不 限於所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本實用新型精神的前提下 還可作出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請 權利要求所限定的範圍內。
權利要求1. 一種戶外機櫃的溫度平衡結構，包括具有容置空間、頂板和底座的戶外機櫃主體，其特徵在于于所述容置空間的上部和/或側部設置有單層或多層的架板用以安放適應於所述戶外機櫃內部電子設備運行所要求的溫度的相變材料；於所述頂板處設置有出風口，於所述底座處設置有進風口，於所述出風口和進風口處分別配置有若干風扇。2如權利要求1所述的戶外機櫃的溫度平衡結構，其特徵在於所述相變材料於常溫下呈固態，其封裝於殼體內。
2. 如權利要求l所述的戶外機櫃的溫度平衡結構，其特徵在於所述相 變材料於常溫下呈固態，其封裝於殼體內。
3. 如權利要求1所述的戶外機櫃的溫度平衡結構，其特徵在於所述殼 體可以呈板形。
4. 如權利要求3所述的戶外機櫃的溫度平衡結構，其特徵在於所述封裝有相變材料的板式殼體相對於垂直面於0 40度範圍內排列在所述架板上。
5. 如權利要求4所述的戶外機櫃的溫度平衡結構，其特徵在於所述板式殼體可以相對於垂直面傾斜15度排列在所述架板上，用以形成風道。
6. 如權利要求1所述的戶外機櫃的溫度平衡結構，其特徵在於所述戶外機櫃是呈"回"型的雙層結構，其內部填充有隔熱材料。
7. 如權利要求5所述的戶外機櫃的溫度平衡結構，其特徵在於所述隔熱材料是苯板。
專利摘要本實用新型公開了一種戶外機櫃的溫度平衡結構，其包括具有容置空間、頂板和底座的戶外機櫃主體，於所述容置空間的上部和/或側部設置有單層或多層的架板用以安放適應於所述戶外機櫃內部電子設備運行所要求的溫度的相變材料；於所述頂板處設置有出風口，於所述底座處設置有進風口，於所述出風口和進風口處分別配置有若干風扇。本實用新型利用相變材料通過無源製冷的方式，並配合下進上出的通風方式用以實現對戶外機櫃的溫度平衡控制，從而起到環保節能的作用；同時也使戶外機櫃具有良好的熱性能，從而可以延長戶外機櫃內部電子設備使用壽命並提高其運行的可靠性。
文檔編號F24F5/00GK201314658SQ20082015599
公開日2009年9月23日 申請日期2008年11月27日 優先權日2008年11月27日
發明者吳建國 申請人:上海凌御電氣有限公司