一種使用相變材料的基站蓄電池櫃的製作方法
2023-06-01 10:38:26
專利名稱：一種使用相變材料的基站蓄電池櫃的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種室內使用的蓄電池櫃設備，尤其是一種用於室內基站的蓄電池櫃。
背景技術：
隨著近年來通信業的飛速發展，交換、傳輸、數據、無線市話、衛星通信等設備，對通信供電的質量、種類、穩定性、可靠性等提出了更高的要求，通信電源系統運行質量的好壞直接關係到通信網的運行質量和通信安全，供電出現問題輕則影響通話和信息傳遞質量，重則中斷通信，導致通信系統全阻，給社會帶來不良影響，給企業造成巨大的經濟損失； 因而在通信網運行維護管理上，應對電源管理和維護在確保通信供電安全上提出更高的要求。在通信系統中，電源系統是所有通信設備的能源支持，電源系統通常有主電源和備用電源兩套系統，主電源為高頻開關電源，備用電源為鉛酸蓄電池，當主電源發生故障時、或當市電發生故障時，備用電源立即投入工作，保證通信的穩定可靠，直至主電源的故障排除。鉛酸蓄電池(以下簡稱蓄電池)最大的特點是價格便宜，可以大電流放電，沒有記憶效應等，蓄電池是屬於公知技術，其技術性能在此不詳細敘述了 ；在此，說明一下蓄電池與溫度的關係，在基站內溫度為25°C時，蓄電池是很理想的備用電源；基站內溫度升高時， 對蓄電池失水乾涸、熱失控、正極板柵腐蝕和變形等都起到加速作用，當基站內溫度升到 50°C時，電池將因過熱而嚴重縮短壽命，溫度過低只會影響蓄電池容量(此為可逆的)，基本不影響蓄電池壽命，因此，防止蓄電池的溫度過高，是保證備用電源可靠性的重要措施。在移動通信網絡中，局站、宏基站的機房內都使用蓄電池做備用電源，機房內安裝有空調設備，保證機房內的溫度穩定在20°C左右，可以使機房內的電池壽命一般可以達到 10年以上，但是，代價是巨大的空調耗電量，基站設備中，空調耗電佔整個基站設備耗電的 40%以上，如果能降低空調的耗電量，對基站整體耗電將有很大的降低。除蓄電池外，基站其他設備對基站內溫度可以有較高的耐受程度，如果為了節約電能，關閉空調，蓄電池因為溫度過高，導致壽命可能只有2 3年左右，頻繁更換蓄電池， 也將造成很大的浪費，目前，基站的設備廠商還沒有好的解決方案。
發明內容為了降低基站的能耗和解決電池壽命的矛盾問題，減少浪費，並達到節能減排的目的，本實用新型提供一種新的解決設備，在極少耗電情況下，解決了在基站的電池壽命問題。所述實用新型是一種使用相變材料的蓄電池櫃，所述實用新型適用於基站蓄電池，用於保護蓄電池不受環境高溫的影響。所述實用新型由蓄電池櫃櫃體、保溫絕熱材料、 相變材料、通風管道、溫控系統等組成。[0009]相變材料(PCM-Phase Change Material)是指隨溫度變化而改變形態並能提供潛熱的物質，相變材料由固態變為液態，或由液態變為固態的過程稱為相變過程，這時相變材料將吸收或釋放大量的潛熱；相變材料可分為有機(Organic)和無機(Inorganic)相變材料，亦可分為水合(Hydrated)相變材料和蠟質(Paraffin Wax)相變材料；最常見的相變材料為水，當溫度低至0°C時，水由液態變為固態，釋放出大量的熱量，當溫度高於0°C時，水由固態變為液態；吸收大量的熱量，利用相變材料這個原理，為蓄電池櫃內部製造出一個溫度相對穩定的環境。所述實用新型為用於移動通信基站使用的蓄電池櫃，櫃內四壁安裝有保溫絕熱材料，保溫絕熱材料內，安裝有相變材料，通風管道安裝在蓄電池櫃櫃體上，通風管道開口在基站室外，蓄電池櫃櫃體上還安裝有溫控系統，蓄電池安裝在蓄電池櫃內，蓄電池櫃櫃體內與基站室內形成了兩個獨立的溫度環境，因外其他設備對溫度的耐受溫度比較高，這樣就可以適當的提高基站空調的設置溫度，甚至可以關閉空調，以節約電能；所使用的相變材料的相變點選擇在低於影響蓄電池壽命的溫度以下，在常溫下相變材料為固態狀態，室外為常溫時，溫控系統開啟通風，保持櫃體內溫度為常溫狀態，抵禦基站內較高溫度熱量的侵入，當基站外溫度升高時(如白天日照原因)，溫控系統關閉，雖然有保溫絕熱材料維持蓄電池櫃內的溫度，基站內較高的溫度會透過保溫絕熱材料緩慢傳導進蓄電池櫃內，當蓄電池櫃內溫度達到相變材料的相變點時，相變材料開始相變，從固態變化為液態，在相變過程過中吸收大量的熱能量，繼續維持蓄電池櫃櫃體內的較低溫度，保證蓄電池櫃內溫度不會升高到影響蓄電池壽命；當基站外溫度降低到蓄電池櫃櫃體內溫度以下時(如夜間)，溫控系統開啟，把蓄電池櫃內熱量散發到基站外環境中，當溫度降低到相變點以下時，相變材料開始相變，從液態轉變為固態，釋放出已經吸收的熱能量，完成一次循環過程。所述實用新型應用於晝夜溫差大的地區，相變材料在白天吸收熱量，在夜間釋放白天吸收的熱量，每天一個循環，保護蓄電池櫃內溫度不影響蓄電池壽命，根據基站蓄電池容量(對應蓄電池質量)、基站內溫度，和當地夏季晝夜溫差數據，以及保溫絕熱材料性能，配置相應數量的相變材料，就能夠保證蓄電池櫃內溫度在允許範圍內。這樣，利用晝夜溫差變化，和通風扇的耗電量，不需要空調那樣大的電力消耗，就能使蓄電池的基站內蓄電池不因溫度而影響壽命；以中國移動通信公司為例，目前基站總數就超過50萬個，加上中國聯通、中國電信，基站數目就更大，如果都使用該實用新型，將節省很大一筆電量開支，能極大的提高節能減排的效果。所述實用新型除應用於通信行業外，也可以應用於電力、石油等行業，換用不同的相變材料，也可以應用於其他領域。
圖1是所述實用新型系統結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，所述實用新型包含有蓄電池櫃櫃體1、保溫絕熱材料2、相變材料4、 溫控系統等組成；蓄電池櫃櫃體1內安裝有保溫絕熱材料2，本實例中使用的苯板為保溫絕熱材料2，在保溫絕熱材料2內側，安裝有相變材料4，本實例中使用的相變材料為水合相變材料，相變點選擇在M°C，相變材料4內部的空間用於安裝蓄電池8，中間隔板7為安裝多層電池使用；相變材料4的用量，根據基站內空調設置溫度、當地晝夜溫差數據，以及保溫絕熱材料2的保溫性能確定，保證在當地最高的溫度下，蓄電池8溫度不會上升到影響壽命的程度。溫控系統由出風孔5、進風孔15、風扇6、內部測溫元件12、外部測溫元件11和控制電路9等組成，進風孔15為進風通道，進風孔15安裝在蓄電池櫃櫃體1上部，出風孔5為出風通道，出風孔5在蓄電池櫃櫃體1下部，進風孔15和出風孔5的一端位於在櫃體1內， 另一端穿過基站牆壁，與基站外環境連通，內部測溫元件12安裝在櫃體1內，用於測量櫃體 1內部溫度，進風孔15的管道無保溫，外部測溫元件11安裝在進風孔15內，既保護了外部測溫元件11，又可以到檢測室外溫度；進風孔15上安裝有活動門10，出風孔5上還安裝風扇6，不通風時，進風孔15上活動門10處於關閉狀態，通風時，風扇6啟動，通過出風孔5向機櫃外排風，進風孔15活動門10在風力作用下，為打開狀態。當基站外溫度低於櫃內溫度時，如夜間，控制電路9根據內部測溫元件12和外部測溫元件11測得的蓄電池櫃櫃體1內和基站室外的溫度，啟動風扇6通風，進風孔15上活動門10打開，較冷的空氣從上部進風孔15中吸入，為相變材料4、蓄電池8降溫，較熱的空氣從下部出風孔5中排出基站外環境中；當溫度低於相變材料4的相變點時，相變材料4從液態轉變為固態，並釋放出大量熱量，為下次相變吸收熱量做好了準備，相變材料 4釋放出的熱量被流動的風帶到基站外環境中；當基站外溫度回升時，控制電路9根據外部測溫元件11測得的溫度，停止風扇6通風，進風孔15上的活動門10關閉，停止了櫃體1與外界的熱量交換，形成一個密閉空間，依靠相變材料4相變溶解吸收熱量和保溫絕熱材料2 保溫作用，保證蓄電池8白天時間溫度不會升高30°C以上，不會到影響到蓄電池8的壽命。其他部分如控制電路等為公知技術，在此不再敘述。
權利要求1.一種使用相變材料的基站蓄電池櫃，其特徵在於蓄電池櫃櫃體(1)內部安裝有保溫絕熱材料O)，保溫絕熱材料O)內安裝有相變材料G)，蓄電池櫃櫃體(1)還安裝有溫控系統，溫控系統的進風孔(15)在蓄電池櫃櫃體(1)上部，溫控系統的出風孔(5)在蓄電池櫃櫃體(1)下部，進風孔(1 和出風孔(5)的其中一端位於在櫃體(1)內，進風孔(15) 上安裝有活動門(10)，出風孔(5)上安裝風扇(6)。
2.根據權利要求1所述一種使用相變材料的基站蓄電池櫃，其特徵在於內部測溫元件(12)安裝在蓄電池櫃櫃體⑴內，外部測溫元件(11)安裝在進風孔(15)中。
專利摘要本實用新型是一種使用相變材料的基站蓄電池櫃，保護通信基站蓄電池不受環境高溫的影響，由保溫絕熱材料、相變材料、溫控系統等組成；相變材料利用固態變化為液態時的吸熱儲能原理，維持蓄電池櫃內部的處於較低溫度，保證蓄電池不因外部溫度升高影響壽命，該相變材料利用晝夜溫度的變化儲能，相變材料在白天高溫時吸收熱量，降低蓄電池溫度，在夜間低溫時釋放白天吸收的熱量，每天一個循環，不需要提供更多的電能或其他能源，使用本實用新型，可以提高基站空調夏季的設置溫度，甚至在夏季關閉空調，達到節能減排的效果。
文檔編號H01M2/10GK202004058SQ200920218270
公開日2011年10月5日 申請日期2009年10月19日 優先權日2009年10月19日
發明者張穎 申請人:張穎