CN101813351A - 散热系统和通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种散热系统和通信系统，散热系统包括：湿膜和热交换器；所述湿膜上方设置有水箱；所述湿膜与水箱之间设置有喷淋装置，所述喷淋装置用于将水箱中的水喷淋至湿膜；所述湿膜与热交换器之间的风管内设置有风机，所述风机用于将经过湿膜后的湿空气从热交换器的进风口吹送入热交换器，所述热交换器上还设置有用于排出湿空气的出风口、以及与机房或机柜内部连通的热风进口和冷风出口；所述进风口和出风口之间形成第一风道，所述热风进口和冷风出口之间形成第二风道，所述第一风道和第二风道相隔离。本发明实施例不仅可以有效散热，还可以保持机房或机柜内部的正常湿度，从而保证通信设备的正常运行，延长通信设备的使用寿命。

Description

散热系统和通信系统

技术领域

本发明实施例涉及通信散热技术，尤其是一种散热系统和通信系统。

背景技术

随着通信技术的发展，对基站的要求越来越高，基站内的设备需要运行时产生大量的热量，良好的散热性能是保证基站正常运行的重要条件。现有技术中采用多种散热方法保持基站内部的温度。其中，利用空调保持基站温度的方法，散热性能良好，但功耗太大，成本也较高。采用通风的方法，将外部冷空气送入基站，吸收基站发热后再将热空气从基站排出，散热性能较好，可以大幅度降低功耗和营运成本，但对外部环境依赖严重，并且需要解决诸如防尘、湿度和腐蚀等问题。采用热交换器散热时，基站内热空气与外部冷空气在各自风道内流动换热，虽然没有防尘、湿度和腐蚀问题，但功耗大、散热效率低。

目前厂房车间中，还有一种将外部空气利用湿膜加湿降温的通风散热方法。正常运行时，外部高温低湿空气在风机作用下，经淋水湿膜加湿降温后变成低温高湿的空气，送入厂房吸收机房或机柜内部热量后，再将高温高湿空气排出厂房。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

由于通信机房对空气湿度要求比较高，现有采用将湿膜处理后的低温高湿空气直接送入机房的散热技术，会增加机房湿度，影响通信设备寿命和正常运行。

发明内容

本发明实施例提供一种散热系统和通信系统，用以解决散热过程中的湿空气降低通信设备寿命、影响通信设备运行等问题，在实现散热的同时保持机房的正常湿度，保证通信设备的正常运行，延长通信设备使用寿命。

本发明实施例提供一种散热系统，包括：湿膜和热交换器；所述湿膜上方设置有水箱；所述湿膜与所述水箱之间设置有喷淋装置，所述喷淋装置用于将所述水箱中的水喷淋至所述湿膜；所述湿膜与所述热交换器之间的第一风管内设置有风机，所述风机用于将经过所述湿膜后的湿空气从所述热交换器的进风口吹送入所述热交换器，所述热交换器上还设置有用于排出所述湿空气的出风口、以及与机房或机柜内部连通的热风进口和冷风出口；所述进风口和所述出风口之间形成第一风道，所述热风进口和所述冷风出口之间形成第二风道，所述第一风道和所述第二风道相隔离。

本发明实施例还提供一种通信系统，包括：如上所述的散热系统，和设置于机房或机柜内部的通信设备；所述散热系统用于对所述通信设备进行散热。

本发明实施例提供了一种散热系统和通信系统，将经过湿膜加湿后的湿空气送入热交换器，通过热交换器对机房或机柜内部进行散热，不仅可以对通信机房有效散热，且可以保持通信机房内的正常湿度，保证了通信设备的正常运行和延长了通信设备的使用寿命。

附图说明

图1为本发明散热系统第一实施例的结构示意图；

图2为本发明散热系统第二实施例的结构示意图；

图3a为本发明散热系统第三实施例的结构示意图；

图3b为本发明散热系统第三实施例中转换风门一种闭合情况的示意图；

图3c为本发明散热系统第三实施例中转换风门另一种闭合情况的示意图；

图4a为本发明散热系统第四实施例的结构示意图；

图4b为本发明散热系统第四实施例中热交换器的结构示意图；

图5a为本发明散热系统第五实施例的结构示意图；

图5b为本发明散热系统第五实施例中热交换器的结构示意图。

附图标记说明：

1-湿膜；          2-热交换器；      3-水箱；

4-第一风管；      5-风机；          6-水分回收器；

7-转换风门；      8-第二风管；      21-进风口；

22-出风口；       23-热风进口；     24-冷风出口；

31-喷淋装置；     32-接水盘；       33-水泵；

34-阀门           35-补水管；       36-排气管；

37-排污管；       211-外循环进风口；212-内循环进风口；

221-外循环出风口；222-内循环出风口；91-湿空气；

92-内部空气。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本发明散热系统第一实施例的结构示意图，如图1所示，该散热系统包括：湿膜1和热交换器2；湿膜1上方设置有水箱3；湿膜1与水箱3之间设置有喷淋装置31，喷淋装置31用于将水箱3中的水喷淋至湿膜1；湿膜1与热交换器2之间的第一风管4内设置有风机5，风机5用于将经过湿膜1后的湿空气从热交换器2的进风口21吹送入热交换器2，热交换器2上还设置有用于排出所述湿空气的出风口22、以及与机房或设备机柜连通的热风进口23和冷风出口24；进风口21和出风口22之间形成第一风道，热风进口23和冷风出口24之间形成第二风道，第一风道和第二风道相隔离。

具体地，散热系统通过热交换器2的热风进口23和冷风出口24与机房或机柜连接，机房和机柜中可以设置有各种设备，这些设备在工作过程中会产生热量，并且机房和机柜内部的温度应当稳定在一定范围内，以便这些设备正常工作；另外，散热系统还通过风道与机房和机柜外部的大气相通，以便利用外部空气对机房和机柜内部进行散热。散热系统中水箱3的水通过喷淋装置31喷淋至湿膜1，散热系统从散热系统的外部大气中输入外部空气，将外部空气从浸水后的湿膜1中通过后携带水分，成为低温湿空气。风机5将低温湿空气从第一风管4连续不断的吹向热交换器2。低温湿空气从热交换器2的进风口21进入热交换器2。低温湿空气吸收热交换器2的热量后升温，成为高温湿空气，然后从热交换器2的出风口22排出，之后散热系统可以将高温湿空气排至散热系统的外部大气中。由于低温湿空气从热交换器的进风口21进入变成高温湿空气后从出风口22排出，没有直接进入需要散热的机房或机柜内部，所以不会增加机房或机柜内部的湿度。热交换器2通过热风进口23和冷风出口24与需要散热的机房或机柜内部连通。机房或机柜内部热空气从热风进口23进入热交换器2，热交换器2吸收热空气的热量后，热空气温度降低变为冷空气后从冷风出口24回到机房或机柜内部。

本实施例将经过湿膜加湿后的湿空气送入热交换器，通过热交换器对机房或机柜内部散热，对于一些对机房或机柜内部的湿度有一定要求的环境，例如通信基站、中心机房、电子车间和对湿度有要求的工业厂房等，在实现机房或机柜内部散热的同时，可以保持机房或机柜内部的正常湿度，从而保证了通信设备的正常运行，延长了通信设备的使用寿命。

图2为本发明散热系统第二实施例的结构示意图，如图2所示，在本发明散热系统第一实施例的基础上，出风口22设置有水分回收器6，水分回收器6用于将出风口22排出的湿空气中的水分回收，并通过管道将回收的水分输送至水箱3，之后将水分回收器6回收水分之后的湿空气排至散热系统外部。进一步地，湿膜1下方可以设置有接水盘32，水箱3与接水盘32之间连接的管道上可以设置有水泵33，水泵33用于将接水盘32中的水送至水箱3。其中湿膜1的类型优选为但不限于平板式或旋转式；喷淋装置31优选为但不限于喷头、喷管或喷阀；水分回收器6优选为但不限于机械冷却式、离心式、混流式或贯流式。该散热系统还可以包括用于控制热交换器2、风机5、喷淋装置31、水泵33和水分回收器6运行的控制器。其中控制器可以为单片机、可编程控制器(Programmable logic Controller；以下简称：PLC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array；以下简称：FPGA)等各种控制器。进一步地，水箱3上设置有用于补充水箱3中的水的补水管35、用于排放所述散热系统中多余气体的排气管36，以及用于排放污水的排污管37。为了更好的控制喷淋装置31的出水，可以在水箱3至喷淋装置31之间的管道上设置阀门34；另外，也可以在补水管35、排气管36、排污管37上设置阀门，以控制这些管道的开闭。

具体地，散热系统中运行时，打开水箱3上补水管35的阀门，为水箱3加水，水箱3中的水足够后可以关闭补水管35的阀门。水箱3的水通过喷淋装置31，例如喷头、喷管或喷阀等，喷淋至湿膜1，控制器(图中未示)可以控制喷淋装置31是否喷淋以及喷淋的速度等。喷淋装置31喷出的水淋到湿膜1上后，有一部分落入湿膜1下方的接水盘32中。控制器还可以控制水泵33将接水盘32中的水通过管道送入水箱3，使喷淋后剩余的水可以循环利用，节约水资源。外部空气从浸水后的湿膜1中通过后携带水分，成为低温湿空气。控制器控制风机5将低温湿空气从第一风管4连续不断的吹向热交换器2。低温湿空气从热交换器2的进风口21进入热交换器2，吸收热交换器2的热量后升温，成为高温湿空气，然后高温湿空气从热交换器2的出风口22排出，进入水分回收器6。在水分回收器6中对高温湿空气进行机械冷却、离心、混流或贯流等处理，可以回收高温湿空气中的部分水分，之后水分回收器6排出干空气，散热系统将干空气排至散热系统外部。水分回收器6可以通过管道将收集到的水分送入水箱3中循环利用。其中控制器还可以控制热交换器2、水分回收器6的运行。水分回收器6将水收集到的水分送入水箱3时，可能将部分空气带入水箱3，进入水箱3的空气可以通过排气管36排出。长期使用时系统的水箱3内的水可能污染，维护时通过排污管37可以将污水排出，然后通过补水管35向水箱3中注入清洁水。系统内也可以不设置水分回收器6，不设置水分回收器6时，高温湿空气从热交换器的出风口可以直接排入空气中。

本实施例风机将经过湿膜加湿后的湿空气送入热交换器，湿空气在热交换器中，但不进入机房或者机柜内部，既可以对机房或机柜内部散热，又可以保持机房或机柜内部的正常湿度，从而保证了通信设备的正常运行，延长了通信设备的使用寿命，适用于对机房或机柜内部的湿度有一定要求的环境；通过水泵可以将湿膜浸湿后剩余的水回收至水箱循环利用，降低了系统消耗的水量，延长散热系统的加水周期；通过水分回收器可以回收经过热交换器后排出的湿空气中的水分，进一步降低系统消耗的水量。

图3a为本发明散热系统第三实施例的结构示意图，图3b为本发明散热系统第三实施例中转换风门一种闭合情况的示意图，图3c为本发明散热系统第三实施例中转换风门另一种闭合情况的示意图，如图3a所示，在本发明散热系统第一、第二实施例的基础上，湿膜1与热交换器2之间的第一风管4和热交换器2与水分回收器6之间的第二风管8上分别设置有用于转换所述散热系统的运行模式的转换风门7。控制器内还可以设置有用于测量外部温度的温度传感器，控制器还用于当温度传感器测量的外部温度高于设定温度时，将转换风门7闭合形成全系统运行模式，如图3b所示，用加湿空气降低进入热交换器2的空气的温度；否则将转换风门7闭合到热交换器运行模式，如图3c所示，用外部空气降低进入热交换器2的空气的温度。

具体地，当外部温度变化较大时，可以在湿膜1与热交换器2之间的第一风管4和热交换器2与水分回收器6之间的第二风管8上分别设置转换风门7。在控制器内设置温度传感器。温度传感器测量并对比外部温度与控制器预先设定的转换温度。如图3b所示，当温度传感器测量测量到的外部温度高于转换温度时，控制器可以将转换风门7闭合到①处，接通补水管35的进水阀门，给水泵33、风机5、水分回收器6、热交换器2供电，此时该散热系统为全系统运行模式，可以利用湿膜1对空气加湿降温，降低进入热交换器2的空气的温度，从而提高热交换器2的散热性能；同时水分回收器6回收湿空气中的水分，返回水箱3重复利用，图3b中的箭头指向为转换风门7闭合到①处时的外部空气经过湿膜加湿后从进风口21进入热交换器2，然后从出风口22进入水分回收器6，再从水分回收器6排出散热系统的流向。如图3c所示，当外部温度不高于设定的转换温度时，将转换风门7打到②处，控制器仅给热交换器2供电。此时该散热系统为热交换器运行模式，外部空气可以直接送入热交换器，用外部空气直接对机房或机柜内部空气降温，图3c中的箭头指向为转换风门7闭合到②处时的外部空气直接从进风口21进入热交换器2，然后出风口22排出散热系统的流向。其中转换风门7优选为平板式，也可以为其他类型。

本实施例风机将经过湿膜加湿后的湿空气送入热交换器，湿空气在热交换器中但不进入机房或者机柜内部，既可以对机房或机柜内部散热，又可以保持机房或机柜内部的正常湿度，从而保证了通信设备的正常运行，延长了通信设备的使用寿命，适用于对机房或机柜内部的湿度有一定要求的环境；转换风门可以根据外部温度转换系统运行模式，在外部温度较低时，可以利用外部空气进行降温，增加了系统应用的灵活性，并节约能耗。

图4a为本发明散热系统第四实施例的结构示意图，如图4a所示，在本发明散热系统第一、第二、第三实施例的基础上，进风口21和出风口22分别为热交换器2的外循环进风口211和外循环出风口221。

具体地，散热系统中运行时，风机5将经过湿膜1加湿的湿空气从第一风管4连续不断的吹向热交换器2。图4b为本发明散热系统第四实施例中热交换器的结构示意图，如图4b所示，当进风口21为外循环进风口211，出风口22为外循环出风口221时，湿空气91从热交换器2的外循环进风口211进入热交换器2。湿空气91吸收热交换器2的热量后升温，然后从热交换器2的外循环出风口221排出。当需要散热的机房或机柜内部的热空气从热风进口23进入热交换器2的内循环后，热交换器2吸收热空气的热量将热空气冷却为冷空气后从冷风出口24排出，冷空气进入机房或机柜内部，降低机房或机柜内部温度。本实施例中从机房或机柜内部进入热交换器2内循环的热空气，以及冷却后从热交换器2内循环排出的冷空气由于一直在机房或机柜内部，因此都可以称为机房或机柜的内部空气92，图4b中的零星箭头是湿空气91在热交换器2外循环沿第一风道的流向，曲线箭头是机房或机柜的内部空气92在热交换器2内循环沿第二风道的流向。

本实施例风机将经过湿膜加湿后的湿空气从外循环进风口送入热交换器，对热交换器内循环的热空气进行降温，可以保持机房或机柜内部的正常湿度，从而保证了通信设备的正常运行，延长了通信设备的使用寿命，适用于对机房或机柜内部的湿度有一定要求的环境。

图5a为本发明散热系统第五实施例的结构示意图，如图5a所示，在本发明散热系统第一、第二、第三实施例的基础上，进风口21和出风口22分别为热交换器2的内循环进风口212和内循环出风口222。

具体地，散热系统中运行时，风机5将经过湿膜1加湿的湿空气从第一风管4连续不断的吹向热交换器2。图5b为本发明散热系统第五实施例中热交换器的结构示意图，如图5b所示，当进风口21为内循环进风口212，出风口22为内循环出风口222时，湿空气91从热交换器2的内循环进风口212进入热交换器2。湿空气91吸收热交换器2的热量后升温，然后从热交换器2的内循环出风口222排出。当需要散热的机房或机柜内部的热空气从热风进口23进入热交换器2的外循环后，热交换器2吸收热空气的热量将热空气冷却为冷空气后从冷风出口24排出，冷空气进入机房或机柜内部，降低机房或机柜内部温度。本实施例中从机房或机柜内部进入热交换器2外循环的热空气，以及冷却后从热交换器内循环排出的冷空气由于一直在机房或机柜内部，因此都可以称为机房或机柜的内部空气92，图5b中的曲线箭头是湿空气91在热交换器2内循环沿第一风道的流向，零星箭头是机房或机柜的内部空气92在热交换器2外循环沿第二风道的流向。

本实施例风机将经过湿膜加湿后的湿空气从内循环进风口送入热交换器，对热交换器外循环的热空气进行降温，可以保持机房或机柜内部的正常湿度，从而保证了通信设备的正常运行，延长了通信设备的使用寿命，适用于对机房或机柜内部的湿度有一定要求的环境。

参考以上各图，上述的散热系统可以与包括通信设备的机房或机柜一起组成通信系统，该通信系统包括散热系统和置于机房或机柜内的通信设备，该散热系统用于对该机房或机柜内的通信设备进行散热。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种散热系统，其特征在于，包括：湿膜和热交换器；所述湿膜上方设置有水箱；所述湿膜与所述水箱之间设置有喷淋装置，所述喷淋装置用于将所述水箱中的水喷淋至所述湿膜；所述湿膜与所述热交换器之间的第一风管内设置有风机，所述风机用于将经过所述湿膜后的湿空气从所述热交换器的进风口吹送入所述热交换器，所述热交换器上还设置有用于排出所述湿空气的出风口、以及与机房或机柜内部连通的热风进口和冷风出口；所述进风口和所述出风口之间形成第一风道，所述热风进口和所述冷风出口之间形成第二风道，所述第一风道和所述第二风道相隔离。

2.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述出风口设置有水分回收器，所述水分回收器用于将所述出风口排出的所述湿空气中的水分回收至所述水箱，所述湿空气经所述水分回收器排出。

3.根据权利要求2所述的散热系统，其特征在于，所述湿膜下方设置有接水盘，所述水箱与所述接水盘之间连接的管道上设置有水泵，所述水泵用于将所述接水盘中的水送至所述水箱。

4.根据权利要求3所述的散热系统，其特征在于，所述湿膜与所述热交换器之间的第一风管上和所述热交换器与所述水分回收器之间的第二风管上分别设置有用于转换所述散热系统的运行模式的转换风门。

5.根据权利要求4所述的散热系统，其特征在于，所述散热系统还包括控制器和温度传感器；

所述温度传感器，用于测量外部温度，并将测量结果发送给所述控制器；

所述控制器，用于控制所述热交换器、风机、喷淋装置、水泵、水分回收器和转换风门的运行；当所述温度传感器测量的外部温度高于设定温度时，将所述转换风门闭合形成全系统运行模式，用加湿空气降低进入所述热交换器的空气的温度，否则将所述转换风门闭合到热交换器运行模式，用外部空气降低进入所述热交换器的空气的温度。

6.根据权利要求4所述的散热系统，其特征在于，所述水箱上设置有用于补充所述水箱中的水的补水管、用于排放所述散热系统中多余气体的排气管，以及用于排放污水的排污管。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的散热系统，其特征在于，所述进风口和所述出风口分别为所述热交换器的外循环进风口和外循环出风口，或所述进风口和所述出风口分别为所述热交换器的内循环进风口和内循环出风口。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的散热系统，其特征在于，所述湿膜的类型为平板式或旋转式；所述喷淋装置为喷头、喷管或喷阀。

9.根据权利要求2-6任意一项所述的散热系统，其特征在于，所述水分回收器为机械冷却式、离心式、混流式或贯流式。

10.一种通信系统，其特征在于，所述通信系统包括：权利要求1至9任一项所述的散热系统，和设置于机房或机柜内部的通信设备；所述散热系统用于对所述通信设备进行散热。

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