CN1078979C - 安装在机壳或类似装置中的电信设备冷却系统 - Google Patents

安装在机壳或类似装置中的电信设备冷却系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及安装在柜子、机壳或相应装置中的电信设备的冷却系统。根据本发明，那些散发大部分热量的元件(A，B，C，D)，如电源装置、无线电发射机、终端平台和类似装置，被安装在第一机壳空间(2)中。那些散发较少热量的其余元件(F)被安装在第二、气密密封的空间(3)中。第一空间由循环空气冷却，此空气从外边进入系统且由通道或类似管道流经平行和直接接触的元件(A-D)。第二空间由循环通过安装在第一空间的换热器(E)且在此移走热量的空气冷却。那些散发大部分热量的元件安装在密封盒子(A，B，C，D)里，这些盒子对环境最好是电磁兼容性(EMC)屏蔽且带有安装在它们外边的散热片。空气借助于风扇(6，9)可以在第一空间、第二空间和换热器(E)中循环，在这里由第一风扇(6)循环的空气与由第二风扇(9)在换热器(E)中循环的空气成逆流流动。

Description

安装在机壳或类似装置中的电信设备冷却系统
技术领域
本发明涉及安装在柜子、机壳或类似外罩中冷却电信设备的冷却系统。
背景技术说明
用于移动电话通信系统的无线电台站散发出大量的热量，这些热量必须移走。一般的机壳热辐射可以达到1600～2500瓦，该热辐射的高达80％发生在无线电发射装置内。此冷却作用比起控制无线电或电子设备来说更有助于控制机壳的机械结构。被污染和湿的室外空气不能直接用来冷却这些电子设备。不过，室外空气或周围的空气是从机壳中散发的热量的最终接受者。
迄今为止，无线电台站大多数安装在室内，这些机械设备、电子设备和无线电设备的冷却系统已设计出来以满足室内环境提出的关于温度和空气中带有的污染物浓度的要求。不过，在移动电话系统生产中的一个总的趋势是构造小的室外设备，它们被装在柱子上或建筑物外墙上且用于蜂窝网络。到现在为止，这些室外设备基本上还是把室内系统在室外安装在包括大的冷却设备的外壳里。将来室外设备可能变得越来越普遍，尤其是涉及到小型、微型或微微型无线电台站的更小设备类型的情况。这将对冷却系统和机械部分提出更新的要求。
目前使用的室外设备基本上有三种不同的类型：即用室外空气直接冷却、装备有换热器的气密密封空间和装备有空调、冷却设备的气密密封机壳。
第一种类型的设备包括一个室外机壳，它安装用室内型式制造的电子设备，且被经过有效过滤的室外空气直接冷却。尽管过滤工艺去掉了固体污染物，但它没有去掉潮湿的和酸性的气体，这些气体对电子元件有破坏性的影响。
在第二种类型设备中，散发的热量通过换热器释放给周围的室外气体。在这种情况下，散发的热量可能达到几千瓦，分散给周围的空气之前必须经过以下几个步骤：从元件到散热片到外罩或机壳里的空气，经过换热器，最后出来到周围的空气。每一步骤或阶段导致元件温度一定的增加，换热器能导致室内温度比室外温度增加15℃。在45～50℃的气候条件下，这种设计将不能满足保持电子和无线电元件在70～80℃温度的要求，换热器也必须为从那里通过的所有热量而设计。在功率为1～2千瓦的情况下，这意味着换热器的尺寸与电子和无线电设备的尺寸相差不大或几乎相等。
在第三种类型设备中使用的冷却设备，包括冷却设备，也可能包括换热器，其尺寸可能是无线电和电子设备的一半大。多余部分不容易实现。此系统相当复杂且需要一高级的控制系统。不带多余部分的一个系统目前的花费可能达到全部无线电台站花费的三分之一或二分之一，操作费用也一样高。超过热辐射能量的三分之一，以及那些在电子设备中产生的能量，需要冷却系统从外罩中移走，这多余的热量在某些位置和情况下易于影响环境。不过，这种类型的冷却系统是满足相对于室内和室外环境对电子设备温度提出的要求唯一可用的类型。
前面提到的系统具有一些缺点：浪费空间且复杂、需要额外的风扇使空气通过系统循环、并招致高的操作费用。
发明概要
本发明的目的是避免现有系统的缺陷且提供具有以下特点的冷却系统：a).功能上简单且因此易于安装；b).非常易于操作；c).不需要提供额外的风扇；d).能在低消耗下操作。
本发明的冷却系统包括第一空间，其中提供室外空气通路或通道。此系统基于这样的事实：无线电传送电路板和元件被电磁兼容性(EMC)屏蔽在外部安装散热片的气密密封盒里，热量的主要部分在这里散发。室外空气通路导致平行的空气流可以与散热片直接接触的型式经过无线电台站。一股流经过一个小的散热器。一股气流经过一个小的换热器，冷却电子设备其余部分的空气经过它，电子设备的其余部分安装在第二气密密封空间且散发远少于前面提到元件的热量。可以用一个小风扇来驱动空气流经过换热器，换热器不需要好的效率，因此可以非常紧凑且具有横向流换热器的形式。因为在第二空间的电子设备散发出很少的均匀分布的热量，且相对于相连的电路板具有比较好的热交换，冷却空气和电路板之间的温差可能比安装在盒子里的无线电发射器和类似设备的情况小很多。
本发明有以下的优点：无线电台站的尺寸比已知的系统能减少三分之一或更多；安装更易于完成；系统远不复杂(上述的第二种类型要求提供额外的风扇或鼓风机来强迫空气通过换热器，因为需要的高效率这将给空气流提供很大的阻力)；操作费用远低于已知系统必需的费用。
现在将参照其中优选实施例和附图更详细地说明本发明。
附图简要说明
图1是本发明一个实施例的示意图解说明。
优选实施例的详细说明
图1示意地图解说明电信设备，如无线电台站，它包括如无线电发射机和无线电接收机、终端平台、交流/直流转换器、电源设备(平台)等的电子元件。此设备被安装在被分成第一空间2和第二气密密封空间3的一柜子或机壳1里。散发大部分热量的那些元件，如电源设备、无线电发射机、终端平台或类似装置，它们被封装在装备有散热片的电磁兼容性EMC屏蔽、气密密封的盒子里，在图1中标示为A、B、C、D且被安装在空间2里。为了把热量从这些元件中导走，空间2装有一冷却空气进口4和出口5，热量被带走到周围的空气中，冷却空气借助出口5提供的第一风扇6通过空间2中循环。假如认为更加有利，第一风扇6自然也可以安装在进口4。
尽管图中没有画出，在空间2里提供的通道或类似的导管装置引导空气流经其中平行的元件盒子A-D，如图中用虚线箭头所示，更准确地说经过盒子上安装的散热片。该通道可以由塑料或橡胶管材或类似物质组成，或者也可以由塑料或薄金属板构成。空气流经过一换热器E，如下面所说的，它也被安装在空间2中。
无线电台站的所有其它设备，即那些不散发如此多热量的设备，被安装在机壳内第二密闭的空间3中，此设备在图中总体被标示为F。不过，这个设备散发的热量也要被移走，因此，此热量通过与空间2里换热器E中的冷却空气热交换被移走。为此，将通道7和通道8排列在空间3和换热器E之间，且第二风扇9被安装在这些通道的其中一个之中。在图示的情况下是通道8，用于在空间3中循环空气且如箭头所示通过换热器。因为元件F不散发如其余元件那么多的热量，上述热量也比较均匀地分布，而且因为相连的电路板在电路板和冷却空气之间具有比较高的热交换，所以换热器E不需要好的效率，因此也可以是紧凑的。此空气流以与经过空间2里换热器的空气流成逆流方式方便地经过换热器。
应该理解，图中所示的元件盒A-D实际上可以多于或少于四个，且一般第二空间3中示出的元件F实际上包含许多互不相同的元件。空间2自然也可以被分成几个独立的部分，它们具有上面所述的相同功能且在其中选择性布置一个或多个元件盒A-D和换热器E.还应理解，本发明不受前述和其中图解说明实施例的限制并且能在下面 的范围里作出修改。

Claims (8)

1.安装在柜子、机壳或类似装置中的电信设备的冷却系统，其特征在于：散发大部分热量的那些元件(A，B，C，D)如电源装置、无线电发射机、终端平台和类似装置，安装在机壳(1)中的第一空间(2)内，上述第一空间通过循环直接与元件接触的周围空气被冷却，上述空气把这些热量散发给环境；特征还在于：那些其余的散发较少热量的元件(F)安装在上述机壳第二、气密密封的空间(3)中，上述第二空间被通过换热器(E)循环的空气冷却，换热器安装在第一空间里并起一个传热器的作用。
2.如权利要求1所述的一冷却系统，其特征在于：第一空间(2)包括通道或类似的管道，空气在其中循环经过平行的元件(A-D)。
3.如权利要求1所述的一冷却系统，其特征在于：第一风扇(6)的功能是循环从外边进入系统的空气通过第一空间。
4.如权利要求3所述的一冷却系统，其特征在于：第二风扇(9)的功能是使空气在第二空间中和在第一空间内的换热器(E)中循环。
5.如权利要求4所述的一冷却系统，其特征在于：被第一风扇(6)循环的空气与被第二风扇(9)在换热器(E)中循环的空气成逆流流动。
6.如权利要求1所述的一冷却系统，其特征在于：以上散发大部分热量的元件被安装在密封的盒子(A，B，C，D)里，盒子具有安装在它们外部的散热片。
7.如权利要求6所述的一冷却系统，其特征在于：气密密封盒子(A，B，C，D)对环境是电磁兼容性屏蔽的。
8.如权利要求1所述的一冷却系统，其特征在于：第一空间(2)被分成多个单独的部分，在其中有选择地安装一个或多个元件(A-D)和/或换热器(E)。
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