CN110608475A - 一种基站机房环境控制调节装置 - Google Patents

一种基站机房环境控制调节装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基站机房环境控制调节装置，包括壳体基座、热管组、风机组、温湿度传感器、物联网传感器和控制器，壳体基座固定设置在机房外部的墙壁上；壳体基座内部还设置有内循环风道和外循环风道，内循环风道和外循环风道之间设有隔板；内循环风道底部设有与机房的内部相通的内循环进风口，外循环风道底部外循环进风口，风机组包括内循环涡流风机和外循环涡流风机；内循环涡流风机的出风口与机房的内部相连通，外循环涡流风机的出风口与机房的外部相连通；热管组设置在壳体基座内，包括固定架和热管，固定架分别设置在内循环风道内和外循环风道内，固定架包括固定热管对应一端的固定孔；隔板设有容纳热管对应一端穿过的穿孔。

Description

一种基站机房环境控制调节装置
技术领域
本发明涉及基站机房环境控制领域，尤其涉及一种基站机房环境控制调节装置。
背景技术
近些年来，我国电信通讯行业发展迅猛，截止2018年9月，我国的移动通讯基站数量已经达到了670多万个，其中4G通讯基站的数量已经超过390万个。基站数据中心等机房内部的空调降温、空气净化及其运行管理始终是通信维护部门的工作重点之一。绝大多数的通讯基站数据中心机房内部均为无人值守状态，机房内部的各种元器件通常是常年不间断运行，发热元器件运行过程中参生的大量热能散发到机房外，需要通过以下途径：电子元器件－设备机箱－设备机柜－机房环境－空调风系统－空调冷媒系统－空调制冷剂－室外空气。在上述传热过程中，机柜散热温差仅7℃，但冷源工作温差达27℃。以上传热过程中，由于传热环节较多，室内各环节温差较大，因此不可避免发生掺混的现象，导致冷量损失；另一方面，为了得到较大的冷源工作温差，传统空调采用了压缩机技术，而压缩机正是空调机的主要耗电部件。
机房现行利用的空调设备具有以下特点：空调设备散热量大、散热量集中。同时，由于机房内没有特定的湿源，湿量主要来自工作人员及渗入的室外空气，因此散湿量很小；空调送风焓差小，风量大。由于基站内散热量中95％以上为显热，热湿比近似无穷大。因此，空调机的空气处理过程可近似看作等湿降温过程。此工况下的焓差小，必然造成送风量偏大；基站内部设备属于全年不间断高负荷运行，即使在冬季，也可能存在散热情况。因此空调机也必须全年连续不间断运行，运行周期较长。为保证全年运行的高可靠性，有时需要考虑备用，温控成本较大。
基站及数据中心是通信系统的重要组成部分，其内部温湿度和洁净度等环境参数不仅直接影响着通信设备的可靠运行和使用寿命，更关系到通信的顺畅与安全。其内部温湿度要求根据“中国移动通信电源空调维护规程”如表1所示：
表1：通信机房的环控要求
因此，基站机房及数据中心温度的设置就像一把双刃剑，温度设置过低，会加大其用电能耗；设置过高，又会影响设备的正常运行及蓄电池的寿命；不管是前者还是后者，都是造成能源消耗及增加维护成本的途径。25℃时，蓄电池的容量为100％；在25℃以上时，每升高10℃蓄电池的容量会减少一半；而在25℃以下时，温度设置与蓄电池容量的关系如下表所示：
温度(℃) 当前容量(％)
25 100
20 95
15 90
10 84
5 76
0 76
为了解决上述对机房内的恒温调节，技术人员大多采用温度探测器和温度传感器等来实现对空调温度设置的精度控制，但是这些系统结构复杂、安装和制造麻烦成本极高，不仅占用了有限的机房空间，其耗电量占到机房总能耗的一半以上；现在市场上还出现了热管空调和高精密新风换热装置，但是由于热管空调的体积过大(需要很大的散热面积)和新风系统维护量过大已经逐步被市场淘汰。
因此，一个结构简单，控温精准的基站机房环境控制调节装置成为目前本领域急需解决的难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基站机房环境控制调节装置，通过物联网以及热能超导热管技术解决了基站数据中心等机房内的温度控制，不仅体积小不占用机房内的宝贵空间，运用超导热管替代压缩机，因此能耗大幅度较低，通过物联网将机房内环境数据上传，实现区域性精准智能控制，装置且结构简单，基本不用维护，需要维护的部件也会提前报警，维护时无需进入机房内，有利于机房内部的恒温控制，全方位降低能耗。
另外设备由于装置能耗极低，在停电的情况下运用基站自身的UPS为低压涡流风机提供电源就可以正常实现温控调节工作，解决了传统空调无法解决的在停电时虽然有UPS提供通信设备用电，但是还是由于机房或基站内部温度过高无法继续工作的问题。
技术方案
一种基站机房环境控制调节装置，包括壳体基座、热管组、风机组、温湿度传感器、物联网传感器和控制器，所述壳体基座固定设置在机房外部的墙壁上；所述壳体基座内部还设置有内循环风道和外循环风道，所述内循环风道和所述外循环风道之间设有隔板；所述内循环风道底部设有与所述机房的内部相通的内循环进风口，所述外循环风道底部设有与所述机房的外部相通的外循环进风口，所述风机组包括设置在所述内循环风道顶部的内循环涡流风机和设置在所述外循环风道顶部的外循环涡流风机；所述内循环涡流风机的出风口与所述机房的内部设有相连通的内循环出风口，所述外循环涡流风机的出风口与所述机房的外部形成相连通的外循环出风口；所述热管组设置在所述壳体基座内，包括固定架和热管，所述固定架分别设置在所述内循环风道内和所述外循环风道内，所述固定架包括固定所述热管对应一端的固定孔；所述隔板设有容纳所述热管对应一端穿过的穿孔，使所述热管通过依次穿过所述外循环风道内的所述固定孔、所述穿孔并插入至所述内循环风道内的所述固定孔中，使所述热管的两端分别插入固定在所述内循环风道和所述外循环风道之内。
所述控制器设置在所述外循环进风口内。
所述温湿度传感器和所述物联网传感器均设置在所述机房内并与所述控制器电连接。
所述内循环涡流风机和所述外循环涡流电机均与所述控制器电连接。
所述控制器内置有数据处理模块、网络模块和控制模块，用于所述数据处理模块通过所述网络模块将所述温湿度传感器的温湿度数据和所述物联网传感器的感应数据以及所述内循环涡流风机和所述外循环涡流电机的运行数据传上传至远程服务器。
所述远程服务器通过所述控制模块对所述内循环涡流风机和所述外循环涡流电机的转速进行控制。
所述外循环进风口与所述壳体基座设有可开启的热管窗口。
所述外循环进风口设置有过滤窗口，所述过滤窗口处设有滤网。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下优势：
本发明的一种基站机房环境控制调节装置，通过壳体基座内部设置的与机房内部相连通的内循环风道和与机房外部相连通的外循环风道，通过将热管一端固定在内循环风道内，热管另一端固定在外循环风道内，利用内循环涡流风机加快内循环风道与机房的内部的空气流动，使机房内部的热量通过内循环风道内的热管一端传递至外循环风道内的热管另一端，并由外循环涡流风机将外循环风道内的热量带到室外。
另外设备由于装置能耗极低，在停电的情况下运用基站自身的UPS为低压涡流风机提供电源就可以正常实现温控调节工作，解决了传统空调无法解决的在停电时虽然有UPS提供通信设备用电，但是还是由于机房或基站内部温度过高无法继续工作的问题。
通过固定架的固定孔和隔板上的穿孔，方便热管从外循环进风口与壳体基座设有的可开启的热管窗口通过可抽插方式进行插入固定或抽出。便于热管的更换和维护。
控制器通过所述网络模块将所述温湿度传感器的温湿度数据以及所述内循环涡流风机和所述外循环涡流电机的运行数据传上传至远程服务器，使远程服务器对于所有数据连接的基站内部环境形成有效的管控。
结构简单，成本低廉，适合全国推广。
附图说明
图1为本发明的一种基站机房环境控制调节装置的结构示意图；
图2为图1中壳体基座的侧视结构示意图；
图3为图1中控制器的组成结构示意图。
附图标号
壳体基座1、温湿度传感器2、控制器3、机房内部4、机房外部5、墙壁6、内循环风道7、外循环风道8、隔板9、内循环进风口10、外循环进风口11、内循环涡流风机12、外循环涡流风机13、内循环出风口14、外循环出风口15、固定架16、热管17、固定孔18、数据处理模块19、网络模块20、控制模块21、远程服务器22、热管窗口23、过滤窗口24、穿孔25。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
如图1-3所示，本发明提供了一种基站机房环境控制调节装置，包括壳体基座1、热管组、风机组、温湿度传感器2、物联网传感器(未示出)和控制器3，壳体基座1固定设置在机房外部5的墙壁6上，壳体基座1内部还设置有内循环风道7和外循环风道8，内循环风道7和外循环风道8之间设有隔板9；内循环风道7底部设有与机房内部4相通的内循环进风口10，外循环风道8底部设有与机房外部5相通的外循环进风口11，控制器3设置在外循环风道8位于外循环进风口11内的位置上。
风机组包括设置在内循环风道7顶部的内循环涡流风机12和设置在外循环风道8顶部的外循环涡流风机13；内循环涡流风机12的出风口与机房内部4设有相连通的内循环出风口14，外循环涡流风机13的出风口与机房外部5形成相连通的外循环出风口15；热管组设置在壳体基座1内，包括固定架16和热管17，固定架16分别设置在内循环风道7内和外循环风道8内，固定架16包括固定热管17对应一端的固定孔18；隔板9设有容纳热管17对应一端穿过的穿孔25，使热管17通过依次穿过外循环风道8内的固定孔18、穿孔25并插入至内循环风道7内的固定孔18中，使热管17的两端分别插入固定在内循环风道7和外循环风道8之内。外循环进风口11与壳体基座1设有可开启的热管窗口23。通过固定架16的固定孔18和隔板9上的穿孔25，方便热管17从外循环进风口11与壳体基座1设有的可开启的热管窗口23通过可抽插方式进行插入固定或抽出更换，便于热管17的更换和维护。
进一步的，温湿度传感器2和物联网传感器均设置在机房内部4并与控制器3电连接。内循环涡流风机12和外循环涡流风机13均与控制器3电连接。
具体的，通过壳体基座1内部设置的与机房内部4相连通的内循环风道7和与机房外部5相连通的外循环风道8，通过将热管17一端固定在内循环风道7内，热管17另一端固定在外循环风道8内，利用内循环涡流风机12加快内循环风道7与机房内部4的空气流动，使机房内部4的热量通过内循环风道7内的热管17一端传递至外循环风道8内的热管17另一端，并由外循环涡流风机13将外循环风道8内的热量带到室外。可进一步的降低机房内部4的温度，减轻机房空调的压力，减少能源的消耗。另外本设备由于装置能耗极低，在机房停电的情况下运用基站自身的储电系统例如UPS为低压涡流风机提供电源就可以正常实现温控调节工作，解决了传统空调无法解决的在停电时虽然有UPS提供通信设备用电，但是制冷效果有限使得由于机房或基站内部温度过高通讯设备无法继续工作的问题。
进一步的，控制器3内置有数据处理模块19、网络模块20和控制模块21，用于数据处理模块19通过网络模块20将温湿度传感器2的温湿度数据、物联网传感器的感应数据以及内循环涡流风机12和外循环涡流风机13的运行数据传上传至远程服务器22。远程服务器22通过控制模块21对内循环涡流风机12和外循环涡流风机13的转速进行控制。
具体的，控制器3通过网络模块20将温湿度传感器2的温湿度数据、物联网传感器的感应数据以及内循环涡流风机12和外循环涡流风机13的运行数据传上传至远程服务器22，使远程服务器22对于所有数据连接的基站内部环境形成有效的管控。管理人员通过远程服务器22将基站内部的环境数据进行分析，从而获得本区域内所有基站的环境内部数据，并可以通过当地的气温的变化，实时控制调整基站内降温设备的运行情况，大大降低了单一降温设备的能耗浪费，节省了较大的能耗费用。
进一步的，外循环进风口11设置有过滤窗口24，过滤窗口24处设有滤网(未示出)。防止外部空气中的杂物进入，避免造成风机由于外部杂物进入而引发的故障，同时也保证风道内的畅通以及热管17的散热效果。
本发明提供的一种基站机房环境控制调节装置，结构简单，成本低廉，适合全国推广。
本领域技术人员应理解，上述描述以及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的功能及结构原理，在不背离上述展示的原则下可任意修改。

Claims (8)

1.一种基站机房环境控制调节装置，其特征在于：包括壳体基座、热管组、风机组、温湿度传感器、物联网传感器和控制器，所述壳体基座固定设置在机房外部的墙壁上；所述壳体基座内部还设置有内循环风道和外循环风道，所述内循环风道和所述外循环风道之间设有隔板；所述内循环风道底部设有与所述机房的内部相通的内循环进风口，所述外循环风道底部设有与所述机房的外部相通的外循环进风口，所述风机组包括设置在所述内循环风道顶部的内循环涡流风机和设置在所述外循环风道顶部的外循环涡流风机；所述内循环涡流风机的出风口与所述机房的内部设有相连通的内循环出风口，所述外循环涡流风机的出风口与所述机房的外部形成相连通的外循环出风口；所述热管组设置在所述壳体基座内，包括固定架和热管，所述固定架分别设置在所述内循环风道内和所述外循环风道内，所述固定架包括固定所述热管对应一端的固定孔；所述隔板设有容纳所述热管对应一端穿过的穿孔，使所述热管通过依次穿过所述外循环风道内的所述固定孔、所述穿孔并插入至所述内循环风道内的所述固定孔中，使所述热管的两端分别插入固定在所述内循环风道和所述外循环风道之内。
2.根据权利要求1所述的一种基站机房环境控制调节装置，其特征在于：所述控制器设置在所述外循环进风口内。
3.根据权利要求1所述的一种基站机房环境控制调节装置，其特征在于：所述温湿度传感器和所述物联网传感器均设置在所述机房内并与所述控制器电连接。
4.根据权利要求1所述的一种基站机房环境控制调节装置，其特征在于：所述内循环涡流风机和所述外循环涡流电机均与所述控制器电连接。
5.根据权利要求1所述的一种基站机房环境控制调节装置，其特征在于：所述控制器内置有数据处理模块、网络模块和控制模块，用于所述数据处理模块通过所述网络模块将所述温湿度传感器的温湿度数据和所述物联网传感器的感应数据以及所述内循环涡流风机和所述外循环涡流电机的运行数据传上传至远程服务器。
6.根据权利要求1所述的一种基站机房环境控制调节装置，其特征在于：所述远程服务器通过所述控制模块对所述内循环涡流风机和所述外循环涡流电机的转速进行控制。
7.根据权利要求1所述的一种基站机房环境控制调节装置，其特征在于：所述外循环进风口与所述壳体基座设有可开启的热管窗口。
8.根据权利要求7所述的一种基站机房环境控制调节装置，其特征在于：所述外循环进风口设置有过滤窗口，所述过滤窗口处设有滤网。
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