CN113853102A - 一种5g基站液冷系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种5G基站液冷系统，该系统包括一体式换热柜、基站机柜、机房、干冷器、液冷BBU、液冷AAU和通讯杆；所述液冷BBU安装于基站机柜内，所述基站机柜放置于机房内，所述液冷AAU安装于通讯杆上通过光纤与液冷BBU连接，所述干冷器安装于机房外部。本发明解决了现有5G基站冷却设备无法满足日益增长的基站电子设备散热需求的问题。

Description

一种5G基站液冷系统
技术领域
本发明涉及基站散热技术领域，尤其涉及一种5G基站液冷系统。
背景技术
随着海量数据应用引发的通信需求，5G基站更加广泛密集的部署工程已提上日程，相比4G基站，承载更高数据量的5G基站势必消耗更多的电量。普遍而言，5G基站能耗是4G的2倍以上，尤其是AAU部分，随着网络规模扩大，运营商整网能耗或将提升1～3倍，电费支出成本压力越来越大。与此同时电子器件功耗的增加往往伴随着热功耗的增加，这意味着在同等的散热条件下，电子元件将会有更高的表面温度，这将导致元器件的可靠性急剧降低，更短的元件寿命和降低的元件性能。
控制设备温度是降低设备能耗的办法之一。设备芯片的静态功耗会随着温度上升而快速上升。如果设备温度控制不当，不仅会导致设备功耗上升，还会影响设备性能。为了对5G基站设备实现更好的温度控制，液冷散热方式成了一个很好的选择，液冷技术相比于传统风冷技术能够适配更高表面热流密度的器件，同时产生更低的噪声，具有更高的换热效率。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种5G基站液冷系统用于解决5G基站设备的散热问题，它具有模块化，施工安装方便，散热效率高的特点解决了传统基站风冷散热效率低，无法适配5G基站设备日益增大的热功率的问题。
本发明的目的通过以下的技术方案来实现：
一种5G基站液冷系统，包括：一体式换热柜、基站机柜、机房、干冷器、液冷BBU、液冷AAU和通讯杆；
所述液冷BBU安装于基站机柜内，所述基站机柜放置于机房内，所述液冷AAU安装于通讯杆上通过光纤与液冷BBU连接，所述干冷器安装于机房外部。
与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：
完全模块化设计，可按设计需求加BBU液冷模块和AAU液冷模块。
采用液冷散热技术，能够对发热芯片进行更高效的散热，保证5G基站设备高效运行，实现更节能的5G基站运营模式。
附图说明
图1是5G基站液冷系统结构示意图；
图2是冷板结构示意图；
图3是吹胀板结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述。
如图1所示，是5G基站液冷系统结构，包括一体式换热柜1、基站机柜2、机房3、干冷器4、液冷BBU5、液冷AAU7和通讯杆8；所述液冷BBU5安装于基站机柜2内，所述基站机柜2放置于机房3内，所述液冷AAU7安装于通讯杆8上通过光纤6与液冷BBU5连接，所述干冷器4安装于机房外部。
所述一体式换热柜1包含二次侧供液口101、二次侧回液口102、压力变送器103、温度变送器104、流量计105、中间换热器106、循环泵107、一次侧水箱108、一次侧供液口109、一次侧回液口110、二次侧水箱111。
二次侧水箱111的出口通过循环泵107与二次侧供液口101连接，所述二次侧回液口102依次与流量计105、中间换热器106、二次侧水箱111的入口连接；所述一次侧回液口110与一次侧水箱108的入口连接，一次侧水箱108的出口依次与循环泵107、中间换热器106、一次侧供液口109连接。
所述干冷器4包含干冷器冷却液入口401和干冷器冷却液出口402；所述干冷器冷却液入口401通过干冷器供液管道13与一次侧供液口109连接；干冷器冷却液出口402通过干冷器回液管14与一次侧回液口110连接。
所述液冷BBU 5包含BBU液冷模块供液口501、BBU液冷模块回液口502、BBU模块503和BBU液冷模块504；所述BBU液冷模块供液口501通过BBU供液管道11与二次侧供液口101连接；所述BBU液冷模块回液口502通过BBU回液管道12与二次侧回液口102连接。
所述液冷AAU7包括AAU液冷模块供液口701、AAU液冷模块回液口702、AAU模块703和AAU液冷模块704；所述AAU液冷模块供液口701通过AAU供液管道9与所述二次侧供液口101连接；所述AAU回液口702通过AAU回液管道10与所述二次侧回液口102连接。
如图2和图3所示，BBU液冷模块504和AAU液冷模块704均采用冷板15结构或吹胀板16结构，通过导热界面材料直接贴合在发热芯片上部；所述冷板15具有冷板冷却液供液口1501、冷板冷却液回液口1502和冷板冷却液流道1503；所述吹胀板16结构具有吹胀板冷却液供液口1601、吹胀板冷却液回液口1602和吹胀板流道1603。
所述液冷BBU 5和液冷AAU 7均设置有多个，每个液冷BBU 5之间并联连接；每个液冷AAU 7之间并联连接。
一体式换热柜1分别与液冷AAU7和液冷BBU5连接形成二次侧冷却液回路；一体式换热柜1与干冷器4连接形成一次侧冷却液回路。一体式换热柜维持系统内冷却液流动，同时对冷却液进行参数采集、监控与维护。干冷器对系统内的冷却液进行冷却，将冷却液吸收的热量排放至大气中。
图1中一次侧冷却液回路为Ⅰ，其目的在于冷却二次侧回路的冷却液，其冷却介质可采用纯净水、乙二醇水溶液等，二次侧冷却液回路为Ⅱ，其作用在于冷却液冷AAU、液冷BBU等设备，其冷却介质对电导率及腐蚀性有较高要求，优先使用去离子水加缓蚀剂。
本实施例中，一体式换热柜1中循环泵107将冷却液从二次侧水箱111内泵出，分别通过AAU供液管9和BBU供液管11供给至AAU液冷模块704和BBU液冷模块504，二次侧冷却液流经AAU液冷模块704和BBU液冷模块504吸收发热元件产生的热量后成为二次侧高温冷却液。二次侧高温冷却液分别通过AAU回液管10和BBU回液管12流经二次侧回液口102进入中间换热器106，中间换热器106内二次侧高温冷却液与一次侧冷却液进行热交换，释放热量后的二次侧冷却液流回二次侧水箱111。与此同时，中间换热器106内吸收热量的一次侧冷却液吸收二次侧冷却液中的热量成为高温一次侧冷却液，在循环泵107作用下，高温一次侧冷却液冷流出一次侧供液口109，通过干冷器供液管13经干冷器冷却液入口401进入干冷器4，在干冷器4作用下，高温一次侧冷却液释放热量至大气，释放热量后的一次侧冷却液依次经过干冷器冷却液出口402，干冷器回液管14，一次侧回液口110由一次侧水箱入口进入一次侧水箱108，通过循环泵107作用一次侧水箱108内冷却液进入中间换热器106，冷却液完成一个工作循环。一体式换热柜1中压力变送器103和温度变送器104用以监测系统中固定点冷却液温度压力参数，流量计105用以监测系统冷却液循环流量。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种5G基站液冷系统，其特征在于，所述系统包括一体式换热柜(1)、基站机柜(2)、机房(3)、干冷器(4)、液冷BBU(5)、液冷AAU(7)和通讯杆(8)；
所述液冷BBU(5)安装于基站机柜(2)内，所述基站机柜(2)放置于机房(3)内，所述液冷AAU(7)安装于通讯杆(8)上通过光纤(6)与液冷BBU(5)连接，所述干冷器(4)安装于机房外部。
2.如权利要求1所述的5G基站液冷系统，其特征在于，所述一体式换热柜(1)包含二次侧供液口(101)、二次侧回液口(102)、压力变送器(103)、温度变送器(104)、流量计(105)、中间换热器(106)、循环泵(107)、一次侧水箱(108)、一次侧供液口(109)、一次侧回液口(110)、二次侧水箱(111)。
3.如权利要求2所述的5G基站液冷系统，其特征在于，二次侧水箱(111)的出口通过循环泵(107)与二次侧供液口(101)连接，所述二次侧回液口(102)依次与流量计(105)、中间换热器(106)、二次侧水箱(111)的入口连接；所述一次侧回液口(110)与一次侧水箱(108)的入口连接，一次侧水箱(108)的出口依次与循环泵(107)、中间换热器(106)、一次侧供液口(109)连接。
4.如权利要求1所述的5G基站液冷系统，其特征在于，所述干冷器(4)包含干冷器冷却液入口(401)和干冷器冷却液出口(402)；
所述干冷器冷却液入口(401)通过干冷器供液管道(13)与一次侧供液口(109)连接；
干冷器冷却液出口(402)通过干冷器回液管(14)与一次侧回液口(110)连接。
5.如权利要求1所述的5G基站液冷系统，其特征在于，所述液冷BBU(5)包含BBU液冷模块供液口(501)、BBU液冷模块回液口(502)、BBU模块(503)和BBU液冷模块(504)；
所述BBU液冷模块供液口(501)通过BBU供液管道(11)与二次侧供液口(101)连接；
所述BBU液冷模块回液口502通过BBU回液管道(12)与二次侧回液口(102)连接。
6.如权利要求1所述的5G基站液冷系统，其特征在于，所述液冷AAU(7)包括AAU液冷模块供液口(701)、AAU液冷模块回液口(702)、AAU模块(703)和AAU液冷模块(704)；
所述AAU液冷模块供液口(701)通过AAU供液管道(9)与所述二次侧供液口(101)连接；
所述AAU回液口(702)通过AAU回液管道(10)与所述二次侧回液口(102)连接。
7.如权利要求5或6所述的5G基站液冷系统，其特征在于，所述BBU液冷模块(504)和AAU液冷模块(704)均采用冷板(15)结构或吹胀板(16)结构，通过导热界面材料直接贴合在发热芯片上部；所述冷板(15)具有冷板冷却液供液口(1501)、冷板冷却液回液口(1502)和冷板冷却液流道(1503)；所述吹胀板(16)结构具有吹胀板冷却液供液口(1601)、吹胀板冷却液回液口(1602)和吹胀板流道(1603)。
8.如权利要求1所述的5G基站液冷系统，其特征在于，所述液冷BBU(5)和液冷AAU(7)均设置有多个，每个液冷BBU(5)之间并联连接；每个液冷AAU(7)之间并联连接。
9.如权利要求1所述的5G基站液冷系统，其特征在于，一体式换热柜(1)分别与液冷AAU(7)和液冷BBU(5)连接形成二次侧冷却液回路；一体式换热柜(1)与干冷器(4)连接形成一次侧冷却液回路。
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