CN202004058U - 一种使用相变材料的基站蓄电池柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种使用相变材料的基站蓄电池柜，保护通信基站蓄电池不受环境高温的影响，由保温绝热材料、相变材料、温控系统等组成；相变材料利用固态变化为液态时的吸热储能原理，维持蓄电池柜内部的处于较低温度，保证蓄电池不因外部温度升高影响寿命，该相变材料利用昼夜温度的变化储能，相变材料在白天高温时吸收热量，降低蓄电池温度，在夜间低温时释放白天吸收的热量，每天一个循环，不需要提供更多的电能或其他能源，使用本实用新型，可以提高基站空调夏季的设置温度，甚至在夏季关闭空调，达到节能减排的效果。

Description

一种使用相变材料的基站蓄电池柜

技术领域

本实用新型涉及一种室内使用的蓄电池柜设备，尤其是一种用于室内基站的蓄电池柜。

背景技术

随着近年来通信业的飞速发展，交换、传输、数据、无线市话、卫星通信等设备，对通信供电的质量、种类、稳定性、可靠性等提出了更高的要求，通信电源系统运行质量的好坏直接关系到通信网的运行质量和通信安全，供电出现问题轻则影响通话和信息传递质量，重则中断通信，导致通信系统全阻，给社会带来不良影响，给企业造成巨大的经济损失；因而在通信网运行维护管理上，应对电源管理和维护在确保通信供电安全上提出更高的要求。

在通信系统中，电源系统是所有通信设备的能源支持，电源系统通常有主电源和备用电源两套系统，主电源为高频开关电源，备用电源为铅酸蓄电池，当主电源发生故障时、或当市电发生故障时，备用电源立即投入工作，保证通信的稳定可靠，直至主电源的故障排除。

铅酸蓄电池(以下简称蓄电池)最大的特点是价格便宜，可以大电流放电，没有记忆效应等，蓄电池是属于公知技术，其技术性能在此不详细叙述了；在此，说明一下蓄电池与温度的关系，在基站内温度为25℃时，蓄电池是很理想的备用电源；基站内温度升高时，对蓄电池失水干涸、热失控、正极板栅腐蚀和变形等都起到加速作用，当基站内温度升到50℃时，电池将因过热而严重缩短寿命，温度过低只会影响蓄电池容量(此为可逆的)，基本不影响蓄电池寿命，因此，防止蓄电池的温度过高，是保证备用电源可靠性的重要措施。

在移动通信网络中，局站、宏基站的机房内都使用蓄电池做备用电源，机房内安装有空调设备，保证机房内的温度稳定在20℃左右，可以使机房内的电池寿命一般可以达到10年以上，但是，代价是巨大的空调耗电量，基站设备中，空调耗电占整个基站设备耗电的40％以上，如果能降低空调的耗电量，对基站整体耗电将有很大的降低。

除蓄电池外，基站其他设备对基站内温度可以有较高的耐受程度，如果为了节约电能，关闭空调，蓄电池因为温度过高，导致寿命可能只有2～3年左右，频繁更换蓄电池，也将造成很大的浪费，目前，基站的设备厂商还没有好的解决方案。

发明内容

为了降低基站的能耗和解决电池寿命的矛盾问题，减少浪费，并达到节能减排的目的，本实用新型提供一种新的解决设备，在极少耗电情况下，解决了在基站的电池寿命问题。

所述实用新型是一种使用相变材料的蓄电池柜，所述实用新型适用于基站蓄电池，用于保护蓄电池不受环境高温的影响。所述实用新型由蓄电池柜柜体、保温绝热材料、相变材料、通风管道、温控系统等组成。

相变材料(PCM-Phase Change Material)是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质，相变材料由固态变为液态，或由液态变为固态的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热；相变材料可分为有机(Organic)和无机(Inorganic)相变材料，亦可分为水合(Hydrated)相变材料和蜡质(Paraffin Wax)相变材料；最常见的相变材料为水，当温度低至0℃时，水由液态变为固态，释放出大量的热量，当温度高于0℃时，水由固态变为液态；吸收大量的热量，利用相变材料这个原理，为蓄电池柜内部制造出一个温度相对稳定的环境。

所述实用新型为用于移动通信基站使用的蓄电池柜，柜内四壁安装有保温绝热材料，保温绝热材料内，安装有相变材料，通风管道安装在蓄电池柜柜体上，通风管道开口在基站室外，蓄电池柜柜体上还安装有温控系统，蓄电池安装在蓄电池柜内，蓄电池柜柜体内与基站室内形成了两个独立的温度环境，因外其他设备对温度的耐受温度比较高，这样就可以适当的提高基站空调的设置温度，甚至可以关闭空调，以节约电能；所使用的相变材料的相变点选择在低于影响蓄电池寿命的温度以下，在常温下相变材料为固态状态，室外为常温时，温控系统开启通风，保持柜体内温度为常温状态，抵御基站内较高温度热量的侵入，当基站外温度升高时(如白天日照原因)，温控系统关闭，虽然有保温绝热材料维持蓄电池柜内的温度，基站内较高的温度会透过保温绝热材料缓慢传导进蓄电池柜内，当蓄电池柜内温度达到相变材料的相变点时，相变材料开始相变，从固态变化为液态，在相变过程过中吸收大量的热能量，继续维持蓄电池柜柜体内的较低温度，保证蓄电池柜内温度不会升高到影响蓄电池寿命；当基站外温度降低到蓄电池柜柜体内温度以下时(如夜间)，温控系统开启，把蓄电池柜内热量散发到基站外环境中，当温度降低到相变点以下时，相变材料开始相变，从液态转变为固态，释放出已经吸收的热能量，完成一次循环过程。

所述实用新型应用于昼夜温差大的地区，相变材料在白天吸收热量，在夜间释放白天吸 收的热量，每天一个循环，保护蓄电池柜内温度不影响蓄电池寿命，根据基站蓄电池容量(对应蓄电池质量)、基站内温度，和当地夏季昼夜温差数据，以及保温绝热材料性能，配置相应数量的相变材料，就能够保证蓄电池柜内温度在允许范围内。

这样，利用昼夜温差变化，和通风扇的耗电量，不需要空调那样大的电力消耗，就能使蓄电池的基站内蓄电池不因温度而影响寿命；以中国移动通信公司为例，目前基站总数就超过50万个，加上中国联通、中国电信，基站数目就更大，如果都使用该实用新型，将节省很大一笔电量开支，能极大的提高节能减排的效果。

所述实用新型除应用于通信行业外，也可以应用于电力、石油等行业，换用不同的相变材料，也可以应用于其他领域。

附图说明

图1是所述实用新型系统结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，所述实用新型包含有：蓄电池柜柜体1、保温绝热材料2、相变材料4、温控系统等组成；蓄电池柜柜体1内安装有保温绝热材料2，本实例中使用的苯板为保温绝热材料2，在保温绝热材料2内侧，安装有相变材料4，本实例中使用的相变材料为水合相变材料，相变点选择在24℃，相变材料4内部的空间用于安装蓄电池8，中间隔板7为安装多层电池使用；相变材料4的用量，根据基站内空调设置温度、当地昼夜温差数据，以及保温绝热材料2的保温性能确定，保证在当地最高的温度下，蓄电池8温度不会上升到影响寿命的程度。

温控系统由出风孔5、进风孔15、风扇6、内部测温元件12、外部测温元件11和控制电路9等组成，进风孔15为进风通道，进风孔15安装在蓄电池柜柜体1上部，出风孔5为出风通道，出风孔5在蓄电池柜柜体1下部，进风孔15和出风孔5的一端位于在柜体1内，另一端穿过基站墙壁，与基站外环境连通，内部测温元件12安装在柜体1内，用于测量柜体1内部温度，进风孔15的管道无保温，外部测温元件11安装在进风孔15内，既保护了外部测温元件11，又可以到检测室外温度；进风孔15上安装有活动门10，出风孔5上还安装风扇6，不通风时，进风孔15上活动门10处于关闭状态，通风时，风扇6启动，通过出风孔5向机柜外排风，进风孔15活动门10在风力作用下，为打开状态。

当基站外温度低于柜内温度时，如夜间，控制电路9根据内部测温元件12和外部测温元件11测得的蓄电池柜柜体1内和基站室外的温度，启动风扇6通风，进风孔15上活动门10打开，较冷的空气从上部进风孔15中吸入，为相变材料4、蓄电池8降温，较热的空气从下部出风孔5中排出基站外环境中；当温度低于相变材料4的相变点24℃时，相变材料4从液态转变为固态，并释放出大量热量，为下次相变吸收热量做好了准备，相变材料4释放出的热量被流动的风带到基站外环境中；当基站外温度回升时，控制电路9根据外部测温元件11测得的温度，停止风扇6通风，进风孔15上的活动门10关闭，停止了柜体1与外界的热量交换，形成一个密闭空间，依靠相变材料4相变溶解吸收热量和保温绝热材料2保温作用，保证蓄电池8白天时间温度不会升高30℃以上，不会到影响到蓄电池8的寿命。

其他部分如控制电路等为公知技术，在此不再叙述。

Claims (2)

1.一种使用相变材料的基站蓄电池柜，其特征在于：蓄电池柜柜体(1)内部安装有保温绝热材料(2)，保温绝热材料(2)内安装有相变材料(4)，蓄电池柜柜体(1)还安装有温控系统，温控系统的进风孔(15)在蓄电池柜柜体(1)上部，温控系统的出风孔(5)在蓄电池柜柜体(1)下部，进风孔(15)和出风孔(5)的其中一端位于在柜体（1）内，进风孔(15)上安装有活动门(10)，出风孔(5)上安装风扇(6)。

2.根据权利要求1所述一种使用相变材料的基站蓄电池柜，其特征在于：内部测温元件(12)安装在蓄电池柜柜体(1)内，外部测温元件(11)安装在进风孔(15)中。 

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