CN211739384U - 一种被动降温式无外电无人值守设备间 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种被动降温式无外电无人值守设备间，属于与建筑工程技术领域，包括箱房结构的设备间本体和被动降温系统，所述被动降温系统包括蓄热水箱、屋顶散热器和顶置换热器，所述蓄热水箱、屋顶散热器和顶置换热器通过水管依次循环连接，所述屋顶散热器设置在设备间本体的外部，所述蓄热水箱和顶置换热器设置在设备间本体的内部，所述屋顶散热器的位置高于蓄热水箱或顶置换热器的位置。采用本方案后，能够解决现有技术设备间温度控制差，能源消耗大的技术问题。

Description

一种被动降温式无外电无人值守设备间

技术领域

本实用新型涉及建筑工程领域，特别涉及一种被动降温式无外电无人值守设备间。

背景技术

热带地区太阳辐射强，日照时间长，太阳直射下建筑内部容易产生高温；室内散热设备多，功率大，一天内会产生大量热量；当设备处于高温环境中，容易产生宕机或影响正常使用寿命；无人值守，围护周期较长，且人工进行设备维护较为困难。

建筑遮阳通风及建筑隔热：外部太阳辐射强烈，环境温度高，当仅做遮阳通风处理时，炎热时段外部空气仍携带大量热量进入室内，造成超温危险；为防止外部热量进入室内，需做绝热处理；而当采用隔热措施时，设备产热在室内大量集聚；

太阳能发电空调：由于需要太阳能发电，传统空调耗电量大，无法长时间使用，且室内出现高温时往往是白天最炎热时段，空调工作环境较差，工作效率低；

被动式水冷系统：能满足一定内外温差下冷却需要，但是在连续昼夜温差较小或白天极端高温时，水冷系统容易失效，无法满足全年稳定运行的要求。

有鉴于此，本实用新型提供一种被动降温式无外电无人值守设备间，本案由此产生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于一种被动降温式无外电无人值守设备间，以解决现有技术设备间温度控制差，能源消耗大的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种被动降温式无外电无人值守设备间，包括箱房结构的设备间本体和被动降温系统，所述被动降温系统包括蓄热水箱、屋顶散热器和顶置换热器，所述蓄热水箱、屋顶散热器和顶置换热器通过水管依次循环连接，所述屋顶散热器设置在设备间本体的外部，所述蓄热水箱和顶置换热器设置在设备间本体的内部，所述屋顶散热器的位置高于蓄热水箱或顶置换热器的位置。

进一步的，所述屋顶散热器为倾斜方式布置，其高位一端通过第二与蓄热水箱连接，低位一端通过第二水管与顶置换热器连接。便于屋顶散热器在夜间降温后向顶置换热器输送温度较低的水，并从蓄热水箱处接纳温度较高的水。

进一步的，所述顶置换热器为倾斜方式布置，其高位一端通过第三水管与蓄热水箱连接，低位一端通过第二水管与顶置散热器的低位一端连接。便于在日间工作时从蓄热水箱处得到温度较低的水，并将其内部温度较高的水交换至蓄热水箱。

进一步的，所述蓄热水箱为倾斜方式布置，其高位一端通过第一水管与屋顶散热器的高位一端连接，低位一端通过第三水管与顶置换热器连接。便于在日间工作时接纳从顶置换热器接纳温度较高的水，并将其内部温度较低的水交互至顶置换热器处。

进一步的，所述第三水管的管径大于第二水管或第一水管。在蓄热水箱和顶置换热之间需要进行对流操作，设置较大管径的第三水管，有利于减少流阻，提高两者之间的水交互效能。

进一步的，所述屋顶散热器外缘载附有辐射制冷膜或反射隔热涂料。辐射制冷膜或反射隔热涂料具有较好的隔热效果，制冷效果优异，能够起到抑制屋顶散热器升降幅度的作用。

进一步的，所述设备间本体外侧载附有辐射制冷膜或反射隔热涂料。辐射制冷膜或反射隔热涂料具有较好的隔热效果，制冷效果优异，能够起到抑制设备间内温度升降幅度的作用。

采用本方案后，对比现有技术，具有以下有益好处：

本方案一种被动降温式无外电无人值守设备间，通过在被动降温系统中注冷却介质（包括水、冷却液等，以下简称为水），并依循设备间24小时工作的热量总额和环境温差效应，确定被动降温系统的尺寸及注水总量，从而通过水的蓄冷和交互的操作实现对设备间内的降温操作，并使设备间内部的设备处于稳定工作状态，本方案被动降温系统基本无需外电支持运转，也无需人工值守和判定，具有结构简单，运转可靠，使用寿命长的特点，适合热带地区太阳辐射强，日照时间长的环境中运用，特别适合如海洋观察站、野外科研站或气象观察站的无人化监控站点的运用，具有较好的推广意义。

附图说明

图1为优选实施例整体结构示意图。

图2为优选实施例被动降温系统结构示意图。

图3为优选实施例被动降温系统侧面结构示意图。

具体实施方式

本方案的初衷是为合如海洋观察站、野外科研站或气象观察站的无人化监控站点等这类设置在热带或海岛等日照强辐射大的设备间，提供稳定可靠的散热解决方案，并且能实现无人值守，无需外电支持的工作要求，使设备间内部保持合理的工作温度，并使其内部的仪器设备持续稳定的工作。

参考图1图2图3，一种被动降温式无外电无人值守设备间，包括箱房结构的设备间本体3和被动降温系统1，被动降温系统1包括蓄热水箱11、屋顶散热器13和顶置换热器15，该三者之间通过第一水管12、第二水管14和第三水管16依次循环连接，形成一个相对密封的循环空间，屋顶散热器13设置在设备间本体3的外侧顶部，蓄热水箱11和顶置换热器15设置在设备间本体3的内部，通常设置在设备间本体3空间内靠近其顶部的位置。

屋顶散热器13为倾斜方式布置，其结构为单根回旋式管路设计，在管路的外缘布置有多片翅片，用于增加和空气的接触面积，其管路的高位一端通过第一水管12与蓄热水箱11的高位一端，其低位一端通过第二水管16与顶置换热器15的低位一端连接，从而便于屋顶散热器13在夜间降温后向顶置换热器15输送温度较低的水，并便于从蓄热水箱11处接纳温度较高的水，为了减少日照对屋顶散热器13的影响，在屋顶散热器13正对阳光日照方向设置有光伏板51，同时光伏板51具有发电功能，能够为设备间的设备提供一定的电力支持；

顶置换热器15为倾斜方式布置，其内部结构有多支平行设置通水管，通水管的外缘也设有多片翅片，用于增加和空气的接触面积，并在该通水管的两端连接均设置有与之贯穿的集水槽（其整体结构类似于汽车的散热水箱），在顶置换热器16高位一端的集水槽处通过第三水管16与蓄热水箱的低位一端连接，其低位一端通过第二水管14与顶置散热器13的低位一端连接，从而便于在日间工作时从蓄热水箱处得到温度较低的水，并将其内部温度较高的水交换至蓄热水箱；

蓄热水箱11为倾斜方式布置，主要功能为蓄水，其高位一端通过第一水管12与屋顶散热器13的高位一端连接，低位一端通过第三水管16与顶置换热器15连接，从而便于在日间工作时接纳从顶置换热器15接纳温度较高的水，并将其内部温度较低的水交互对流至顶置换热器15处；为了更好的提高蓄热水箱11和顶置换热器15之间水的交互对流，第三水管16的管径大于第二水管14或第一水管12，从而有利于减少流阻，提高两者之间的水交互效能。

为了更好实现隔温散热效果，在设备间本体3的外缘和屋顶散热器13的表面均贴敷有辐射制冷膜或涂刷有反射隔热涂料，辐射制冷膜为优质憎水材料，具有疏水、疏油、防污、不吸沙砾灰尘的特性，通过超材料设计，具备高红外辐射率和高太阳光反射率，利用红外辐射大气窗口，可将接触物体热量以红外电磁波的方式传递至外太空冷源，辐射过程大气无干涉无吸收，且无需消耗额外能源，制冷效果优异，设备房外表面贴覆辐射制冷膜后，通过被动式冷却技术，可将电力通讯及控制设备运行时产生的大量热量朝外散热，而热反射隔热涂料，是以热辐射反射为主要技术手段，以红外发射（亦可称“散热”）为辅助手段达隔热效果的功能性涂料，起到使被涂物增加抑制温度升降幅度的作用。

在实际应用中，设备间的围护也是为隔热保温材料，并在有辐射制冷膜或涂刷有反射隔热涂料的作用下，能够阻隔外部不良环境的作用，在设备间本体3的内部，有较多的设备运行，其将产生热量；

被动降温系统1在经过一个晚上的散热降温后，进入日间模式，其内部的水，特别是顶置换热器15和蓄热水箱11内部的水被冷却到夜间的气温状态，如此时其水温为25℃；当白天设备间的设备运行，使其设备间内部的热空气上升，当上升的热空气接触到顶置换热器15处并与其翅片及通水管表面接触，由于其温度较低，热空气预冷下降，而顶置换热器15的水则被逐渐加温，在这个过程中，顶置换热器15内部温度较高的水汇聚在其高位的集水槽处，并在第三水管16的作用下，逐渐和蓄热水箱11内部的水对流交换，经过如此长时间的运转，设备间的温度被控制在合理的范围内，同时蓄热水箱11和顶置换热器15内部的水被加热到一定的温度，如35℃；

此后随着时间的推移，进入夜间模式，顶置换热器15及蓄热水箱11依旧能够对设备间内进行降温操作的同时，在屋顶散热器13处，夜间的环境的冷空气通过管路及翅片表面，使屋顶散热器13内部的水降温，其中较冷的水因为水温的密度差及对流作用，被聚积在屋顶散热13的低位位置，并通过第二水管14，逐渐进入顶置换热器15内部，并同时从蓄热水箱11处通过第一水管12补充得到温度较高的水，如此循环，经过一个夜间的降温操作，从而使得顶置换热器15和蓄热水箱11内部的水被冷却到较低的温度；

综上所述，本方案一种被动降温式无外电无人值守设备间，通过在被动降温系统1中的水，并依循设备间24小时工作的热量总额和环境温差效应，确定被动降温系统的尺寸及蓄水总量，从而通过水的蓄冷和交互的操作实现对设备间内的降温操作，并使设备间内部的设备处于稳定工作状态，本方案被动降温系统基本无需外电支持运转，也无需人工值守和判定，具有结构简单，运转可靠，使用寿命长的特点，适合热带地区太阳辐射强，日照时间长的环境中运用，特别适合如海洋观察站、野外科研站或气象观察站的无人化监控站点的运用，具有较好的推广意义。

Claims (7)

1.一种被动降温式无外电无人值守设备间，其特征在于：包括箱房结构的设备间本体和被动降温系统，所述被动降温系统包括蓄热水箱、屋顶散热器和顶置换热器，所述蓄热水箱、屋顶散热器和顶置换热器通过水管依次循环连接，所述屋顶散热器设置在设备间本体的外部，所述蓄热水箱和顶置换热器设置在设备间本体的内部，所述屋顶散热器的位置高于蓄热水箱或顶置换热器的位置。

2.根据权利要求1所述的一种被动降温式无外电无人值守设备间，其特征在于：所述的所述屋顶散热器为倾斜方式布置，其高位一端通过第二与蓄热水箱连接，低位一端通过第二水管与顶置换热器连接。

3.根据权利要求1所述的一种被动降温式无外电无人值守设备间，其特征在于：所述顶置换热器为倾斜方式布置，其高位一端通过第三水管与蓄热水箱连接，低位一端通过第二水管与顶置散热器的低位一端连接。

4.根据权利要求1所述的一种被动降温式无外电无人值守设备间，其特征在于：所述蓄热水箱为倾斜方式布置，其高位一端通过第一水管与屋顶散热器的高位一端连接，低位一端通过第三水管与顶置换热器连接。

5.根据权利要求3或4所述的一种被动降温式无外电无人值守设备间，其特征在于：所述第三水管的管径大于第二水管或第一水管。

6.根据权利要求1所述的一种被动降温式无外电无人值守设备间，其特征在于：所述屋顶散热器外缘载附有辐射制冷膜或反射隔热涂料。

7.根据权利要求1所述的一种被动降温式无外电无人值守设备间，其特征在于：所述设备间本体外侧载附有辐射制冷膜或反射隔热涂料。

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