KR19990029347A - 기지국 열 조절 시스템 - Google Patents

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KR19990029347A
KR19990029347A KR1019980034482A KR19980034482A KR19990029347A KR 19990029347 A KR19990029347 A KR 19990029347A KR 1019980034482 A KR1019980034482 A KR 1019980034482A KR 19980034482 A KR19980034482 A KR 19980034482A KR 19990029347 A KR19990029347 A KR 19990029347A
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진규한 제이크
에이. 플로레스 마이클
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윤종용
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Abstract

본 발명은 2 단계 기지국 인클로저(enclosure) 열 조절 시스템에 관한 것으로 그에 관하여 개시되어 있다. 그 시스템은 메인챔버(main chamber) 및 그와 분리된 배터리챔버(battery chamber)를 가열, 냉각하여 온도 조절할 수 있으면서도 압축기 냉각 시스템을 필요로 하지 않는다.

Description

기지국 열 조절 시스템
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 무선 통신 시스템의 기지국 인클로저(enclosure)의 가열, 냉각 시스템 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 이동국(10), 기지국(20), 이동국에서 기지국으로 전송되는 전자기파 통신링크를 나타내는 역방향링크(30), 기지국에서 이동국으로 전송되는 전자기파 통신링크를 나타내는 정방향링크(40)를 포함하는 무선 통신 시스템을 도시한다.
셀룰라 원리에 근거한 이와 같은 무선 통신 시스템에서 서비스지역(49)은 도 2에 나타난 바와 같이 셀(cells) 이라 불리는 (따라서 그 명칭은 셀룰라라 함) 다수의 작은 지역(50,52,54,56)으로 나뉘어 진다. 각각의 셀에는 기지국 트랜시버 서브시스템 (Base Station Transceiver Subsystem: BTS)이라는 무선장치가 구비되어 있는 셀 사이트(site)(58,60,62,64)가 있다. 특정 지역내에 마크로 셀, 마이크로 셀, 피코 셀 등 단계적 유효범위를 가지게 하기 위한 다수의 셀 레이아웃(layout)이 제공될 수 있으며 마크로 셀은 가장 넓은 영역을 가지며 피코 셀은 가장 좁은 영역을 가진다. 피코 셀은 빌딩의 내부용, 특정지역(캠퍼스, 운동장, 공항, 쇼핑몰)용, 마크로 셀 또는 미니 셀의 보충용, 특별한 행사지역 또는 자연 재해지역에 대한 임시용, 원격지용으로 사용될 수 있다.
도 3에 나타난 바와 같이 기지국 트랜시버 서브시스템 66'는 이동가입자나 이동국(10)에 링크를 제공한다. 기지국 서브시스템 66과 66'는 기지국 콘트롤러(BSC)(70)에 연결되어 있고 하나 또는 그 이상의 안테나(67, 67')를 포함한다. 다수의 기지국 트랜시버 서브시스템이 기지국 콘트롤러에 연결될 수도 있다. 각각의 기지국 콘트롤러는 이동교환센터(Mobile Switching Center:MSC)(72)에 연결되며 이동교환센터는 공중교환 전화통신망(PSTN)에 연결된다.
도 4에 나타난 바와 같이 기존의 기지국 트랜시버 서브시스템(66)은 5개의 주요 기능 블럭을 포함한다. 5개의 주요 기능 블럭은 RF 전단(front end)(74), 다수의 트랜시버(76), 다수의 모뎀 프로세서(78), 콘트롤러(80), 다수의 배터리를 포함하는 배터리 백업 유니트(battery backup unit)(82)이다. 콘트롤러(80)는 T1 또는 E1 라인(81)을 통해 기지국 콘트롤러(70)에 접속되고, RF 전단(74)은 일반적으로 탑(tower)이나 전주(pole)의 최상부에 설치된 안테나(67)에 연결된다.
전형적인 시스템에서는, 도 4에 나타난 5개의 주요 기능 블록은 하나 또는 그 이상의 하우징(housing)에 담겨져 있다. 하우징은 전형적으로는 그 안의 전자장치를 패키지하고 또한 유해한 외부환경의 영향이나 허락받지 않은 접근으로부터 보호하기 위해 용접 밀폐된 인클로저(enclosure)이다. 전자장치들을 메인챔버에 위치시키는 것과는 달리 배터리 백업유니트(82)의 배터리는 공업규격을 맞추기 위해 메인챔버에서 분리되고 밀봉된 배터리챔버에 보관하는 것이 전형적인 예이다.
기지국 트랜시버 서브시스템 유니트(66)는 실내뿐 아니라 온도가 -40℃에서 +50℃까지 변화되는 실외에도 설치되기 때문에 기지국 트랜시버 서브시스템 작동중 인클로저(enclosure) 내부온도를 +5℃에서 +65℃까지로 제어하기 위해 가열/냉각 온도조절 시스템이 필요하다. 기존의 기지국 가열/냉각 온도조절 시스템은 압축기 냉각 시스템 또는 기존의 평판 열교환기를 이용하는 1 단계 가열/냉각 공정을 사용하여 왔다. 그러한 시스템은 실패비율이 높고 유지 비용이 비싼 문제가 있다. 또한 그러한 시스템은 운송, 설치, 제거를 매우 어렵게 할 정도로 불필요하게 무겁고 크며, 특히 압축기 냉각 시스템을 이용하는 경우에는 불필요하게 많은 에너지가 소모된다. 이에 더하여, 배터리 백업 유니트(82)의 배터리들은 메인챔버(110)와 분리된 챔버에 보관되므로 배터리들은 가열과 냉각을 받지 못하게 된다 (메인챔버에서 분리되므로).
따라서, 압축기 냉각 시스템이 필요하지 않으면서도 메인챔버뿐만 아니라 배터리챔버의 가열 및 냉각 온도 조절도 가능하게하는 기지국 가열/냉각 시스템이 필요하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 기지국 인클로저(enclosure)를 가열 및 냉각하는 시스템과 방법을 제공하는 데 있다. 본 발명의 기지국 열 조절 시스템은 메인챔버(main chamber)에서 분리되고 밀봉된 배터리챔버(battery chamber)의 배터리뿐만 아니라 메인챔버의 전자장치의 온도조절을 위한 2 단계 가열/냉각 공정을 제공하기 위한 열 파이프와 열 전기 장치를 포함한다.
인클로저(encosure) 열 조절 시스템은 폐쇄루프챔버(closed loop chamber)에 인접하는 대기챔버(大氣챔버;ambient chamber), 폐쇄루프챔버에 인접하는 배터리챔버(battery chamber), 대기챔버(大氣챔버;ambient chamber)에 외부 공기를 공급하는 공급구멍(supply vent), 대기챔버 및 폐쇄루프챔버와 열 교환관계에 있는 하나 또는 다수의 열 파이프(heat pipes), 대기챔버 및 폐쇄루프챔버와 열 교환관계에 있는 하나 또는 다수의 열 전기 냉각장치(thermal electric cooling elememts), 대기챔버와 공기교환관계에 있는 외부팬(external fan), 대기챔버로부터 공기를 배출하는 배출구멍(exhaust vent), 폐쇄루프챔버의 공기 교환을 하는 내부팬(internal fan)및 폐쇄루프챔버, 배터리챔버와 열 교환관계에 있는 히트 싱크(heat sink)를 포함한다.
또한, 외부팬은 외부공기를 공급구멍을 통하여 받아들여, 열 파이프와 열 전기 냉각장치를 통과하게 하고 배출구멍을 통하여 외부에 배출시키는 작용을 한다. 내부팬은 내부공기를 열 파이프를 통하게 하거나 열 전기 냉각장치를 통하게 하는 작용을 한다. 내부팬은 또한 내부공기를 히트 싱크를 통하게 하기도 한다. 열 조절 시스템은 내부팬과 공기 교환관계에 있는 공기관을 포함하기도 한다. 이에 더하여 배터리챔버는 절연될 수 도 있다. 대기온도가 50℃정도일 때 배터리챔버의 온도는 약 55℃로 유지될 수 있다. 또한 배터리챔버는 가열될 수도 있다. 열 전기 냉각장치는 폐쇄루프챔버를 가열하기 위해 사용할 수도 있다. 폐쇄루프챔버의 온도를 조정하기 위해 온도조절장치가 사용될 수 있다. 또한 열 조절 시스템 콘트롤러가 열 전기 냉각 장치의 작동을 조절하기 위해 사용될 수 있다. 시스템 콘트롤러가 내부팬과 외부팬의 동작 속도를 조절하기 위해 사용될 수도 있다. 또한 열 조절 시스템 콘트롤러는 폐쇄루프챔버의 온도를 조정하기 위해 온도조절장치를 사용할 수 있다. 다른 관점에서의 본 발명은 폐쇄루프챔버(closed loop chamber)에 인접하는 대기챔버(ambient chamber), 페쇄루프챔버에 인접하는 배터리챔버(battery chamber), 대기챔버에 외부 공기를 공급하는 공급구멍(supply vent), 대기챔버 및 폐쇄루프챔버와 열 교환하는 하나 또는 다수의 열 파이프(heat pipes), 대기챔버와 공기교환 작용하는 외부팬(external fan), 대기챔버로부터 공기를 배출하는 배출구멍(exhaust vent), 폐쇄루프챔버의 공기 교환을 하는 내부팬(internal fan)및 폐쇄루프챔버, 배터리챔버와 열 교환하는 히트 싱크(heat sink)를 포함하는 인클로저(enclosure) 열 조절 시스템을 포함한다.
또한, 외부팬은 외부공기를 공급구멍을 통하여 받아들여, 열 파이프를 통과하게 하고 배출구멍을 통하여 외부에 배출시키는 작용을 한다. 내부팬은 내부공기를 열 파이프를 통하게 하거나 히트 싱크를 통하게 하기도 한다. 열 조절 시스템은 내부팬과 공기 교환작용하기 위한 공기관을 포함하기도 한다. 이에 더하여 배터리챔버는 가열될 수 도 있다. 하나 또는 그 이상의 열 전기 냉각장치는 폐쇄루프챔버를 가열하기 위해 사용할 수도 있다. 폐쇄루프챔버의 온도를 조정하기 위해 온도조절장치가 사용될 수 있다. 또한 열 조절 시스템 콘트롤러가 내부팬과 외부팬의 작동을 조절하기 위해 사용될 수 있다. 시스템 콘트롤러가 또한 내부팬과 외부팬의 동작 속도를 조절하기 위해 사용될 수 있다.
또 다른 관점에서의 본 발명은 폐쇄루프챔버(closed loop chamber)에 인접하는 대기챔버(ambient chamber), 폐쇄루프챔버에 인접하는 배터리챔버(battery chamber), 대기챔버에 외부 공기를 공급하는 공급구멍(supply vent), 대기챔버 및 폐쇄루프챔버와 열 교환하는 하나 또는 다수의 열 전기 냉각 장치(thermal electric cooling elements), 대기챔버와 공기교환 작용하는 외부팬(external fan), 대기챔버로부터 공기를 배출하는 배출구멍(exhaust vent), 폐쇄루프챔버의 공기 교환을 하는 내부팬(internal fan)및 룹챔버, 배터리챔버와 열 교환하는 히트 싱크(heat sink)를 포함하는 인클로저(enclosure) 열 조절 시스템을 포함한다.
또한, 외부팬은 외부공기를 공급구멍을 통하여 받아들여, 열 전기 냉각장치를 통과하게 하고 배출구멍을 통하여 외부에 배출시키는 작용을 한다. 내부팬은 내부공기를 열 전기 냉각장치를 통하게 하거나 히트 싱크를 통하게 하는 작용을 한다. 열 조절 시스템은 내부팬과 공기 교환하기 위한 공기관을 포함하기도 한다. 이에 더하여 배터리챔버는 가열될 수 도 있다. 열 전기 냉각장치는 폐쇄루프챔버를 가열하기 위해 사용될수도 있다. 폐쇄루프챔버의 온도를 조정하기 위해 온도조절장치가 사용될 수 있다. 또한 열 조절 시스템 콘트롤러가 내부팬과 외부팬의 작동을 조절하기 위해 사용될 수 있다. 시스템 콘트롤러가 또한 내부팬과 외부팬의 동작 속도를 조절하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명은 또한 공급구멍 및 외부팬은 대기챔버와 공기 교환작용을 하며 대기챔버는 페쇄루프챔버와 인접하며 폐쇄루프챔버는 배터리챔버와 인접한 상태에서 외부팬을 사용하여 공급구멍에 외부공기를 받아들이는 단계, 공기를 대기챔버 및 폐쇄루프챔버와 열 교환하는 하나 또는 다수의 열 전기 냉각 장치를 통과하게 하는 단계, 대기챔버와 공기교환 작용하는 배출구멍을 통하여 공기를 배출하는 단계 및 폐쇄루프챔버의 공기교환 작용하는 내부팬과 폐쇄루프챔버, 배터리 챔버와 열교환하는 히트 싱크를 가지며 내부팬을 사용하여 내부공기를 히트싱크를 통과하게 하여 순환시키는 단계를 포함하는 인클로저(enclosure) 열 조절 방법을 제공한다.
이러한 열 조절 방법은 또한 내부공기를 열 전기 냉각 장치를 통과하게 하는 단계 및/또는 내부팬을 사용하여 내부공기를 내부팬과 공기교환관계에 있는 공기 관을 통하게 하는 단계 및/또는 열 전기 냉각장치를 사용하여 폐쇄루프챔버를 가열시키는 단계 및/또는 내부팬 및 외부팬의 동작속도를 변화시키는 단계 및/또는 대기챔버, 폐쇄루프챔버와 열교환 관계에 있는 하나 또는 다수의 열 파이프를 통과한 내부공기를 끌어당기는 단계를 포함한다. 그러한 방법은 내부공기를 열 파이프를 통과하게 하는 단계를 포함시키기도 한다.
본 발명의 한 가지 장점은 압축기 냉각 시스템이 필요하지 않은 기지국 열 조절 시스템을 공급하는 데 있다.
본 발명의 다른 장점은 기지국의 배터리챔버뿐만 아니라 메인챔버도 가열하고 냉각하는 열 조절 시스템의 제공이 가능하다는 점이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 무선 통신 시스템 도형도이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 셀룰라 통신 그리드(grid) 및 셀 사이트(site) 도형도이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 지상 PSTN 에 연결된 기지국 트랜시버 시스템(Base Transceiver System: BTS)의 블록도이다.
도 4는 종래의 기술에 따른 기지국 트랜시버 시스템의 기능 블록도이다.
도 5a, 5b, 5c 는 각각 본 발명에 따른 기지국 열 조절 시스템의 측면도, 정면도, 투시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 냉각 파이프의 투시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 열 전기 냉각(Thermoelectric Cooling :TEC) 장치의 투시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 열 전기 냉각장치의 냉각 과정을 나타낸다.
도 9는 도 5a,5b,5c 의 일부를 잘라낸 열조절 시스템의 측면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 조절 시스템의 작동을 나타내는 그래프이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
이하에서 기술하는 본 발명의 바람직한 일 실시예는 피코 셀 기지국에 관한 것이다. 그러나 마크로 셀, 마이크로 셀을 포함하는 무선 통신 시스템에서의 어떤 기지국 시스템에서도 본 발명은 이용될 수 있을 것이다.
도 5a, 5b, 5c에는 본 발명에 따른 기지국 열 조절 시스템(HMS)의 측면도, 정면도, 투시도가 각각 도시되어 있다. 시스템(100)은 폐쇄루프챔버(110)를 형성하는 메인인클로저(main enclosure)(105)를 포함한다. 메인인클로저는 폐쇄루프챔버(110)에서 분리되고 밀봉된 배터리챔버(120)를 형성하는 배터리하우징(115)을 둘러싼다. 배터리하우징(115)은 외부전력이 끊긴 경우에 시스템(100)에 배터리백업 가능하게 하는 하나 또는 그 이상의 배터리(125)를 포함한다. 도 4의 장치의 일부 또는 전부의 기능실현을 위한 인쇄회로기판(PCBs)(130) 및 관련 전자장치가 폐쇄루프챔버(110)에 하우징된다.
도 5a와 도 5c에 도시한 바와 같이 외부팬(135)과 내부팬(140)의 2가지 팬이 있다. 외부팬(135)은 폐쇄루프챔버(110) 외부에서 대기챔버(103)에 공기를 불어 넣으며 내부팬은 폐쇄루프챔버(110) 내부공기를 순환시키기 위한 것이다. 외부팬(135)과 내부팬은(140)은 챔버분리판(145)으로 분리되어 있어 폐쇄루프챔버내에서의 내부공기 순환이 가능하게 된다. 시스템(100)은 대기챔버와 공기교환 관계에 있는 두 개의 공기구멍(공급공기구멍(150), 배출공기구멍(155))을 갖는다. 공급공기구멍(150)은 대기챔버의 윗부분에 위치하고 있고, 배출공기구멍(155)은 배터리 보관부분의 옆부분인 대기챔버 아랫부분에 위치한다. 외부팬(135)의 흡입력에 의해 공급공기구멍(150)을 통하여 외부의 공기를 대기챔버에 받아들이고, 열 파이프(160)를 통과하게 하여 1 단계 냉각이 이루어진다. 냉각된 공기는 열 전기 냉각장치(TEC)를 통과하게 하여 2 단계 냉각이 이루어진다. 그리고 배출공기구멍(155)을 통하여 배출된다. 냉각된 공기는 인클로저(enclosure)(105)내에서 내부팬(140)에 의해 히트싱크(170)를 통과하게 된다. 히트싱크판은 배터리챔버(120)을 폐쇄루프챔버(110)로부터 분리하고 차단한다. 냉각공기가 히트싱크(170)의 표면을 지나갈 때 히트싱크의 뜨거운 쪽(배터리챔버)과 찬 쪽(룹챔버)사이에 열 전달이 생긴다. 배터리(125)에 의해 최소한도의 열이 발생하기 때문에 히트싱크(170) 표면과 내부순환 공기사이에 열전달이 이루어지게 하여 배터리챔버(120) 온도를 55℃로 유지시켜야 한다 (외부 공기온도가 50℃일 때). 배터리챔버 벽은 태양광선을 막기위해 그리고/또는 열 방출을 방지하기 위해 단열되기도 한다. 히트싱크(170)의 표면은 열전달 표면적을 증가시키기 위해 지느러미모양(finned)의 배열을 하기도 한다. 내부공기 순환은 부가적으로 내부 공기관(147)과 내부판(148)으로 유도하여 일정한 방향성을 갖게 하기도 한다.
도 6에는 냉각 열 파이프(160)의 자세한 투시도가 나타나 있다. 도시된 바와 같이 열은 열 파이프의 왼쪽으로 들어가 오른쪽(162)으로 나간다. 열 파이프(160)는 파이프의 왼편에서는 증발기(evaporator)의 작용을 하고 파이프의 오른편에서는 콘덴서 작용을 하는 심지(wick)를 포함한다.
도 7은 열 전기 냉각 장치(TEC)(165)의 자세한 투시도이다. 도시된 바와 같이 열 전기 냉각 장치는 차가운 쪽 절연체(215)와 뜨거운 쪽 절연체(220)를 포함한다. 열은 차가운 쪽에서 흡입되고 뜨거운 쪽에서 방출된다. 열 전기 냉각장치(165)는 또한 양쪽에 전도성 물질(230)로 도금된 p형, n형 반도체 그리드(grid)를 포함한다. 또한 그리드(grid)(225)에 전압포텐셜을 도입하는 양극선(235)과 음극선(240)을 포함한다.
도 8은 열 전기 냉각장치(165)의 동작을 설명하며 사용되는 참조번호는 도 7의 참조번호와 동일 또는 유사한 장치를 가리킨다. 직류전압원(245)이 양극선(235)과 음극선(240)사이에 걸리면 전자가 뜨거운 쪽(215)에서 차가운 쪽(220)으로 열을 전달한다. 열 전기 냉각장치(165)를 가로지르는 열 흐름의 방향은 부가된 전압원의 극을 바꾸면 반대로 될 수 있다.
도 9에는 5a,5b,5c 에 나타난 기지국 열 조절 시스템의 시스템 동작을 설명하기 위해 부분 절단 도면이 도시되어 있다. 도 5a,5b,5c에서 사용된 참조번호와 동일, 유사한 도 9의 참조번호는 동일, 유사한 장치를 가리킨다. 도시되지는 않았지만, 본 발명은 폐쇄루프챔버를 냉각하기 위해 열 전기 냉각장치(165)만을 사용하거나 열 파이프(160)만을 사용하는 것을 예상한다. 필요하지 않은 구성요소(즉, 열 파이프 또는 열 전기 냉각 장치)는 시스템 구성에서 빠지게 된다.
온도조절장치(250)는 폐쇄루프챔버(110)의 내부공기온도(T1)를 조정하기 위해 내부팬(140) 근처에 위치시킨다. 온도조절장치는 외부팬,내부팬을 조절하는 열 조절 시스템 콘트롤러(도시되지 않음)와 열 전기 냉각 장치(165)에 연결된다. 내부공기온도(T1)가 증가함에 따라 열 조절 시스템 콘트롤러는 온도조절장치(250)에서 읽은 온도를 보고 내부팬과 외부팬의 속도를 증가시키는 반응을 한다. 만약 내부온도(T1)가 계속 증가하면 열 조절 시스템 콘트롤러는 내부온도를 미리 설정된 안전 기준온도 이하로 유지하기 위해 더 많은 전류를 열 전기 냉각장치에 보내 여분의 냉각을 얻게 한다.
만약, 온도 T1이 희망동작 온도 (예를 들면 +5℃이하) 이하로 떨어지면 열 조절 시스템 콘트롤러는 전류방향을 열 전기 냉각장치(165)쪽으로 돌려(즉, 부가된 전압의 극성을 반대로 하여) 열을 발생시킨다. 열 조절 시스템 콘트롤러는 열 전기 냉각장치(165)가 가열모드에서 동작하는 때에는 외부팬(135)에의 전력공급을 중단시킨다.
도 10은 온도변화에 따른 상기 기술된 작동을 그래프화 한 것이다. 매우 차가운 온도(+5℃이하)에서는 열 전기 냉각장치(165)는 가열모드에서 작동됨을 알 수 있다. 이 온도 이상에서는 열 전기 냉각장치(165)는 냉각모드에서 작동되며 외부팬과 내부팬을 필요에 따라 사용한다. 이러한 작동 온도범위는 예를 든 것이며 다른 적용 대상에 대해서는 변화를 줄 수 있다.
배터리챔버(120)의 가열은 또한 신축성있는(flexible) 가열체(도시되지 않음)를 사용하여 할 수 있다. 왈토(Walto Company)나 다른 회사에서 구입 가능한 그러한 가열체는 일정 기준 이하의 온도가 지속적으로 계속되는 경우에 종종 사용된다. 그러한 가열체는 실리콘 고무, 네오프렌, 캅톤(KAPTON)(얇고 가벼운 유기 폴리머 필름), 마이라(MYLAR)(다른 폴리머 필름), 섬유유리선에 미세저항선을 두른 고온,절연 포일 또는 가열밀도를 높이거나 수명을 연장시키기 위해 산(acid) 식각공정 이용하여 제조된 식각 포일(etched foil)등과 같은 신축성있는 절연물질로 만들어진다. 신축성 있는 절연물질과 이미 기술된 장치의 결합으로 저비용으로 균일하고 고밀도의 가열이 가능한 소형의 가열장치를 제공할 수 있다.
기지국 열 조절 시스템(100)은 다양한 방법으로 열 파이프(160)의 1 단계와 열 전기 냉각장치(165)의 2 단계사이에 냉각작업을 분배하도록 고안될 수 있다. 전형적으로는 열 파이프(160)에 의해 약 60%, 열 전기 냉각 장치(165)에 의해 약 40% 분담되게 한다. 다른 분담방식도 또한 가능하다.
본 발명은 외부 공기 온도와 인클로저(enclosure) 메인챔버(110)사이에 약 15℃의 온도차를 유지하는 것을 예상한다. 그러나 그 차이는 더 크게 또는 작게 할 수 있다. 또한 그 시스템은 외부전원 공급이 중단된 경우에 배터리 백업 시스템(battery backup system)의 사용을 예상한다.
그 시스템(100)은 시스템 전체를 통해 여러부분의 온도를 조정하고 어떠한 희망 온도에 대해서도 ±2℃ 격차 정도의 내부온도를 유지하기 위하여 전자 콘트롤러를 사용할 수 있다. 그 콘트롤러(도시되지 않음)는 내장된 전력공급기 및 콘트롤러, 시스템 조정장치와의 외부통신을 위한 직렬(serial) 데이터포트(data port)를 구비함을 예상한다.
본 발명을 구체적인 실시예와 관련하여 도시하고 기술하였으나 특허청구범위에 기재된 청구범위만으로 한정되는 본 발명의 범위를 일탈하지 않으면서 여기에서 구체적으로 기술된 실시예에 대한 다양한 변경이 관련기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 가능하며 또 다른 실시예도 가능함이 이해될 수 있을 것이다.
상술한 바에 따르면 본 발명은 압축기 냉각 시스템이 필요하지 않으면서도 메인챔버(main chamber)뿐만 아니라 배터리챔버(battery chamber)의 가열 및 냉각 온도 조절도 가능하게 하는 기지국 가열/냉각 시스템을 제공할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따르면 압축기 냉각 시스템이 필요하지 않으면서도 메인챔버뿐만 아니라 배터리챔버의 가열 및 냉각 온도 조절도 가능하게 하는 기지국 가열/냉각 방법을 제공할 수 있게 된다.

Claims (53)

  1. 폐쇄루프챔버에 인접하는 대기(大氣)챔버와;
    상기의 폐쇄루프챔버에 인접하는 배터리챔버와;
    상기의 대기챔버에 외부 공기를 공급하는 공급구멍과;
    상기의 대기챔버 및 상기의 폐쇄루프챔버와 열 교환하는 하나 또는 다수의 열 파이프와;
    상기의 대기챔버 및 상기의 폐쇄루프챔버와 열 교환하는 하나 또는 다수의 열 전기 냉각장치와;
    상기의 대기챔버와 공기교환 작용하는 외부팬과;
    상기의 대기챔버로부터 공기를 배출하는 배출구멍;
    상기의 폐쇄루프챔버의 공기 교환을 하는 내부팬;
    상기의 폐쇄루프챔버, 상기의 배터리챔버와 열 교환하는 히트 싱크를 포함하는 인클로저(enclosure) 열 조절 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외부팬은 외부의 공기를 상기의 공급구멍을 통하여 받아들이고 상기의 열 파이프를 통과하게 하며, 상기의 열 전기 냉각 장치를 통과하게 하고, 상기의 배출 구멍을 통해 배출하게 하는 작용을 함을 특징으로 하는 열 조절 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기의 내부팬은 내부 공기를 상기의 열 파이프와 상기의 열 전기 냉각 장치를 통과하게 하는 작용을 하게 함을 특징으로 하는 열 조절 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기의 내부팬은 내부 공기를 상기의 히트 싱크를 통과하게 하는 작용을 하게 함을 특징으로 하는 열 조절 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기의 내부팬과 공기 교환관계에 있는 공기 관을 더 구비함을 특징으로 하는 열 조절 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기의 배터리챔버는 절연되어 있음을 특징으로 하는 열 교환 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기의 배터리챔버의 온도는 상기의 외부공기의 온도가 50℃ 일 때 55℃로 유지하게 함을 특징으로 하는 열 조절 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기의 배터리챔버가 가열됨을 특징으로 하는 열 조절 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기의 열 전기 냉각 장치는 상기의 폐쇄루프챔버를 가열하기 위하여 사용됨을 특징으로 하는 열 조절 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기의 폐쇄루프챔버의 온도를 조정하기 위하여 온도조절장치를 사용함을 특징으로 하는 열 조절 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기의 내부팬, 외부팬 및 상기의 열 전기 냉각 장치의 작동을 조절하기 위하여 열 조절 시스템 콘트롤러가 사용됨을 특징으로 하는 열 조절 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기의 열 조절 시스템 콘트롤러가 상기의 내부팬과 외부팬의 동작속도를 조절하기 위하여 사용됨을 특징으로 하는 열 조절 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기의 열 조절 시스템 콘트롤러가 상기의 폐쇄루프챔버의 온도를 조정하기 위하여 온도조절장치를 사용함을 특징으로 하는 열 조절 시스템.
  14. 폐쇄루프챔버에 인접하는 대기(大氣)챔버와;
    상기의 폐쇄루프챔버에 인접하는 배터리챔버와;
    상기의 대기챔버에 외부 공기를 공급하는 공급구멍과;
    상기의 대기챔버 및 상기의 폐쇄루프챔버와 열 교환하는 하나 또는 다수의 열 파이프와;
    상기의 대기챔버와 공기교환 작용하는 외부팬과;
    상기의 대기챔버로부터 공기를 배출하는 배출구멍;
    상기의 폐쇄루프챔버의 공기 교환을 하는 내부팬;
    상기의 폐쇄루프챔버, 상기의 배터리챔버와 열 교환하는 히트 싱크를 포함하는 인클로저(enclosure) 열 조절 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 외부팬은 외부의 공기를 상기의 공급구멍을 통하여 받아들이고 상기의 열 파이프를 통과하게 하며, 상기의 열 전기 냉각 장치를 통과하게 하고, 상기의 배출 구멍을 통해 배출하게 하는 작용을 함을 특징으로 하는 열 조절 시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기의 내부팬은 내부 공기를 상기의 열 파이프를 통과하게 하는 작용을 하게 함을 특징으로 하는 열 조절 시스템.
  17. 제14항에 있어서,
    상기의 내부팬은 내부 공기를 상기의 히트 싱크를 통과하게 하는 작용을 하게 함을 특징으로 하는 열 조절 시스템.
  18. 제14항에 있어서,
    상기의 내부팬과 공기 교환관계에 있는 공기 관을 더 구비함을 특징으로 하는 열 조절 시스템.
  19. 제14항에 있어서,
    상기의 배터리챔버가 가열됨을 특징으로 하는 열 교환 시스템.
  20. 제14항에 있어서,
    상기의 하나 또는 그 이상의 열 전기 냉각 장치는 상기의 폐쇄루프챔버를 가열하기 위하여 사용됨을 특징으로 하는 열 조절 장치.
  21. 제14항에 있어서,
    상기의 폐쇄루프챔버의 온도를 조정하기 위하여 온도조절장치를 사용함을 특징으로 하는 열 조절 장치.
  22. 제14항에 있어서,
    상기의 내부팬, 외부팬의 작동을 조절하기 위하여 열 조절 시스템 콘트롤러가 사용됨을 특징으로 하는 열 조절 장치.
  23. 제14항에 있어서,
    상기의 열 조절 시스템 콘트롤러가 상기의 내부팬과 외부팬의 동작속도를 조절하기 위하여 사용됨을 특징으로 하는 열 조절 시스템.
  24. 폐쇄루프챔버에 인접하는 대기챔버와;
    상기의 폐쇄루프챔버에 인접하는 배터리챔버와;
    상기의 대기챔버에 외부 공기를 공급하는 공급구멍과;
    상기의 대기챔버 및 상기의 폐쇄루프챔버와 열 교환하는 하나 또는 다수의 열 전기 냉각장치와;
    상기의 대기챔버와 공기교환 작용하는 외부팬과;
    상기의 대기챔버로부터 공기를 배출하는 배출구멍;
    상기의 폐쇄루프챔버의 공기 교환을 하는 내부팬;
    상기의 폐쇄루프챔버및 상기의 배터리챔버와 열 교환하는 히트 싱크를 포함하는 인클로저(enclosure) 열 조절 시스템.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 외부팬은 외부의 공기를 상기의 공급구멍을 통하여 받아들이고 상기의 열 파이프를 통과하게 하며, 상기의 열 전기 냉각장치를 통과하게 하고, 상기의 배출 구멍을 통해 배출하게 하는 작용을 함을 특징으로 하는 열 조절 시스템.
  26. 제24항에 있어서,
    상기의 내부팬은 내부 공기를 상기의 열 전기 냉각장치를 통과하게 하는 작용을 하게 함을 특징으로 하는 열 조절 시스템.
  27. 제24항에 있어서,
    상기의 내부팬은 내부 공기를 상기의 히트 싱크를 통과하게 하는 작용을 하게 함을 특징으로 하는 열 조절 시스템.
  28. 제24항에 있어서,
    상기의 내부팬과 공기 교환관계에 있는 공기 관을 더 구비함을 특징으로 하는 열 조절 시스템.
  29. 제24항에 있어서,
    상기의 배터리챔버가 가열됨을 특징으로 하는 열 교환 시스템.
  30. 제24항에 있어서,
    상기의 하나 또는 그 이상의 열 전기 냉각 장치는 상기의 폐쇄루프챔버를 가열하기 위하여 사용됨을 특징으로 하는 열 조절 장치.
  31. 제24항에 있어서,
    폐쇄루프챔버의 온도를 조정하기 위하여 온도조절장치를 사용함을 특징으로 하는 열 조절 장치.
  32. 제24항에 있어서,
    상기의 내부팬, 외부팬의 작동을 조절하기 위하여 열 조절 시스템 콘트롤러가 사용됨을 특징으로 하는 열 조절 장치.
  33. 제24항에 있어서,
    상기의 열 조절 시스템 콘트롤러가 상기의 내부팬과 외부팬의 동작속도를 조절하기 위하여 사용됨을 특징으로 하는 열 조절 시스템.
  34. 폐쇄루프챔버에 인접하는 대기(大氣)챔버와;
    상기의 폐쇄루프챔버에 인접하는 배터리챔버와;
    상기의 대기챔버에 외부 공기를 공급하는 공급구멍과;
    상기의 대기챔버 및 상기의 폐쇄루프챔버와 열 교환하는 하나 또는 다수의 열 파이프와;
    상기의 대기챔버 및 상기의 폐쇄루프챔버와 열 교환하는 하나 또는 다수의 열 전기 냉각장치와;
    상기의 대기챔버와 공기교환 작용하는 외부팬과;
    상기의 대기챔버로부터 공기를 배출하는 배출구멍;
    상기의 폐쇄루프챔버의 공기 교환을 하는 내부팬;
    상기의 폐쇄루프챔버, 상기의 배터리챔버와 열 교환하는 히트 싱크를 포함하는 무선 통신 기지국 인클로저(enclosure) 열 조절 시스템.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 외부팬은 외부의 공기를 상기의 공급구멍을 통하여 받아들이고 상기의 열 파이프를 통과하게 하며, 상기의 열 전기 냉각 장치를 통과하게 하고, 상기의 배출 구멍을 통해 배출하게 하는 작용을 함을 특징으로 하는 열 조절 시스템.
  36. 제34항에 있어서,
    상기의 내부팬은 내부 공기를 상기의 열 파이프와 상기의 열 전기 냉각 장치를 통과하게 하는 작용을 하게 함을 특징으로 하는 열 조절 시스템.
  37. 제34항에 있어서,
    상기의 내부팬은 내부 공기를 상기의 히트 싱크를 통과하게 하는 작용을 하게 함을 특징으로 하는 열 조절 시스템.
  38. 제34항에 있어서,
    상기의 내부팬과 공기 교환관계에 있는 공기 관을 더 구비함을 특징으로 하는 열 조절 시스템.
  39. 제34항에 있어서,
    상기의 배터리챔버는 절연되어 있음을 특징으로 하는 열 교환 시스템.
  40. 제34항에 있어서,
    상기의 배터리챔버의 온도는 상기의 외부공기의 온도가 50℃ 일 때 55℃로 유지하게 함을 특징으로 하는 열 조절 장치.
  41. 제34항에 있어서,
    상기의 배터리챔버가 가열됨을 특징으로 하는 열 조절 장치.
  42. 제34항에 있어서,
    상기의 열 전기 냉각 장치는 상기의 폐쇄루프챔버를 가열하기 위하여 사용됨을 특징으로 하는 열 조절 장치.
  43. 제34항에 있어서,
    상기의 폐쇄루프챔버의 온도를 조정하기 위하여 온도조절장치를 사용함을 특징으로 하는 열 조절 장치.
  44. 제34항에 있어서,
    상기의 내부팬, 상기의 외부팬 및 상기의 열 전기 냉각 장치의 작동을 조절하기 위하여 열 조절 시스템 콘트롤러가 사용됨을 특징으로 하는 열 조절 장치.
  45. 제44항에 있어서,
    상기의 열 조절 시스템 콘트롤러가 상기의 내부팬과 상기의 외부팬의 동작속도를 조절하기 위하여 사용됨을 특징으로 하는 열 조절 시스템.
  46. 제34항에 있어서,
    상기의 열 조절 시스템 콘트롤러가 상기의 폐쇄루프챔버의 온도를 조정하기 위하여 온도조절장치를 사용함을 특징으로 하는 열 조절 시스템.
  47. 공급구멍 및 외부팬은 대기(大氣)챔버와 공기 교환작용을 하며 상기 대기챔버는 폐쇄루프챔버와 인접하고, 상기 폐쇄루프챔버는 배터리챔버와 인접한 상태에 있고, 상기의 외부팬을 사용하여 상기의 공급구멍에 외부공기를 받아들이는 단계;
    공기를 상기의 대기챔버 및 상기의 폐쇄루프챔버와 열 교환하는 하나 또는 다수의 열 전기 냉각 장치를 통과하게 하는 단계;
    상기의 대기챔버와 공기교환 작용하는 배출구멍을 통하여 공기를 배출하는 단계 및;
    상기의 폐쇄루프챔버와 공기교환 작용하는 내부팬과 상기의 폐쇄루프챔버및 상기의 배터리챔버와 열교환하는 히트 싱크를 가지며 상기의 내부팬을 사용하여 내부공기를 히트싱크를 통과하게 하여 순환시키는 단계를 포함하는 인클로저(enclosure) 열 조절 방법.
  48. 제47항에 있어서,
    내부공기를 상기의 열 전기 냉각 장치를 통과하게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 조절 방법.
  49. 제47항에 있어서,
    상기의 내부팬을 사용하여 내부공기를 상기의 내부팬과 공기교환관계에 있는 공기 관을 통과하게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 교환 장치.
  50. 제47항에 있어서,
    상기의 열 전기 냉각장치를 사용하여 상기의 폐쇄루프챔버를 가열시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 교환 장치.
  51. 제47항에 있어서
    상기의 내부팬 및 상기의 외부팬의 동작속도를 변화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 교환 장치.
  52. 제47항에 있어서,
    대기(大氣; ambient air)를 상기의 대기챔버, 상기의 폐쇄루프챔버와 열교환 관계에 있는 상기의 하나 또는 다수의 열 파이프를 통과하게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 교환 장치.
  53. 제52항에 있어서,
    내부공기를 상기의 열 파이프를 통과하게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열 교환 장치.
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