一種通訊基站的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種通訊基站，包括墻體、屋頂、通訊設備以及散熱系統。其中，墻體采用保溫結構，屋頂包括第一屋頂層和第二屋頂層；第一屋頂層為保溫絕熱層；第一屋頂層與墻體形成封閉空間，通訊設備設置于封閉空間內；第二屋頂層設置在第一屋頂層上方且與第一屋頂層之間保持預設間距；散熱系統包括蒸發單元、傳輸單元以及冷凝單元；蒸發單元包括第一蒸發板、第二蒸發板和第一集氣管；冷凝單元包括第一冷凝板、第二冷凝板、第二集氣管以及第三集氣管；傳輸單元包括第一傳輸管和第二傳輸管。本發明的通訊基站無需外界提供循環動力，能耗較低，幾乎為零。
【專利說明】一種通訊基站
【技術領域】
[0001] 本發明涉及節能【技術領域】，特別是涉及一種通訊基站。
【背景技術】
[0002] 隨著通訊事業以及信息產業的發展，各種數據業務大量涌現，基站耗能已成為通 訊產業及信息產業重要的運行成本。通訊基站內部設備能量密度高，發熱量大，傳統的通訊 基站普遍采用封閉式結構，墻體和屋頂均采用保溫絕熱材料，通訊基站的散熱控溫設備則 普遍采用壓縮式制冷空調。基站空調的耗電量占基站總耗電量的40?50%，一年耗電量可 高達37億度，能耗較大，帶來嚴重的能源浪費。
【發明內容】
[0003] 本發明針對現有通訊基站能耗較大的問題，提供一種能耗低的通訊基站。
[0004] 采用的具體技術方案為： 一種通訊基站，包括墻體、屋頂、通訊設備以及散熱系統，所述墻體采用保溫結構，所述 屋頂包括第一屋頂層和第二屋頂層；所述第一屋頂層為保溫絕熱層，并與所述墻體形成封 閉空間，所述通訊設備設置于所述封閉空間內；所述第二屋頂層設置在所述第一屋頂層上 方且與所述第一屋頂層之間保持預設間距；所述散熱系統包括蒸發單元、傳輸單元以及冷 凝單元；所述蒸發單元包括第一蒸發板、第二蒸發板和第一集氣管，所述第一蒸發板和所述 第二蒸發板分別與所述第一集氣管連接，所述第一蒸發板與所述第二蒸發板之間呈倒"V" 型；所述第一蒸發板和所述第二蒸發板內設有空腔，所述空腔內儲存有工作介質；所述工 作介質在所述第一蒸發板和所述第二蒸發板內吸熱后由液態工作介質變為氣態工作介質； 所述冷凝單元包括第一冷凝板、第二冷凝板、第二集氣管以及第三集氣管；所述第一冷凝板 與所述第二集氣管連接且平行設置于所述第一屋頂層上靠近所述第二屋頂層的一側；所述 第二冷凝板與所述第三集氣管連接且平行設置于所述第二屋頂層上遠離所述第一屋頂層 的一側；所述傳輸單元包括第一傳輸管和第二傳輸管；所述第一傳輸管連接于所述第一集 氣管和所述第二集氣管之間；所述第二傳輸管連接于所述第一集氣管與所述第三集氣管之 間；所述第一傳輸管和所述第二傳輸管均為絕熱管。
[0005] 在一實施例中，所述第一蒸發板與重力方向之間的夾角為15?75度，所述第二蒸 發板與重力方向之間的夾角為15?75度。
[0006] 在一實施例中，所述第一蒸發板和所述第二蒸發板均為折扇狀。
[0007] 在一實施例中，所述散熱系統還包括控制單元，所述控制單元包括控制器、第一溫 度傳感器和第二溫度傳感器；所述第一溫度傳感器用于感應所述基站的外部溫度并輸出給 所述控制器，所述第二溫度傳感器用于感應所述基站的內部溫度并傳輸給所述控制器；所 述控制器在所述內部溫度高于所述外部溫度第一預設值時，控制所述散熱系統工作。
[0008] 在一實施例中，所述第一預設值為3攝氏度。
[0009] 在一實施例中，所述控制器還用于在所述外部溫度低于第二預設值時關閉所述散 熱系統。
[0010] 在一實施例中，所述散熱系統還包括蓄冷單元，所述蓄冷單元包括蓄冷箱、設置于 所述蓄冷箱內部的蒸發管和冷凝管；所述蓄冷箱內設有蓄冷工質；所述蒸發管與所述冷凝 管獨立設置，所述蒸發管通過傳輸單元與所述第三集氣管連接；所述冷凝管通過所述傳輸 單元與所述第一集氣管連接。
[0011] 在一實施例中，所述散熱系統還包括工作介質自平衡單元，包括自平衡罐、感溫 包、液體平衡管、氣體平衡管以及膨脹管；所述感溫包至少與所述第一蒸發板和所述第二蒸 發板之一連接，且通過所述膨脹管與所述自平衡罐連接；所述液體平衡管連接于第一蒸發 板與所述自平衡罐之間、所述第二蒸發板與所述自平衡罐之間；所述氣體平衡管連接于所 述第一集氣管和所述自平衡罐之間；所述自平衡罐中設有第二工作介質，所述第二工作介 質與所述第一蒸發板中的工作介質相同，且這兩者通過所述自平衡罐中設置的隔膜進行分 隔。
[0012] 在一實施例中，所述第一屋頂層和所述第二屋頂層的厚度均為5?10厘米。
[0013] 在一實施例中，所述第一屋頂層和所述第二屋頂層均為四棱錐結構；所述散熱系 統設置在非向陽面。
[0014] 本發明的通訊基站通過設置的第一屋頂層和第二屋頂層形成雙層屋頂結構，第一 屋頂層和第二屋頂層之間形成煙囪效益能夠有效提高空氣流通量，有助于散熱系統的對流 散熱。本發明通訊基站中設置的散熱系統能夠通過工作介質的相變進行熱量的傳輸。散 熱系統將通訊基站中通訊設備產生的大量熱量通過冷凝單元傳輸出去，并依靠自身重力通 過傳輸單元回傳到蒸發單元中，實現工作介質的循環工作，無需外界提供循環動力，能耗較 低，幾乎為零。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發明中一實施例的通訊基站的結構示意圖； 圖2為圖1所示實施例中的通訊基站中的第一散熱板412和第二散熱板414的結構示 意圖； 圖3為一實施例中的通訊基站中散熱系統中的工作介質自平衡單元的結構示意圖； 圖4為圖3所示實施例中的工作介質自平衡單元工作時的示意圖； 圖5為另一實施例中的通訊基站的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合附圖對發明作進一步詳細的說明。應當指出，此處所描述的具體實施例 僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0017] 如圖1所示，為本發明一種通訊基站的結構示意圖。該通訊基站包括墻體10、屋頂 20、通訊設備30以及散熱系統。屋頂20包括第一屋頂層22和第二屋頂層24。第一屋頂 22和墻體10形成封閉空間。第二屋頂層24與外界環境接觸，即設置在第一屋頂層22上 未與墻體10連接的一側，且第二屋頂層24與第一屋頂層22之間保持預設間距。在本實施 例中，預設間距的大小可以根據實際需要進行設定。墻體10和第一屋頂層22為保溫絕熱 結構，第二屋頂層24可以采用雙面彩鋼板材質。通訊設備30設置于由墻體10和第一屋頂 層22形成的封閉空間內，用于實現通訊基站的通訊功能，其工作時會產生大量的熱量。在 本實施例中，第一屋頂層22和第二屋頂層24的厚度為5?10厘米。
[0018] 散熱系統包括蒸發單元410、傳輸單元420以及冷凝單元430。蒸發單元410包括 第一蒸發板412、第二蒸發板414以及第一集氣管416。第一蒸發板412和第二蒸發板414 分別與第一集氣管416連接，且第一蒸發板412和第二蒸發板414呈倒"V"型。第一蒸發板 112與重力方向的夾角θ 1為15?75度，第二蒸發板114與重力方向的夾角θ 1為15? 75度，以便于收集建筑物內的熱量。尤其是當建筑物內有大功率設備運行會產生大量熱量 時，第一蒸發板112和第二蒸發板114可以設置在大功率設備的正上方，以便于集熱單元 10更好的吸收大功率設備產生的熱量。優選的，第一蒸發板112和重力方向的夾角Θ1為 30?60度。在本實施例中，第一蒸發板112和第二蒸發板114沿重力方向對稱分布。
[0019] 第一蒸發板412和第二蒸發板414中設有空腔，空腔中設有工作介質。工作介質 在第一蒸發板412和第二蒸發板414中為液態工作介質，且位于第一蒸發板412和第二蒸 發板414上遠離第一集氣管416的一端，即位于蒸發板的低端。工作介質在第一蒸發板412 和第二蒸發板414上吸熱后變為氣態工作介質。第一集氣管416則用于收集來自第一蒸發 板412和第二蒸發板414中的氣態工作介質。在本實施例中，第一蒸發板112與重力方向 的夾角為45度，第二蒸發板114與重力方向的夾角也為45度，既可以很好的收集熱量也有 利于氣態工作介質的向上傳輸。工作介質需要具有良好的熱物理性。在本實施例中，工作 介質可以采用HFC125、HFC32或者采用HFC125和HFC32的混合物如R410A等。在本實施例 中，第一蒸發板412和第二蒸發板414采用微孔道鋁板。可以理解，第一蒸發板412和第二 蒸發板414的材質并不限于微孔道鋁板。第一蒸發板412和第二蒸發板414設置為折扇狀， 如圖2所示。采用折扇狀，可以有效的增大蒸發單元410的面積便于蒸發。蒸發板的折角 Θ 2的大小可以根據具體需求來設置。折角Θ 2的大小為30?180度。優選的，折角Θ 2 為75?105度。在本實施例中，折角Θ 2選用90度，具有較好的蒸發效果。
[0020] 冷凝單元430包括第一冷凝板432、第二冷凝板434、第二集氣管436以及第三集 氣管438。第一冷凝板432與第二集氣管436連接，且平行設置于第一屋頂層22上靠近第 二屋頂層24的一側。第二冷凝板434與第三集氣管438連接，且平行設置于第二屋頂層24 上直接與外界環境接觸（即遠離第一屋頂層22的一側)。在本實施例中，第一冷凝板432和 第二冷凝板434采用微孔道鋁板，在其他實施例中也可以采用其他的同樣能夠實現冷凝功 能的材質。
[0021] 傳輸單元420包括第一傳輸管422和第二傳輸管424。第一傳輸管422連接于第 一集氣管416和第二集氣管436之間，用于將第一集氣管416收集的氣態工作介質傳輸到 第二集氣管434中。第二傳輸管424連接于第一集氣管416和第三集氣管438之間，用于 將第一集氣管416收集的氣態工作介質傳輸到第三集氣管438中。在本實施例中，第一傳 輸管422和第二傳輸管424均為絕熱管，與外界無換熱。為保證氣態工作介質能在傳輸單 元420中流動更為順暢，傳輸單元420與重力方向的夾角呈第二角度。具體地，第二角度為 0?15度。
[0022] 在本實施例中，散熱系統還包括控制單元。控制單元包括控制器440、第一溫度傳 感器（圖中未示)和第二溫度傳感器（圖中未示)。其中，控制器140設置在傳輸單元420上， 第一溫度傳感器設置于外部環境中，第二溫度傳感器設置于移動基站內。第一溫度傳感器 用于感應通訊基站的外部溫度T1并輸出給控制器440。第二溫度傳感器用于感應通訊基 站的內部溫度Τ2并輸出給控制器440。控制器440用于判斷內部溫度Τ2是否高于外部溫 度Τ1第一預設值；如果是，則控制傳輸單元420開啟，散熱系統工作；若否，則控制傳輸單 元420關閉，散熱系統停止工作。具體地，第一預設值為3攝氏度。在其他的實施例中，第 一預設值也可以根據實際情況進行設定。在其他的實施例中，控制器440還用于判斷室外 溫度Τ1是否低于第二預設值，若是，則控制傳輸單元420關閉，散熱系統停止工作，避免建 筑物的室內溫度過低。第二預設值需要根據實際情況以及用戶需要進行設置。
[0023] 上述通訊基站通過設置的第一屋頂層22和第二屋頂層24形成雙層屋頂結構，可 以防止第一屋頂層22上的散熱因受到太陽輻射溫度升高而停止工作，可以有效延長內第 一屋頂層22上的冷凝單元430的工作時間。同時雙層屋頂結構之間的煙囪效應能夠提高 空氣流通量，有助于散熱系統的對流散熱。上述通訊基站中設置的散熱系統能夠通過工作 介質的相變進行熱量的傳輸。散熱系統將通訊基站中通訊設備30產生的大量熱量通過冷 凝單元430傳輸出去，并依靠自身重力通過傳輸單元420回傳到蒸發單元410中，實現工作 介質的循環工作，無需外界提供循環動力，能耗較低，幾乎為零。
[0024] 在另一實施例中，上述的通訊基站中的散熱系統40還包括工作介質自平衡單元 450,用于根據溫差自動調節第一蒸發板412和第二蒸發板414中的工作介質的循環量。工 作介質自平衡單元的結構如圖3所示，包括自平衡罐451、感溫包452、液體平衡管453、氣體 平衡管454以及膨脹管455。具體地，液體平衡管453連接于第一蒸發板412與自平衡罐 451之間、第二蒸發板414與自平衡罐451之間。第一集氣管416通過氣體平衡管454與自 平衡管451連接。感溫包452平行設置于第一蒸發板412和第二蒸發板414上。在其他的 實施例中，感溫包452也可僅設置在第一蒸發板412或第二蒸發板414上。感溫包452通 過膨脹管455與自平衡罐451連接。感溫包452中設有第二工作介質。在本實施例中，第 二工作介質與第一蒸發板412和第二蒸發板414中的工作介質相同，且通過設置在自平衡 罐中的隔膜456進行隔離。具體地，隔膜312設置于自平衡罐302的上部，其具體位置可以 根據自平衡罐中302中的充液量進行確定。隔膜456可以采用橡膠、聚全氟乙丙烯和特氟 龍等材質。
[0025] 工作介質自平衡單元的工作過程如下： 當內部溫度Τ1未高于外部溫度Τ2第一預設值時，控制器440控制散熱系統不進行工 作，工作介質大部分儲存于自平衡罐451中，如圖3所示。當內部溫度Τ1高于外部溫度Τ2 第一預設值時，控制器440控制散熱系統進行工作。由于感溫包452的溫度高于第一蒸發 板412、第二蒸發板414的溫度，感溫包452中的第二工作介質吸熱氣化后擠壓隔膜456,將 工作介質擠壓出自平衡罐451后通過液體平衡管453送入到第一蒸發板412和第二蒸發板 414中，從而實現對散熱系統中的工作介質循環量的自動調節。圖4為散熱系統工作時工作 介質自平衡單元的示意圖。工作介質自平衡單元通過感溫包452控制工作介質的循環量， 既可以避免因工作溫差小充液量大而造成攜帶極限，也可以避免因工作溫差大循環量少而 造成的干涸極限。
[0026] 在另一實施例中，上述通訊基站中的散熱系統還包括蓄冷單元，如圖5所示。蓄冷 單元包括蓄冷箱460、蒸發管（圖中未示）以及冷凝管（圖中未示)。蓄冷箱460中設置有蓄 冷工質，以實現冷量的蓄積。蒸發管和蓄冷管單獨設置。蒸發管通過傳輸單元420與第三 集氣管438連接，冷凝管通過傳輸單元420與第一集氣管416連接。具體地，在過渡季節或 者晚上的時候，蓄冷單元通過蒸發管可以將外界環境中的冷量通過第二冷凝板434進行收 集存儲，并在白天溫度較高時通過冷凝管釋放冷量給蒸發單元410,實現夜冷晝用以提高散 熱系統的散熱量。在本實施例中，通訊基站的屋頂20采用四棱錐屋頂時，散熱系統設置在 非向陽面。
[0027] 以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人 員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應 視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1. 一種通訊基站，包括墻體、屋頂、通訊設備以及散熱系統，所述墻體采用保溫結構，其 特征在于，所述屋頂包括第一屋頂層和第二屋頂層；所述第一屋頂層為保溫絕熱層，并與所 述墻體形成封閉空間，所述通訊設備設置于所述封閉空間內；所述第二屋頂層設置在所述 第一屋頂層上方且與所述第一屋頂層之間保持預設間距； 所述散熱系統包括蒸發單元、傳輸單元以及冷凝單元；所述蒸發單元包括第一蒸發板、 第二蒸發板和第一集氣管，所述第一蒸發板和所述第二蒸發板分別與所述第一集氣管連 接，所述第一蒸發板與所述第二蒸發板之間呈倒"V"型；所述第一蒸發板和所述第二蒸發 板內設有空腔，所述空腔內儲存有工作介質；所述工作介質在所述第一蒸發板和所述第二 蒸發板內吸熱后由液態工作介質變為氣態工作介質； 所述冷凝單元包括第一冷凝板、第二冷凝板、第二集氣管以及第三集氣管；所述第一冷 凝板與所述第二集氣管連接且平行設置于所述第一屋頂層上靠近所述第二屋頂層的一側； 所述第二冷凝板與所述第三集氣管連接且平行設置于所述第二屋頂層上遠離所述第一屋 頂層的一側； 所述傳輸單元包括第一傳輸管和第二傳輸管；所述第一傳輸管連接于所述第一集氣管 和所述第二集氣管之間；所述第二傳輸管連接于所述第一集氣管與所述第三集氣管之間； 所述第一傳輸管和所述第二傳輸管均為絕熱管。
2. 根據權利要求1所述的一種通訊基站，其特征在于，所述第一蒸發板與重力方向之 間的夾角為15?75度，所述第二蒸發板與重力方向之間的夾角為15?75度。
3. 根據權利要求1所述的一種通訊基站，其特征在于，所述第一蒸發板和所述第二蒸 發板均為折扇狀。
4. 根據權利要求1所述的一種通訊基站，其特征在于，所述散熱系統還包括控制單元， 所述控制單元包括控制器、第一溫度傳感器和第二溫度傳感器；所述第一溫度傳感器用于 感應所述基站的外部溫度并輸出給所述控制器，所述第二溫度傳感器用于感應所述基站的 內部溫度并傳輸給所述控制器；所述控制器在所述內部溫度高于所述外部溫度第一預設值 時，控制所述散熱系統工作。
5. 根據權利要求4所述的一種通訊基站，其特征在于，所述第一預設值為3攝氏度。
6. 根據權利要求4所述的一種通訊基站，其特征在于，所述控制器還用于在所述外部 溫度低于第二預設值時關閉所述散熱系統。
7. 根據權利要求1所述的一種通訊基站，其特征在于，所述散熱系統還包括蓄冷單元， 所述蓄冷單元包括蓄冷箱、設置于所述蓄冷箱內部的蒸發管和冷凝管；所述蓄冷箱內設有 蓄冷工質；所述蒸發管與所述冷凝管獨立設置，所述蒸發管通過傳輸單元與所述第三集氣 管連接；所述冷凝管通過所述傳輸單元與所述第一集氣管連接。
8. 根據權利要求1所述的一種通訊基站，其特征在于，所述散熱系統還包括工作介質 自平衡單元，包括自平衡罐、感溫包、液體平衡管、氣體平衡管以及膨脹管；所述感溫包至少 與所述第一蒸發板和所述第二蒸發板之一連接，且通過所述膨脹管與所述自平衡罐連接； 所述液體平衡管連接于第一蒸發板與所述自平衡罐之間、所述第二蒸發板與所述自平衡罐 之間；所述氣體平衡管連接于所述第一集氣管和所述自平衡罐之間；所述自平衡罐中設有 第二工作介質，所述第二工作介質與所述第一蒸發板中的工作介質相同，且這兩者通過所 述自平衡罐中設置的隔膜進行分隔。
9. 根據權利要求1所述的一種通訊基站，其特征在于，所述第一屋頂層和所述第二屋 頂層的厚度均為5?10厘米。
10. 根據權利要求1?9任一所述的一種通訊基站，其特征在于，所述第一屋頂層和所 述第二屋頂層均為四棱錐結構；所述散熱系統設置在非向陽面。
【文檔編號】E04H5/02GK104088490SQ201410326794
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月9日 優先權日:2014年7月9日
【發明者】張煒柯, 王超穎, 鄧金銘, 李奇賀, 趙孝保, 王麗麗, 李蓓 申請人:南京師范大學