[发明专利]户外机柜的温度平衡方法及其结构

说明书

技术领域

本发明涉及散热技术，特别涉及将相变材料应用于户外通信设备的温度平衡方法及其结构。

背景技术

户外机柜在通信等领域有着广泛的使用。目前这些机柜通常可以满足基本的防护要求，在户外的恶劣环境中使用，但设备内部的温度难以满足设备寿命和可靠性的要求，但设备内部的温度难以控制，其结果严重影响设备的有效运行寿命和可靠性，增加运行费用。统计资料表明电子元器件温度每升高2℃，可靠性下降10％；温度50℃时的寿命只有温度25℃时的1/6。蓄电池理想的工作温度范围是20℃～25℃。在较冷的温度下工作会缩短放电时间，在较高温度下工作则会缩短电池寿命和增加热失控的可能。环境温度高于25℃时每提高10℃蓄电池寿命就会缩短50％。

目前国内户外机柜基本都没有安装空调等降温设备，片面强调防护等级和环境低温时的加热。如果通过通风来降低设备内部的温度，在周围温度比较高时，效果会变得非常差，造成设备的寿命明显缩短。例如：原本在室内使用5年的蓄电池，在户外不到2年就性能大降，不得不进行更换，重新购买蓄电池，同时也浪费了很多更换的人力和物力。

发明内容

本发明的目的是提供一种户外机柜的温度平衡方法及其结构，利用相变材料用以实现对户外机柜的温度平衡控制，使户外通信机柜在日照强度很大的高温环境中，使机柜内设备的运行环境保持在一个理想的温度区间，从而可以延长户外机柜内部电子设备使用寿命并提高其运行的可靠性。

相变材料(Phase Change Material，简称PCM)泛指有大量溶解潜热的物质，该物质在其典型溶解温度时可以用于被动存储和释放能量，冰是普通存在的相变材料，在溶解温度零摄氏度时能够等温吸收或释放大量的能量。由于相变材料可作为能量存储器，利用这一特性可将许多形式的能源存储起来，这样便可起到节能的作用。另外，相变材料是无机物和增稠剂的混合物，其不会对周围环境造成有害影响。

为解决上述技术问题，本发明的户外机柜的温度平衡方法是将相变材料安装于户外机柜内，选择适合于所述户外机柜内部电子设备运行所要求的温度的相变材料，当环境温度较低时，所述相变材料和电子设备释放热量到环境中去，当环境温度较高时，所述相变材料吸收电子设备释放热量，用以抑制户外机柜内部的温度；所述户外机柜还采用下进上出的通风方式，用以对外通风散热。

作为本发明的一种优选方案，所述适合户外机柜内部电子设备运行所要求的温度为32摄氏度以下时，可以选择于5～35摄氏度范围内发生相变的相变材料。

作为本发明的一种优选方案，所述相变材料的质量与所述电子设备的运行功率、所述户外机柜的体积、环境温度、太阳辐射以及所述相变材料的潜热成正比。

作为本发明的一种优选方案，将所述相变材料封装于壳体内，以适应不同形态的相变材料。

作为本发明的一种优选方案，所述壳体可以采用标准板式，以便于相变材料的应用。

作为本发明的一种优选方案，所述封装相变材料的壳体于所述户外机柜内可采用架构式安装方法，即可以单层或多层形式排列于所述户外机柜的上部和/或侧部。

作为本发明的一种优选方案，所述封装相变材料的壳体可以相对于垂直面于0～40度范围内排列在所述户外机柜的上部和/或侧部。

作为本发明的一种优选方案，所述户外机柜为整体焊接用以避免缝隙的产生，并且设计成双层结构用以填充隔热材料。

本发明的户外机柜的温度平衡结构，包括具有容置空间、顶板和底座的户外机柜主体，于所述容置空间的上部或侧部设置有单层和/或多层的架板用以安放相变材料；于所述顶板处设置有出风口，于所述底座处设置有进风口，于所述出风口和进风口处分别配置有若干风扇。

作为本发明的一种优选方案，所述相变材料于常温下呈固态，其封装于板式壳体内。

作为本发明的一种优选方案，所述封装有相变材料的板式壳体相对于垂直面于0～40度范围内排列在所述架板上。

作为本发明的一种优选方案，所述板式壳体可以相对于垂直面倾斜15度排列在所述架板上，用以形成风道。

作为本发明的一种优选方案，所述板式壳体可以由聚乙烯制成，也可以由铝合金制成。

作为本发明的一种优选方案，所述户外机柜是呈“回”型的双层结构，其内部填充有隔热材料。

作为本发明的一种优选方案，所述隔热材料可以是苯板。

本发明的技术效果在于，利用相变材料通过无源制冷的方式，并配合下进上出的通风方式用以实现对户外机柜的温度平衡控制，使户外机柜具有良好的热性能，从而可以延长户外机柜内部电子设备使用寿命并提高其运行的可靠性，同时也起到环保节能的作用。

附图说明