机柜的制作方法

1.本发明涉及信息通信设备技术领域，尤其涉及一种机柜。


背景技术：

2.目前，信息通讯技术正处于4g到5g的转型时期，而5g基站是5g网络中提供无线覆盖，实现有线通信网络与无线终端之间的信号传输的核心，基站的架构和设备运行能耗将直接影响5g网络的部署。为了满足5g时代中增强移动宽带、大规模物联网和低时延高可靠物联网的三大要求，5g基站的特点相比于4g基站有了很大的改变。首先，在技术标准中，5g网络的工作频段远高于4g网络，由于频率越高信号在传播过程中的衰减也越大，5g基站的建设密度将达到4g基站的3至4倍；其次，由于bbu(基带处理单元)等设备的性能提升，5g基站单站的功耗和散热需求是4g基站的2.5至3.5倍，导致其总能耗将达到4g的9倍以上。
3.对于通信机房空调，需要满足设备的散热需求，避免出现局部热点，此外需要严格控制制冷能耗，节省电费开支。传统基站普遍采用基站空调制冷的解决方案来控制基站的温度，由空调末端将冷空气送入室内，冷量再传递至设备附近，进而对发热设备进行冷却，被加热的热空气再被送入室内空间，最终传递至空调末端进行处理。制冷方式存在制冷系统单一、无自然冷源利用、室内机占用面积大等缺点，不具备机柜并柜等功能，模块化程度不足，安装成本高，已不能完全满足目前基站建设运转的需求。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种机柜，用以解决现有技术中通信机房制冷系统单一的缺陷，实现提高机柜的冷却效率和可靠性。
5.本发明实施例提供一种机柜，包括：
6.柜体，用以放置通信设备；
7.第一冷却系统，包括第一冷凝器、第一蒸发器和压缩机，所述第一冷凝器设于所述柜体外，所述第一蒸发器设于所述柜体内，所述压缩机设于所述第一冷凝器与所述第一蒸发器之间连接回路上；
8.第二冷却系统，包括第二冷凝器、第二蒸发器和第一风机，所述第二冷凝器和所述第一风机均设于所述柜体外，所述第二蒸发器设于所述柜体内，所述第一风机与所述第二冷凝器相对设置，用以降温所述第二冷凝器内的冷却流体。
9.根据本发明一个实施例的机柜，所述柜体内设有第二风机，所述第二风机的进风口与所述第一蒸发器的一侧相对设置，所述第二风机的出风口与所述柜体内的冷通道连通。
10.根据本发明一个实施例的机柜，所述冷通道由所述柜体的内侧壁、所述通信设备的外侧壁和隔板构成，所述隔板的一侧与所述第一蒸发器连接，所述隔板的另一侧与所述通信设备连接。
11.根据本发明一个实施例的机柜，所述第一冷凝器的进液口通过第一管路与所述第
一蒸发器的出液口连接，所述压缩机设于所述第一管路上；
12.所述第一冷凝器的出液口通过第二管路与所述第一蒸发器的进液口连接，所述第二管路上设有膨胀阀。
13.根据本发明一个实施例的机柜，所述第二冷凝器的出液口通过第一热管与所述第二蒸发器的进液口连接；
14.所述第二冷凝器的进液口通过第二热管与所述第二蒸发器的出液口连接。
15.根据本发明一个实施例的机柜，所述柜体的底侧设有分别与所述第一管路、所述第二管路、所述第一热管和所述第二热管一一对应的沟槽。
16.根据本发明一个实施例的机柜，所述第一风机为模块化设计风机，所述第二风机为模块化设计风机。
17.根据本发明一个实施例的机柜，还包括控制系统，所述控制系统包括电量测试子站、第一温度传感器、第二温度传感器和控制器，所述电量测试子站与所述通信设备连接，所述第一温度传感器设于所述柜体外，所述第二温度传感器设于所述柜体内，所述控制器分别与所述电量测试子站、所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第一冷却系统和所述第二冷却系统连接。
18.根据本发明一个实施例的机柜，所述柜体内设有隔热板，所述隔热板用以设置在相邻两个所述通信设备之间。
19.根据本发明一个实施例的机柜，所述柜体由多块拼接板构成，任两个所述柜体可组合拼装。
20.本发明实施例提供的机柜，通过设置柜体，用以放置通信设备；第一冷却系统，包括第一冷凝器、第一蒸发器和压缩机，所述第一冷凝器设于所述柜体外，所述第一蒸发器设于所述柜体内，所述压缩机设于所述第一冷凝器与所述第一蒸发器之间连接回路上；第二冷却系统，包括第二冷凝器、第二蒸发器和第一风机，所述第二冷凝器和所述第一风机均设于所述柜体外，所述第二蒸发器设于所述柜体内，所述第一风机与所述第二冷凝器相对设置，用以降温所述第二冷凝器内的冷却流体，第一冷却系统、第二冷却系统和通信设备一体化设计安装在柜体上，使柜体空间更加紧凑，实现柜体空间利用最大化，第一冷却系统为机械制冷系统，第二冷却系统采用自然冷源，实现多冷源冷却系统对柜体内通信设备的冷却，提高冷却效率和可靠性，保证通信设备的正常运行工作。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本发明实施例提供的一种机柜的结构示意图；
23.图2是本发明实施例提供的一种机柜中柜体内设置两个通信设备的结构示意图；
24.图3是本发明实施例提供的双机柜拼装的结构示意图。
25.附图标记：
26.1、压缩机；2、第二冷凝器；3、第一风机；4、膨胀阀；5、冷通道；6、第二风机；7、隔板；
8、通信设备；9、第一蒸发器；10、第二蒸发器；11、第一冷凝器；12、隔热板。
具体实施方式
27.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.下面结合图1至图3描述本发明实施例的一种机柜，包括：
29.柜体，用以放置通信设备8；
30.第一冷却系统，包括第一冷凝器11、第一蒸发器9和压缩机1，第一冷凝器11设于柜体外，第一蒸发器9设于柜体内，压缩机1设于第一冷凝器11与第一蒸发器9之间连接回路上；
31.第二冷却系统，包括第二冷凝器2、第二蒸发器10和第一风机3，第二冷凝器2和第一风机3均设于柜体外，第二蒸发器10设于柜体内，第一风机3与第二冷凝器2相对设置，用以降温第二冷凝器2内的冷却流体。可以理解的是，柜体为箱体状结构，通信设备8放置在柜体内，通信设备8包括由上到下依次排布的配电器、基带处理单元和蓄电池。通信设备8的周侧与柜体的内侧壁之间存有间隙，以使冷却风流通，实现对通信设备8的降温冷却。
32.进一步地，第一冷却系统为采用冷媒流体作为冷源的机械制冷系统。第一冷却系统包括第一冷凝器11、第一蒸发器9和压缩机1，其中，第一冷凝器11设于柜体外，第一蒸发器9设于柜体内，第一冷凝器11和第一蒸发器9之间设有冷媒流体循环流动的连接回路，压缩机1设置在连接回路上。具体的，第一冷凝器11内的冷媒流体经连接回路，经压缩机1的压缩作用，流入第一蒸发器9，并在柜体内空气发生热交换，吸热，降低柜体内空气的温度，吸热后的冷媒流体回流至第一冷凝器11，经第一冷凝器11与外界空气进行热交换，散热，以此循环，实现对柜体内的空气循环冷却降温的目的，完成对通信设备8的降温。
33.进一步地，第二冷却系统采用自然冷源，具体包括第二冷凝器2、第二蒸发器10和第一风机3，第二冷凝器2和第一风机3均设于柜体外，第二蒸发器10设于柜体内，第二冷凝器2和第二蒸发器10通过循环流通管路连接，第一风机3与第二冷凝器2相对设置，用以降温第二冷凝器2内的冷却流体，实现利用自然冷源对冷却流体的降温。具体的，本实施例中，第二冷却系统的冷却流体选用水。水由第二冷凝器2内流入设置在柜体内的第二蒸发器10，与柜体内的空气进行热交换，吸热，实现对柜体内的空气的冷却，进而对通信设备8进行降温。吸热后的水回流至第二冷凝器2内，第一风机3对第二冷凝器2吹送自然风，实现自然冷源对第二冷凝器2内水的冷却，实现连续对柜体内的通信设备8冷却。
34.值得说明的，通信设备8设置在柜体内的任意位置，本实施例中，如图1所示，通信设备8设置在柜体内的右侧，第一蒸发器9和第二蒸发器10设于柜体内的左侧，且第一蒸发器9和第二蒸发器10左右贴合设置，第一冷凝器11和第二冷凝器2左右贴合设置，即第一蒸发器9设于第二蒸发器10的左侧，第一冷凝器11设于第二冷凝器2的右侧，第一风机3设于第二冷凝器2的左侧。
35.第一蒸发器9、第二蒸发器10、第一冷凝器11和第二冷凝器2均可采用微通道结构或铜管铝翅片结构，当然，也可采用其他结构，保证热交换效率。
36.本实施例中，第一蒸发器9由2个或3个或4个沿竖直方向上并联设置的第一蒸发器单元构成，减少冷媒流体在第一蒸发器9内的流动阻力，稳定第一蒸发器9的蒸发温度，实现大风量小焓差的换热功能。
37.其中，第二蒸发器10由2个或3个或4个沿竖直方向上并联设置的第二蒸发器单元构成，减少冷却流体在第二蒸发器10内的流动阻力，稳定第二蒸发器10的蒸发温度，实现大风量小焓差的换热功能。
38.进一步地，本实施中，第一蒸发器9的一侧连接有第一转轴，第一转轴竖直设置，且第一蒸发器9可绕第一转轴转动，实现对第一蒸发器9的倾斜角度的调节，从而契合通信设备8侧进风的气流组织形式，提高冷却效率。为了保证第一蒸发器9可自由转动，第一蒸发器9通过软管与连接回路连接。
39.其中，第二蒸发器10的一侧连接有第二转轴，第二转轴竖直设置，且第二蒸发器10可绕第二转轴转动，第二蒸发器10与第一蒸发器9始终保持平行贴合状态，实现对第二蒸发器10的倾斜角度的调节，从而契合通信设备8侧进风的气流组织形式，提高冷却效率。为了保证第二蒸发器10可自由转动，第二蒸发器10通过软管与连接回路连接。
40.根据本发明一个实施例的机柜，柜体内设有第二风机6，第二风机6的进风口与第一蒸发器9的一侧相对设置，第二风机6的出风口与柜体内的冷通道5连通。可以理解的是，柜体内设有第二风机6，第二风机6起到对冷却风导流的作用，提供流动动力。具体的，第二风机6的进风口与第一蒸发器9的蒸发侧相对设置，第二风机6的出风口与柜体内的冷通道5连通，实现将经过第二蒸发器10和第一蒸发器9冷却的冷却风导入冷通道5内。值得说明的，冷通道5的进风口与第二风机6的出风口连通，冷通道5的出风口与第二蒸发器10相对设置，使得冷通道5内与通信设备8热交换后的冷却风回流至第二蒸发器10和第一蒸发器9，实现对通信设备8的循环冷却。
41.根据本发明一个实施例的机柜，冷通道5由柜体的内侧壁、通信设备8的外侧壁和隔板7构成，隔板7的一侧与第一蒸发器9连接，隔板7的另一侧与通信设备8连接。可以理解的是，柜体的内侧壁、通信设备8的外侧壁和隔板7构成冷通道5，供冷却风流通。冷通道5直接环绕通信设备8，使得冷却风可直接作用于通信设备8，减少冷量的损失。
42.进一步地，隔板7的一侧与第一蒸发器9连接，隔板7的另一侧与通信设备8连接，当第二风机6工作时，从第一蒸发器9和第二蒸发器10流出的冷却风在第二风机6的带动下，从隔板7的一侧流入冷通道5内，并向通信设备8流动，通过通信设备8自带的风机的抽风作用，一部分冷却风由通信设备8的右侧进入通信设备8内，并带走通信设备8散发的热量形成热风，由通信设备8的左侧流出；另一部分冷却风与通信设备8热交换后形成热风并由冷通道5的出口流出，并与由通信设备8内流出的热风在隔板7的另一侧汇合并回到第一蒸发器9和第二蒸发器10处，循环流通。
43.根据本发明一个实施例的机柜，第一冷凝器11的进液口通过第一管路与第一蒸发器9的出液口连接，压缩机1设于第一管路上；
44.第一冷凝器11的出液口通过第二管路与第一蒸发器9的进液口连接，第二管路上设有膨胀阀4。可以理解的是，冷媒流体由第一冷凝器11的出液口流入第二管路，经膨胀阀4对冷媒流体节流作用，将高温高压的冷媒流体转化成低温低压的冷媒流体，输送至第一蒸发器9内，第一蒸发器9与柜体内的流动空气进行热交换，冷媒流体吸热后由第一蒸发器9的
出液口流入第一管路，经压缩机1的压缩作用，冷媒流体由高温低压状态转化为高温高压状态，由第一冷凝器11的进液口进入第一冷凝器11内，形成低温高压的冷媒流体。
45.根据本发明一个实施例的机柜，第二冷凝器2的出液口通过第一热管与第二蒸发器10的进液口连接；
46.第二冷凝器2的进液口通过第二热管与第二蒸发器10的出液口连接。可以理解的是，冷却流体由第二冷凝器2的出液口流入第一热管，并由第二蒸发器10的进液口进入第二蒸发器10内，第二蒸发器10与柜体内的流动空气进行热交换，吸热后的冷却流体由第二蒸发器10的出液口流入第二热管，并由第二冷凝器2的进液口进入第二冷凝器2内，在第一风机3的风冷作用下，冷却流体在第二冷凝器2内形成低温冷却流体，实现对自然冷源的利用。
47.根据本发明一个实施例的机柜，柜体的底侧设有分别与第一管路、第二管路、第一热管和第二热管一一对应的沟槽。可以理解的是，本实施例中，第一管路、第二管路、第一热管和第二热管均采用铜管，柜体的底侧设置四个沟槽，第一管路、第二管路、第一热管和第二热管设置在一一对应的沟槽中，避免第一管路、第二管路、第一热管和第二热管与外界接触，更安全，提高使用寿命。
48.根据本发明一个实施例的机柜，第一风机3为模块化设计风机，第二风机6为模块化设计风机。可以理解的是，第一风机3采用模块化风机设计，实现热插拔操作，减少第一风机3的维护时间，可选择直流电或交流电驱动。
49.进一步地，第二风机6采用阵列式模块化设计，也就是说，第二风机6包括多个有序排布的第二风机6单元，并与依次排布的配电器、基带处理单元和蓄电池相对应，通过调节各个第二风机6单元的转速以匹配配电器、基带处理单元和蓄电池处于不同空间设备的发热特征，高效带走不同功能段的热量，防止局部热点的产生。
50.值得说明的，若第二风机6安装在第一蒸发器9的左侧，则第二风机6选用吸出式，如图1所示；若第二方剂安装在第二蒸发器10的右侧，则第二风机6选用压入式。另外，根据实际风压大小需求，可将第二风机6设定为轴流风机、离心式风机或贯流风机。
51.根据本发明一个实施例的机柜，还包括控制系统，控制系统包括电量测试子站、第一温度传感器、第二温度传感器和控制器，电量测试子站与通信设备8连接，第一温度传感器设于柜体外，第二温度传感器设于柜体内，控制器分别与电量测试子站、第一温度传感器、第二温度传感器、第一冷却系统和第二冷却系统连接。可以理解的是，电量测试子站用以监测通信设备8的输入功率，第一温度传感器用以监测柜体外部的温度，第二温度传感器用以监测柜体内的回风温度。控制器接收处理电量测试子站、第一温度传感器和第二温度传感器分别监测的数据信息，并向第一冷却系统和第二冷却系统发送指令，以控制第一冷却系统和第二冷却系统的工作状态。本实施例中，控制器具体为plc(可编程逻辑控制器)。
52.具体的，若控制器对比第一温度传感器监测的第一温度值，即柜体外的温度，小于第一温度阈值t1，采用自然冷源进行冷却，即关闭第一冷却系统，开启第二冷却系统；若控制器对比第一温度传感器监测的第一温度值大于第一温度阈值t1小于第二温度阈值t2，采用部分自然冷源进行冷却，即第一冷却系统和第二冷却系统均开启，实现部分负荷运行；若控制器对比第一温度传感器监测的第一温度值大于第二温度阈值t2，第一冷却系统全负荷运行，即第一冷却系统开启，第二冷却系统关闭。实现了对第一冷却系统和第二冷却系统的智能调控，减少耗能，保证冷却效率和稳定性。
53.进一步地，控制器通过调整压缩机1的工作状态实现对第一冷却系统工作负荷的控制，若控制器对比第二温度传感器检测的第二温度值，即柜体内的回风温度，较低时，压缩机1以较低的运转转数运行，当第二温度值升高时，逐渐提高压缩机1的运转转数，若第二温度值大于第三温度阈值t3时，压缩机1满负荷运行。本实施例中，优选地，t1为18℃，t2为24℃，t3为33℃。
54.进一步地，控制器通过电量测试子站监测的通信设备8的输入功率判断为增大时，控制器调整第二风机6的转速增加，若控制器通过电量测试子站监测的通信设备8的输入功率判断为减小时，控制器调整第二风机6的转速减小。
55.根据本发明一个实施例的机柜，柜体内设有隔热板12，隔热板12用以设置在相邻两个通信设备8之间。可以理解的是，如图2所示，两个柜体内设置两个通信设备8，两个通信设备8共用一套第一冷却系统和第二冷却系统。也就是说，通过在两个通信设备8之间设置隔热板12，即左侧通信设备8的入风口与右侧通信设备8的出风口之间设置隔热板12，隔绝热量的传递，同时形成两个冷风道，即左冷风道和右冷风道。
56.具体的，第一冷却系统和第二冷却系统均安装在柜体的左侧，第二通信设备设置在柜体的右侧，第一通信设备设置在第一冷却系统和第二通信设备之间。第一蒸发器9的蒸发侧、隔板7、柜体内侧壁、第一通信设备的外侧壁、隔热板12的左侧壁共同构成第一冷通道，实现冷却风对第一通信设备的冷却；第一蒸发器9的蒸发侧、隔板7、柜体内侧壁、第一通信设备的外侧壁、第二通信设备的外侧壁、隔热板12的右侧壁共同构成第二冷通道，实现冷却风对第二通信设备的冷却。
57.值得说明的，隔热板12具体为l型板，其中长板用以阻挡第二通信设备冷却后产生的热空气进入第一通信设备内，短板用以阻挡第二通信设备冷却后产生的热空气与冷却风混合，降低对第二通信设备的冷却效果，同时，长板和短板的共同作用为第二通信设备冷却后产生的热空气提供导流的作用，使热空气回流至第二蒸发器10处。
58.根据本发明一个实施例的机柜，柜体由多块拼接板构成，任两个柜体可组合拼装。可以理解的是，如图2和图3所示，柜体采用多块拼接板拼接组成，方便两个柜体拼装并柜组合。一体式可拆分的柜体实现对现场环境的适应组装。
59.值得说明的，两个柜体拼装组合时，只需将相邻两个柜体相对侧的拼接板拆卸即可完成适配组装，并柜后实现多个柜体内冷通道5的并联共用，拓展了第一冷却系统和第二冷却系统在单个柜体，且处于非满载负荷状态时的应用范围，提高了系统能效。
60.根据本发明一个实施例的机柜，柜体上设有风扇，具体可选用直流风扇，用以作为应急通风风扇。
61.本发明实施例提供的机柜，通过设置柜体，用以放置通信设备；第一冷却系统，包括第一冷凝器、第一蒸发器和压缩机，所述第一冷凝器设于所述柜体外，所述第一蒸发器设于所述柜体内，所述压缩机设于所述第一冷凝器与所述第一蒸发器之间连接回路上；第二冷却系统，包括第二冷凝器、第二蒸发器和第一风机，所述第二冷凝器和所述第一风机均设于所述柜体外，所述第二蒸发器设于所述柜体内，所述第一风机与所述第二冷凝器相对设置，用以降温所述第二冷凝器内的冷却流体，第一冷却系统、第二冷却系统和通信设备一体化设计安装在柜体上，使柜体空间更加紧凑，实现柜体空间利用最大化，第一冷却系统为机械制冷系统，第二冷却系统采用自然冷源，实现多冷源冷却系统对柜体内通信设备的冷却，
提高冷却效率和可靠性，保证通信设备的正常运行工作。
62.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。