专利名称：无线电网络节点中的气候控制的制作方法
技术领域：
本发明涉及在无线电网络节点中用于冷却无线电网络节点内电子设备的布置和方法。
背景技术：
一般而言，今天的无线电通信系统包括接入网和多个通信装置。接入网由多个节点、具体地说无线电基站构成。无线电基站的首要任务是在无线电基站的可及范围内向/ 从通信装置发送和接收信息。在许多情况下，基站一天M小时运行。因此，特别关注并且重要的是确保基站可以可预测地且可靠地操作。无线电基站还包括机柜，其包括用于容纳执行无线电基站的不同任务的电路或电子设备的外壳。例如，电路可包括用于执行对应任务的功率控制单元、无线电单元和滤波单元。由于无线电基站的大量操作，在基站的电路中、特别是无线电单元中产生的热可能不总是自然地以足够高的程度耗散。而是，热累积在电路中，并且电路温度升高。电路温度升高可降低无线电基站内电路的性能，例如，无线电基站内的电路可能失效。因此，可能发生基站操作中的不可预测的中断。这显然是不期望的。因此，如本领域已知的，已经开发了用于冷却无线电基站内热生成设备的系统。这些系统有时称为无线电基站的气候系统或气候控制系统。根据用于冷却无线电基站中热生成设备的已知技术，使用风扇循环通过热生成设备或其上以及通过热交换器一侧(即外壳内的内侧)或其上的空气。而且，使用另外的风扇迫使周围空气通过热交换器的另一侧(即，机柜内的外侧)或在其上。热交换器包括从在外壳内的内侧由电子设备加热的空气中吸收热的致冷剂。因此，发生了致冷剂从液态到气态的转变。位于外壳内的内侧的热交换器的部分称为蒸发器。通过蒸发将气体压到热交换器的外侧，在那里它将热耗散到周围空气。因此，在热交换器的外侧中发生了致冷剂从气态到液态的转变。位于外侧上的热交换器的部分称为冷凝器。在这个阶段，重力迫使流体流向蒸发器。在美国6，(^6，891中公开了一个用于冷却的已知技术的示例，该文档涉及用于无线电基站中的冷却装置，并且其包括用于冷却容纳发热构件诸如电子元件部件的壳体的内部的组件。在现有技术中，通过使用包含沸腾和冷凝致冷剂的热交换器来执行从外壳里面的热生成电子设备的热传递。为了改进冷却能力，使用空气调节装置、例如风扇将空气压到热交换器两侧或任一侧上。装置还包括用于控致冷却装置整体操作的控制器和用于检测壳体中空气温度并向控制器发射所检测空气温度的信号的传感器。正常控制模式是作为壳体里面的空气温度的函数来调节每个空气调节装置的速度。然而，测量相关且准确的空气温度是困难的，因为空气温度传感器正常情况下测量在某一点的温度，而空气温度可能是不均勻的。另外，空气温度传感器可能还受辐射和局部热源、例如加热器的影响，这是未来极小型气候系统要面临的越来越多的问题。
发明内容
本发明的目的是缓解至少一些上述缺点，并提供用于在无线电网络节点中冷却的改进布置和方法。根据本发明的第一方面，该目的通过用于控制无线电网络节点中电子设备冷却的布置实现。该布置包括用于容纳电子设备的封闭空间和用于从封闭空间传输热的热交换器。第一流调节装置布置用于在封闭空间内循环冷却流体，并且第二流调节装置布置用于在封闭空间外部循环冷却流体。该布置还包括用于测量布置中温度的至少一个传感器和用于基于至少一个温度测量控制第一流调节装置和第二流调节装置中的至少一个流调节装置的控制器，其中至少一个传感器位于布置内的固定构件上。根据本发明的第二方面，该目的通过在无线电网络节点布置中用于冷却布置内电子设备的方法实现。该布置包括用于容纳电子设备的封闭空间和用于从封闭空间传输热的热交换器。该布置还包括用于在封闭空间内循环冷却流体的第一流调节装置和用于在封闭空间外部循环冷却流体的第二流调节装置。至少一个传感器测量布置内固定构件上的至少一个温度。控制器接收至少一个测量的温度并基于那个(些)温度控制第一流调节装置和第二流调节装置中的至少一个。本发明的优点是根据本发明用于控制第一流调节装置和第二流调节装置中至少一个流调节装置的温度是不受诸如辐射和/或本地热源例如加热器影响的稳定温度。通过测量布置内固定构件上的温度，向用于控制流调节装置的控制器提供可靠且稳定的值。这得到根据本发明目的的无线电网络节点内电子设备的高效、可靠和改进的冷却。
根据如下详细描述和附图将容易理解本发明的各个方面，包括其具体特征和优点，附图中图1例证了根据本发明的网络内的布置内部件的示意框图，以及图2是示出了根据本发明的方法的流程图。
具体实施例方式图1示出了在无线电网络节点400中的布置100，用于冷却布置100内的电子设备 102。该布置包括封闭空间104，由用于容纳电子设备102的该封闭空间的墙体构件104限定。布置100还包括用于从封闭空间104向封闭空间外部112传输热的热交换器106。热交换器106可包括串联或并联的一个或多个热交换器。第一流调节装置202布置用于在封闭空间104内循环冷却流体204。热交换器 106从封闭空间内的冷却流体204获取热，并将它耗散到封闭空间外部112。第二流调节装置206布置用于在封闭空间外部112循环外部冷却流体208。流调节装置202、206例如可以是风扇。流调节装置202、206分别由连接到第一流调节装置和第二流调节装置的控制器 210调节。控制器210优选位于封闭空间内，靠近第一流调节装置202。布置100还包括用于测量封闭空间104内或封闭空间外部112的温度的至少一个传感器301、302、303、304、 305、306。
在图1所示的实施例中，热交换器106包含沸腾和冷凝致冷剂，即，致冷流体，表示为箭头109。热交换器106具有位于封闭空间104内的第一部分107。热交换器106的这个第一部分107是蒸发器。在第一部分107中，致冷流体109蒸发，并从已经由封闭空间 104里面的电子设备102变热的冷却流体204获取热能。热交换器106还具有位于封闭空间104外部112的第二部分108。热交换器的第二部分108是冷凝器。在第二部分108中， 冷凝致冷流体109，并将热耗散到封闭空间外部112的外部冷却流体208。第一部分107与第二部分108之间的致冷流109由来自致冷剂的液态与气态之间的密度差的重力生成，像在温差换流系统中，或由重力和毛细力生成，像在热管中。第一流调节装置和第二流调节装置202、206用于在热交换器106的两侧或任一侧上在由箭头204、208指示的方向上压冷却流体以改进冷却能力。通过基于至少一个温度测量控制第一流调节装置和第二流调节装置202、206中的至少一个来控制布置内的电子设备102的冷却，其中至少一个传感器301、302、303、304、 305、306位于布置100内的固定构件102、104、106、112、308上。为了例证的目的，示出了图1中所示的传感器301、302、303、304、305、306，并且要理解，另外的传感器可以置于布置100内的另外固定构件上。固定构件可由如下项代表-位于布置100内的测量零件308；-电子设备102的任何部件；-热交换器106、107、108的任何部件；-布置100的墙体构件104、112；或它们的组合。通过测量布置100内固定构件上的温度，向用于控制流调节装置 202,206的控制器210提供可靠且稳定的值。这得到网络节点400内电子设备102的高效、 可靠和改进的冷却。在本发明的一个实施例中，测量零件308从电子设备102伸出进入封闭空间104 中的冷却流体204中。这个实施例的优点是，测量零件的温度改变涉及某种惯性或延迟，这意味着在冷启动期间测量零件308的温度将类似于电子设备102中的温度。在本发明的另一实施例(图1未示出)中，测量零件308从外部112墙体构件伸出进入封闭空间外部的外部冷却流体208中。通过用外部传感器结合任何其它建议的传感器调节冷却性能给出了选择最有效而适当冷却模式的可能性。例如，在较低周围温度，非常有效的是启动第二流调节装置206，并使封闭空间104里面的温度下降，而在较高周围温度，在内部已经接近于周围时的情形下，加速第一流调节装置202将产生很少噪声。对于热耗散可能变化巨大的布置，在无线电网络节点400中就是这种情况，这个控制布置使得有可能根据热耗散和周围条件优化冷却。在本发明的一个实施例中，固定构件由电子设备的热敏部件或电子设备的热沉代表。传感器303、305例如可置于电子设备102的温度敏感部件上或附近或电子设备上的热沉中。设备温度经常是布置的寿命长度或可靠性的限制因素。设备温度取决于封闭空间 104里面的冷却流体204温度、到封闭空间里面的冷却流体204的热传递和电子设备102的热耗散。通过测量电子设备102的温度，所有这些因素都考虑进去了。还有，在系统内热生成突然升高的情况下，例如在启动模式中，可以实现来自冷却系统的快速响应。
在本发明的实施例中，固定构件102、104、106、112、308由位于封闭空间104中的热交换器106的第一部分107代表。为了测量热交换器的第一部分107的温度，传感器302 可置于封闭空间104内热交换器106的第一部分107蒸发器的管道上的某个地方。热交换器内部部件上蒸发器管道的温度取决于封闭空间里面冷却流体204、封闭空间外部112的流体208的温度以及如何调节流调节装置。热交换器106的这个温度和能力的最重大影响是热交换器106的第二部分108上可能由封闭空间外部的第二流调节装置206生成的流体流208的量。蒸发器管道温度给出均勻值温度，因为热分布在管道的材料中。在本发明的一个实施例中，固定构件102、104、106、112、308由位于封闭空间外部 112的热交换器106的第二部分108代表。为了测量热交换器106的第二部分108冷凝器的温度，传感器301可置于封闭空间外部112冷凝器管道上的某个地方。热交换器外部部件上冷凝器管道的温度取决于布置外部的流体流208、热交换器106中的热传递以及如何调节流调节装置202、206。正常情况下，布置100外部的流体流208是周围空气。在本发明的实施例中，固定构件102、104、106、112、308由在热交换器106中循环的致冷流体109代表。为了测量热交换器106内致冷流体109的温度，传感器304可置于热交换器106第一部分107管道内侧或外侧上的某个地方。致冷剂109温度略微低于已经通过第一部分107或者在第一部分107上的冷却流体204的平均温度，并略微高于周围或已经通过热交换器106第二部分108或者在第二部分108上的冷却流体208的平均温度。 致冷剂109温度是不受诸如辐射和/或局部热源(加热器)影响的稳定温度。它还给出了热交换器106第一部分107上的冷却流体204温度的平均值。在本发明的一个实施例中，传感器是温度传感器。在本发明的另一个实施例中，传感器是用于间接测量温度的压力传感器。例如，为了测量致冷流体的温度，可以使用压力传感器。通过确定致冷流体109回路中的压力，可以确立致冷流体的温度。由于在致冷回路109中总是存在饱和条件，因此可以通过每个致冷剂的参考数据来确立所选致冷剂的温度与压力之间的关系。具有附图标记112的虚线例证了封闭空间外部112的墙体构件。热交换器106的第二部分108和第二流调节装置206位于封闭空间外部112，并与周围空气接触。现在将参考图2中描绘的流程图描述在布置100中用于控制无线电网络节点布置 100中电子设备102的冷却的方法步骤。如上面提到的，布置100包括用于容纳电子设备 102的封闭空间104、用于从封闭空间传输热的热交换器106和用于在封闭空间104内循环冷却流体204的第一流调节装置202以及用于在封闭空间外部112循环外部冷却流体208 的第二流调节装置206。301.至少一个传感器测量布置内的固定构件上的温度。302.基于至少一个温度测量控制第一流调节装置和第二流调节装置中的至少一个。根据本发明的方法，在布置100中的固定构件102、104、106、112、308上测量至少
一个温度，其中向用于控制流调节装置202、204的控制器210提供可靠而稳定的值。这得到无线电网络节点400内电子设备102的高效而可靠的冷却。尽管已经参考其特定示范实施例描述了本发明，但是许多不同的改变、修改等对于本领域的技术人员将变得显而易见。所描述的实施例因此不打算限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书限定。定义在这个申请中，使用术语“固定构件”。表述“固定构件”将解释为是指无线电网络节点布置在封闭空间里面或封闭空间外部的任何构件，其具有固态、半固态或液态，诸如电子设备的任何部件、热交换器的任何部件、流生成装置、布置的构造单元的任何部件、例如墙体构件、用于支撑设备的机架以及布置内的电池和电池盒。另外，固定构件可以是一块材料，没有任何实际或机械功能但位于布置内充当测量零件，略微从其固定点伸出，并优选由金属材料、聚合材料或复合材料构成。要理解，热交换器可以是空气对空气的热交换器，例如板式热交换器，或包括致冷流体的沸腾和冷凝热交换器。要理解，无线电网络节点可以是无线电基站(RBS)或无线电通信系统中的任何其它种类的节点，该节点包括热生成电子设备。其它种类节点的例子是传输节点、远程订户交换机(RSQ和具有类似功能的节点。当使用词语“包括”时，它应解释为非限制性的，即，“至少由...组成”的意思。
权利要求
1.一种在无线电网络节点G00)中的布置(100)，用于冷却所述布置(100)内的电子设备(102)，所述布置包括-封闭空间(104)，用于容纳所述电子设备(102)； -热交换器(106)，用于从所述封闭空间(104)传输热； -第一流调节装置002)，用于在所述封闭空间(104)内循环冷却流体O04)； -第二流调节装置006)，用于在所述封闭空间(104)外部(11 循环外部冷却流体 (208)；-至少一个传感器(301，302，303，304，305，306)，用于测量所述布置中的温度； -控制器010)，用于基于至少一个温度测量控制所述第一流调节装置和第二流调节装置002，206)中的至少一个流调节装置，其中所述至少一个传感器(301，302，303，304， 305,306)位于所述布置(100)内的固定构件(102，104，106，112，308)上。
2.如权利要求1所述的布置，其中所述固定构件(102，104，106，112，308)由如下项代表-位于所述布置(100)内的测量零件(308)； -所述电子设备(102)的任何部件； -所述热交换器(106，107，108，109)的任何部件； -所述布置(100)的墙体构件(104,112)； 或它们的组合。
3.如权利要求2所述的布置，其中所述测量零件(308)从所述电子设备(102)伸出进入所述封闭空间(104)中的所述冷却流体O04)中。
4.如权利要求2所述的布置，其中所述测量零件(308)从外部(112)墙体构件伸出进入所述封闭空间外部的所述外部冷却流体O08)中。
5.如权利要求2所述的布置，其中所述固定构件(102，104，106，112，308)由所述电子设备(10 上的热敏部件或热沉代表。
6.如权利要求2所述的布置，其中所述固定构件(102，104，106，112，308)由位于所述封闭空间(104)中的所述热交换器(106)的第一部分(107)代表。
7.如权利要求2所述的布置，其中所述固定构件(102，104，106，112，308)由位于所述封闭空间外部(112)的所述热交换器(106)的第二部分(108)代表。
8.如权利要求2所述的布置，其中所述固定构件(102，104，106，112，308)由在所述热交换器(106)中循环的致冷流体(109)代表。
9.如权利要求1至4所述的布置，其中所述传感器(301，302，303，304，305，306)是温度传感器。
10.如权利要求8所述的布置，其中所述传感器(304)是用于间接检测温度的压力传感器(304)。
11.如权利要求7所述的布置，其中所述热交换器106的第二部分(108)和所述第二流调节装置(206)与周围空气接触。
12.如以上权利要求中任一项所述的布置，其中所述无线电网络节点是无线电基站。
13.一种在无线电网络节点布置(100)中用于冷却所述布置(100)内的电子设备 (102)的方法，所述布置包括-封闭空间(104)，用于容纳所述电子设备(102)； -热交换器(106)，用于从所述封闭空间(104)传输热； -第一流调节装置002)，用于在所述封闭空间(104)内循环冷却流体O04)； -第二流调节装置006)，用于在所述封闭空间外部(11 循环冷却流体O08)；所述方法包括如下步骤-用至少一个传感器(301，302，303，304，305，306)测量所述布置(100)内固定构件 (102，104，106，112，308)的温度；以及-基于所述至少一个温度测量控制所述第一流调节装置和第二流调节装置(202，206) 中的至少一个。
全文摘要
本发明涉及在无线电网络节点(400)中用于冷却布置(100)内电子设备(102)的布置(100)和方法。布置(100)包括用于容纳电子设备(102)的封闭空间(104)和用于从封闭空间传输热的热交换器(106)。第一流调节装置(202)布置用于在封闭空间(104)内循环冷却流体(204)，并且第二流调节装置(206)布置用于在封闭空间外部(112)循环外部冷却流体(208)。布置(100)还包括用于测量布置中温度的至少一个传感器(301，302，303，304，305，306)和用于基于来自布置(100)内固定构件(102，104，106，112，308)的至少一个温度测量控制第一和第二流调节装置(202，206)中的至少一个的控制器(210)。
文档编号H05K7/20GK102204423SQ200880131921
公开日2011年9月28日 申请日期2008年11月3日 优先权日2008年11月3日
发明者F·琼森, K·赫德伯格 申请人:爱立信电话股份有限公司