专利名称：无人值守机房和基站的降温节能装置的制作方法
技术领域：
无人值守机房和基站的降温节能装置技术领域：
本发明属于节能技术领域。( 二 )背景技术
在内有电器设备常年自动运行的各种无人值守机房和星罗棋布的移动通信基站，由于无人 看管，这些机房和通信基站通常都处于密闭状态。里面的电器设备在运行时会不断产生热 量，如果不能及时散热，就会导致室内温度升高，使电器设备难以继续正常运行。为了维持 设备的正常工作温度，就必须把设备工作时产生的热量散发到室外去。为了满足密闭的机 房和通信基站里设备散热的需要，人们自然而然就会利用空调机来进行控温(降温)，并且 习以为常视为必然，国内国外尽皆如此。由于机房和移动通信基站处于常年不断工作的状 态，因此，每一个机房和移动通信基站为了维持正常工作温度而进行的控温空调，其累积消 耗的电量都是不小的。例如，平均每个移动通信基站每年控温空调的耗电量都有上万度。这 样的移动通信基站在全中国的数量就有数十万个，每年耗电量达数十亿度。而全世界的移 动通信基站数远比这个数目大得多，消耗的电量更要大得多。因此，解决移动通信基站控温 空调的节电问题具有世界意义。为了解决无人值守机房和移动通信基站控温空调的节电问题，本发明人曾提出过 多项相关的专利申请。其中于2008年9月18日提出申请，并于2009年9月9日公告授权 的“无人值守机房和移动通信基站的降温节能装置”，就是一种结构简单成本低廉运行可靠 的降温节能装置。它是由室内外热交换器、金属管道和阀门等组成的密闭水循环体系，不需 要施加任何人为动力，不用消耗任何有价能源，不需要另加电子自动控制机构，利用水冷却 后密度变化所产生的下沉势，带动水在整个装置里自动循环流动，就可以把室内的多余热 量自动转移到室外，从而大大缩短空调机的工作时间，节省空调耗能，同时还能明显延长空 调机的使用寿命。不过，由于“无人值守机房和移动通信基站的降温节能装置”的设计还有 不足之处，并没有能够充分利用自然动力的作用，因而在向室外转移热量的过程中显得力 度不足，速度不快。现在提出的“无人值守机房和基站的降温节能装置”，则针对上述缺点进 行了改进设计和配置，使得能够在保持原有技术优点的同时，更能够充分地利用自然动力 的作用，更进一步加快用于热转移的工作介质——水在封闭循环系统内的流动速度，因而 也就能够更快地散热，使整个装置的运行效率更高。
发明内容
此前本人已获授权的专利“无人值守机房和移动通信基站的降温节能装置”，已经为上述无
人值守机房和移动通信基站设计了一种结构简单运行可靠的降温节能装置。这种装置实际
是一种不需要任何人为动力就能使其运转的“倒置暖气”装置。之所以称这种装置为“倒
置暖气”装置，是因为它的结构很像常规的暖气装置，但它的作用却与暖气相反，起的是降
温作用而不是升温作用。现有各种利用空气、水、致冷剂等媒体介质进行空调控温的技术措
施和装置，都必须提供和使用能够使媒体介质运行以便转移热量的驱动力，而本发明只需
要安装一套成本低廉的水暖装置，不用后续管理，不需要后续成本，不需要提供和使用任何人为的驱动动力，不需要消耗任何有价能量(例如电能)，在室外环境温度低于室内上方热 空气的温度时，利用水在室外被散热冷却后因为比重变大所形成的下沉势，就能使装置中 的媒体介质——水自动循环运转起来，并在循环运转的过程中将室内的多余热量转移到室 外，散热于室外。也就是说，利用这种装置，在室外环境温度比室内热空气温度低的通常情 况下，不需要任何人力物力和能源的消耗，不需要另加电子控制机构，就可以把室内设备工 作时产生的热量自动转移到室外。只有当夏季个别时段室外温度高过室内热空气的温度 时，这个装置才停止转移热量，改为依靠空调机控温。原来只有在冬季很冷时空调机才停止 工作，而安装“无人值守机房和移动通信基站的降温节能装置”后，就变成了只有在夏季天 气很热时空调机才启动工作。这就可以大大缩短用于降温的空调机的工作时间，节省空调 耗能，同时还能明显延长空调机的使用寿命，减少报废空调机形成的电子垃圾，及其释放出 的制冷剂对大气环境所产生的污染。现在提出的“无人值守机房和基站的降温节能装置”，则通过调整上述装置部分组 件的布设状态和高低位置，能够更加充分地利用由水的热胀冷缩、热轻冷重所形成的热水 上涌凉水下沉的双重自然动力，使水在封闭循环系统内的流动速度更快，因而也就能够更 快地把室内的多余热量携带到室外进行散热，整个装置的运行效率也就更高。说明书附图 1是这种改进装置的配置示意图。原则性地表明了这种“无人值守机房和基站的降温节能 装置”各部分相互的连接状况和高低位置。当然，具体的连接管道布置路线需要根据机房或 基站室内的具体状况而确定。“无人值守机房和基站的降温节能装置”是由注水槽[6]、室内吸热管组[1]、一般 连接管道[2]以及竖立安装的连接管道[2’ ]、单向阀[3]、室外散热管组[4](也称散热 器)以及沉水室[5](或称下方管道)共同组成的密闭水循环系统。没有常规技术中离不 开的、使热交换介质能够内外流动的驱动机构(电机、泵等)，也没有附加任何用于控制介 质流动速度和方向的电子控制装置。室内吸热管组[1]和室外散热管组[4]都是由金属管 道构成，是室内外的主要热交换器。在室内吸热管组[1]和室外散热管组[4]的管道上，都 附有能够加强吸热和散热能力的金属翼片。金属翼片是通过焊接、铸造、压合等工艺与相连 的金属管道结合在一起成为一体的。其间具有良好的传热沟通，不存在不易传热的隔热介 质。也就是说，室内吸热管组[1]上的金属翼片吸收的热量能够很快传递给金属管道，进而 传递给管道里的水，被水携带到室外，而室外散热管组[4]的金属管道里的水所携带的热 量能够很快传递给其上的金属翼片，并进一步传给周围空气而散失掉。连接管道[2]以及 竖立安装的连接管道[2’ ]通常也使用金属管道。在竖立安装的连接管道[2’ ]上通常也 带有金属翼片，加强吸热作用。与原来的“无人值守机房和移动通信基站的降温节能装置”相比，现在的“无人值 守机房和基站的降温节能装置”的主要改进是(1)将原来水平安装的室内吸热管组改变为 稍带倾斜地安装，其较高的一端靠近背阴面墙壁，与单向阀的下方管体相连。(2)将竖立安 装的单向阀的高度提高，使单向阀的下方管体的高度与室内吸热管组的高端持平。(3)将竖 立安装在室外背阴面墙壁上的室外散热管组的高度提高，使与单向阀的上方管体相连的室 外散热管组的上方管道——连接各个竖管上端的横管的高度与单向阀的上方管体持平，比 室内吸热管组较高的一端还要高，处于水循环系统的最高位。(4)将沟通室内下方的沉水室 与室内上方的吸热管组的连接管道的竖立安装部分增加为多条，而且是与室内吸热管组的低端相连。经过这样的改进之后，原来密封系统内散热介质水的循环流动，主要是靠水在室 外散热管组内冷却后变重下沉所形成的下沉势运转的，现在又把水在室内吸热后变轻上升 (上涌)所形成的上升势也“开发”了出来，促使水吸热后能自动向室外流动，这就增加了水 循环流动的动力，使得水循环流动的速度更快，转移热量的能力更强。具体改进方案是这样的室内吸热管组[1]，是相互间具有适当距离的一排(组)平行并联带翼金属管道， 管道两端相连通，基本呈水平状而稍带倾斜(靠近背阴面墙壁的一端较高)地架设在室内 空间的顶部(天花板之下)，处在室内热空气聚集的部位，能够把室内热空气的热量充分吸 收。在吸热管组[1]内，吸热升温变轻之后的水能够缓慢地由低端向较高的靠近背阴面墙 壁的一端流动。而其较高端又通过连接管道[2]与单向阀[3]的下方管体相连。单向阀 [3]竖直安装在室内背阴面墙壁上，其下方管体高度与室内吸热管组[1]的高端基本持平， 而其上方管体经连接管道[2]水平穿过机房或基站背阴面的墙壁，与室外散热管组[4]的 上方管道(即连接各个竖管上端的横管)相连，高度与室外散热管组[4]的上方管道基本 持平，因此，室外散热管组[4]的上方管道的高度自然就比室内吸热管组[1]的高端还要稍 高一些，成为整个系统封闭后水循环流动部分的最高位，而室内吸热管组[1]的总体高度 在水循环系统中则是除了室外散热管组[4]的上方管道之外最高的。因此，室内吸热管组 里的吸热变轻的水能够自动向室外散热管组[4]的方向流动。室内吸热管组[1]的低端通 过连接管道(包括水平安装的[2]和竖立安装的[2’])与室内下方处于水循环系统最低位 的沉水室[5]相连。同时为了在寒冷的冬季避免过度散热，在部分并联的吸热管上装有阀 门。关闭部分吸热管的阀门可以减少吸热量，避免过度降温。室外散热管组[4]是一排竖直并列而立地贴附安装在背阴面墙壁外表面上的金 属管道，带有能够增强散热能力的翼片。也可以使用适当的暖气片作为室外散热管组[4]。 为了安全和防冻，通常还在室外散热管组[4]外面安装有保护罩[9]。室外散热管组[4]每 根管子的上端(即进水管部分)连在一起，也就是室外散热管组[4]的上方管道，经过连接 管道[2]与室内上方的单向阀[3]的上方管体相连。室外散热管组[4]的总体高度处于水 循环系统中的中间，但其进水管部分稍高于室内吸热管组的高端，是整个系统封闭后参与 水循环流动部分的最高位。因此，在室内吸热管组[1]内吸热升温变轻之后缓慢地由低端 向较高的靠近背阴面墙壁的一端流动的水，能够通过单向阀[3]进一步流到更高一些的室 外散热管组[4]的进水管内。室外散热管组[4]的下端也连在一起，并通过连接管道[2] 直接与安装在室内下方的沉水室[5]相连。室外散热管组[4]里面的水散热冷却后会变冷 下沉，自动向下流动，并形成上下热差。上面的横管最热，下边的横管最凉。变凉下沉的水 通过连接管道[2]流进室内处于水循环系统最低位的沉水室[5]里。最低位的沉水室[5] 又通过连接管道(包括水平安装的[2]和竖立安装的[2’ ])与室内上方的室内吸热管组 [1]的低端相连，使得散热后从室外流入室内的水又能够循环流进室内吸热管组[1]的管 道里。像通常在暖气片组上安装有放气阀那样，在处于最高位的室外散热管组[4]的上端 横管处也安装一个小放气阀，以免因该部位高于室内吸热管组[1]，在最初向系统内灌水时 会因“憋气”而使系统不能充满水，循环不起来。
5[0012]单向阀[3]处于室内吸热管组[1]的较高端和室外散热管组[4]的上方管道之 间，安装在室内背阴面墙壁上，是只能使水流从室内吸热管组[1]流向室外散热管组[4]， 而不能让水流从室外散热管组[4]流向室内吸热管组[1]的阀门。单向阀的存在使得夏季 室外温度过高时已经起不到散热作用的室外散热管组[4]之中的水不能因受热变轻而倒 流回室内吸热管组[1]。也就是说，当室外温度高于室内温度时，室外散热管组[4]之中的 水既不能变凉下沉流进室内的沉水室[5]，也不能受热后上升流进吸热管组[1]，整个装置 会自动停止工作。这时才完全依靠空调机降温。一旦到了室外温度比室内温度低的时段， 例如夜间，装置里的水又会自动恢复流动，恢复向室外散热。单向阀[3]通常也是用金属材 料制成的。沉水室[5]实际就是一节安装在室内靠近地面附近的管道，通常也是使用金属管 道。它的命名主要在于它所具有的功能独特。也可以不单独命名，而仅将它作为室内处于 水循环系统最低位的连接管道看待。它可长可短，根据室内的布局需要而定。它的一头连 着室外散热管组[4]的下端，另一头连着室内上方吸热管组[1]的较低的一端。在外经室 外散热管组[4]冷却后比重变重的水沉降于此，故称沉水室[5]。作为沉水室的管道最好要 粗一些，以便能够多容纳被室外散热管组[4]冷却后沉降于此的温度较低的水，避免温度 较低的水立即进入与室内吸热管组[1]的较低端相连的竖立安装的连接管道[2’ ]中。如 果温度较低的水立即进入竖立安装的连接管道[2’]中，就会因为连接管道[2’]中的水与 散热管组[4]里的水温差很小而减小水的循环流动力量。与沉水室[5]相连的、水平安装 的连接管道[2]实际也是沉水室[5]的一部分，所起的作用是一样的。在沉水室[5]处安 装有一个放水阀，以便在灌水和拆修时使用。连接管道的竖立安装部分[2’ ]也是金属管道，而且通常是多条并列的，可以带有 金属翼片，也具有吸收空气中热量的作用，实际是一种立式室内吸热管组。里面的水吸热后 变轻上升，对水的循环流动具有促进作用。因此，最好在不影响工作人员维护操作的前提 下，将这种竖立安装的连接管道[2’ ]安装在设备本身散热风机的出风口附近，以便能够更 好地吸热。注水槽[6]位于整个装置的最高处，是在该装置安装好后对装置灌充介质水的入 口。注水槽[6]可以安装在室内，与室内上方的吸热管组[1]连接，也可以安装在室外，装 在处于水循环最高位的室外散热管组[4]上端横管的上面。注水槽[6]的形状不拘，可以 是立式槽，也可以是一节带有通过阀门可以打开与封闭的注水口的管道，还可以将室外散 热管组[4]上端横管选得粗一些或竖向尺寸大一些，加上进水口和密封阀门，直接从处于 水循环最高位的室外散热管组[4]的上端横管注水。此时散热管组[4]的上端横管就兼起 注水槽的作用。经注水口和注水槽[6]将装置里面灌满能够自动转移热量的介质——水之 后，在注水槽[6]内还有一些存水但同时还有适当剩余空间时，就将注水口密封，整个装置 就是密封的了，其中的水不会蒸发减少，因此，只需要注水一次就可以长久运行下去。注水 槽[6]里留有适当剩余空间和一些水，是为了在热胀冷缩时留有可伸缩的余地。如果是室 外散热管组[4]的上端横管兼起注水槽的作用，为了留有适当的空间，就需要选粗一些(或 上下宽一些)的管道，并且应使从单向阀[3]连接过来的连接管道[2]与粗(或上下宽) 管道的下方相接，以便在水循环运行时水路不致被管道里上部的气体空间中断。整个装置的运行过程是这样的当机房或基站由于设备工作发热而使室内空气升温时，最热的空气上升到室内上方，在那里把室内吸热管组[1]里的水加热使其升 温。由于 水的比热以及相应的热容量都比较大，因此室内吸热管组[1]里的水在升温过程中能够吸 收大量的热。同时，连接管道的竖立安装部分[2’ ]也明显具有吸收空气中热量的作用，里 面的水吸热后变轻上升，流入室内吸热管组[1]里。室内吸热管组[1]里的水吸热升温变 轻之后，也产生上升的趋势，形成一种向上流动(涌动)的力量，促使水缓慢地由低端向较 高的一端流动，并通过连接管道[2]和单向阀[3]，流到处于最高位的室外散热管组[4]的 上方管道里，又进一步流入室外散热管组[4]中。在室外温度低于室内温度时，架设在背阴 面墙壁外表面上的室外散热管组[4]以及处于室外的连接管道，都能够将里面温度比室外 空气高的水所携带的热量散于室外空气中。水在室外的连接管道及室外散热管组[4]里被 冷却之后，密度增加比重变大，就会产生下沉的趋势，产生向下流动的动力，又经过连接管 道[2]流进室内处于整个装置最低部位的沉水室[5]里。同时由于系统是密封在一起的， 吸热管组[1]里的水将通过管道和单向阀自动流进散热管组[4]里填充空缺，而沉水室里 的水则从沉水室[5]另一端经连接管道[2]和[2’]上升流进吸热管组[1]里。这样，在室 外温度低于室内温度时，由于室内的连接管道[2’]和吸热管组[1]里的水能够不断吸收室 内空气中的热量，比重变轻而产生上升势，形成一种流向更高位的室外散热管组[4]上方 管道的趋势，这就使其中的水具有一种向上涌动和向外“挤”的自动外流的力；而与此同时， 处在室外的连接管道[2]和散热管组[4]里的水，却在不断地散热，散热后比重变重，产生 一种下沉势，使得里面的水具有一种自动向下向室内最低的沉水室[5]里流动的力。也就 是说，不论室内还是室外，循环系统中的水都具有相同方向的流动趋势和动力。而这种水的 流动趋势和方向与单向阀所决定的流动方向恰恰是一致的，因此这种循环流动就能够变为 现实，整个系统中的水在装置里就能够形成自动循环流动，并在循环流动的过程中把室内 多余的热量带出了室外，散失于室外空气中，实现了对室内温度的降温控制。而在此整个过 程中，完全是靠自然规律自动运行的，既不用人为的自动控制机构进行操作控制，也不用提 供任何人为的促使介质水流动的动力，不需要消耗任何有价能量(例如电能)。而且，只要 室外温度低于室内温度，这种将室内热量转移到室外的过程就会自动维持。这就能够达到 维持室内气温不致过高、减少空调机工作时间，节省控温空调耗电量的目的，同时还能明显 延长空调机的使用寿命和年限。与此前的“无人值守机房和移动通信基站的降温节能装置” 相比，“无人值守机房和移动通信基站的降温节能装置”的运行动力主要依靠室外散热管组 里散热降温后变重变沉的水向下流动的下沉势，而其水平架设的、并处于循环系统最高位 的室内吸热管组却不能提供流动力。经过改进的“无人值守机房和基站的降温节能装置”， 却能够在利用水在室外散热冷却后产生下沉力的同时，还能够利用水在室内吸热后产生的 上升力，共同形成同方向的合力，来促使热转移介质水能够更快地在系统内流动，也就能够 更快地散热，更有效地实现降低室温以达到节省空调耗能的目的。 在夏季室外气温比室内热空气温度高的时候，架设在背阴面墙壁外表面上的室外 散热管组[4]以及处于室外的连接管道里面的水都不再能够将所携带的热量散于室外空 气中，甚至有可能被室外热空气进一步加热。水在室外的连接管道及散热管组[4]里被加 热之后，密度减小比重变轻，就会产生上升的趋势，产生向上流动的动力，但由于单向阀[3] 的自动控制作用，水不能反向流动，这种流动就被阻止，比较热的水不能经过连接管道[2] 和单向阀[3]流进室内吸热管组[1]里。也就是说，在室外气温比室内热空气温度高的时候，本装置里的水不再流动循环，停止转移热量，不会把室外的热量转移到室内。
说明书所附图1是这种“无人值守机房和基站的降温节能装置”的布局和各部分高低位置 的示意图。其中数标1表示室内吸热管组，数标2表示连接管道，数标2’表示连接管道的竖 立安装部分，数标3表示单向阀，数标4表示室外散热管组(散热器)，数标5表示沉水室， 数标6表示注水槽，数标7表示室外，数标8表示室内，数标9表示室外散热管组的保护罩。 从图1中可以看出，室内吸热管组[1]并不与天花板平行，而是稍有倾斜，靠近单向阀[3] 的一端稍高。单向阀[3]的位置高度比室内吸热管组[1]的高端高，而室外散热管组[4]的 上端比单向阀[3]的高度还稍高，但室外散热管组[4]的总体高度则在水循环系统中居中， 其中的水被冷却降温后自上向下沉降进入室内下方的沉水室，是水能够循环流动的主要动 力来源之一。室内的沉水室[5]以及与它直接相连的水平连接管道[2]处于整个装置的最 低部位。与室内吸热管组[1]的低端相连的连接管道的竖立安装部分[2’ ]的整体高度实 际也处于水循环系统的中部，其中的水被周围空气加热后自下向上升涌，促使担负着主要 吸热任务的室内吸热管组[1]中的水能够更快地由低端向高端由室内向室外流动。因此， 由连接管道的竖立安装部分[2’ ]和室内吸热管组[1]中的水吸热升温后变轻上涌所形成 的力，也是水能够循环流动的动力来源。图2是单向阀[3]的结构示意图。单向阀[3]由两节竖直放置并通过螺纹旋合在 一起的管体、橡胶或塑料球、金属栏杆或网共同组成。其中数标10表示带有一节倒圆台状 内径的单向阀下方管体，数标13表示单向阀上方管体，数标12表示金属栏杆或网，数标11 表示一个橡胶或塑料球。要求起阀门作用的球的比重应当大于水的比重，否则漂在水里不 能封闭管道，起不到单向阀的作用，但又不能太重，否则会阻碍比较弱的单向阀[3]下方来 水流的通过。选择橡胶或塑料球可以满足这种要求。同时，还要求橡胶或塑料球[11]的直 径应当大于单向阀下方管体[10]圆台内径的小口径，而小于圆台内径的大口径。在橡胶 或塑料球[11]的上方适当距离(例如几毫米)，是单向阀[3]下方管体[10]与上方管体 [13]通过罗纹相结合的部位，有一个由数标12所示的金属栏杆或网夹在其间，能够让水流 通过而限制橡胶或塑料球[11]在水流冲击下的过分上移。当从上方来水、使这个橡胶或塑 料球[11]落下时，就将具有圆台状内径的下方管体[10]堵住，水流就不能通过；而当水从 下方来时，这个橡胶或塑料球[11]就被水流顶起来，具有圆台状内径的下方管体[10]就被 打开，水流就能够从橡胶或塑料球[11]的周围流过，经过金属栏杆或网[12]进入由数标13 所示的单向阀上方管体。这样，水流只能从下方管体[10]流向上方管体[13]，而不能从上 方管体[13]流向下方管体[10]。也就是说，水流只能从下方通过该阀门流向上方。而不能 从上方通过该阀门流向下方，因此是单向阀。单向阀上方管体[13]和单向阀下方管体[10] 之间依靠内外罗纹连接在一起。由于金属栏杆或网[12]的阻挡，橡胶或塑料球[11]虽受 水流冲击却不能随流而去，也不会堵塞上方管体。单向阀下方管体[10]经连接管道[2]与 室内吸热管组[1]的较高端相连，而单向阀上方管体[13]则经连接管道[2]与室外散热管 组[4]的上方管道相连。[0020]具体实施方式
例如，在一个移动通信基站，进行类似安装暖气那样的施工，就可以安装“无人值守机房和 基站的降温节能装置”。按照基站房间的尺寸，设计室内吸热管组1。吸热管组1的水管可 以使用常规水暖工程中所用的铁管(也可以使用铝合金管、不锈钢管等)，直径20 30mm 即可，也可以再粗一些。在管子上焊接(也可以压合)厚度大约2mm、宽度大约15cm的铁板 做翼片。两条吸热管之间距离约30 40cm，基本呈水平状而稍带倾斜(靠近背阴面墙壁的 一端较高)地架设在室内空间的顶部天花板之下，但并不与天花板紧挨着。其较高端管道 通过连接管道2与单向阀3的下方管体相连，而其较低端管道则通过连接管道2’和2与沉 水室5相连。单向阀3竖立安装在背阴面墙壁上方，其下方管体高度与室内吸热管组1的 高端基本持平。单向阀3的上方管体又经连接管道2水平穿过基站背阴面的墙壁，与室外 散热管组4的上方管道相连。在室外散热管组4的上方管道上还安装有一个小放气阀。而 在室外散热管组4的上方管道上面，还有通过弯管与它相连的注水槽6，或能起注水槽作用 的带有密封阀门的一段管道。室外散热管组4(散热器)由一排竖直向上的、带有翼片的短金属管道并列组成， 上下都有横管连接沟通，总体结构呈长方形，像暖气片那样垂直(竖直)安装在基站背阴面 墙壁的外表面上。也可以直接选用适当的暖气片做散热管组4。安装时，应当注意使散热管 组4的上方管道(横管)处于水循环系统的最高位，并且带有放气阀。之所以要在处于最 高位的室外散热管组4上方管道处安装一个小放气阀，是为了在灌水时需要打开放气阀放 气，以免会因为“憋气”而使得系统不能充满水。在室外散热管组4的外面通常还安装上保 护罩9。保护罩9带有类似百叶窗那样的可控叶片，在平时通风透气，不影响散热降温，主 要起安全保护作用，到了寒冷的冬天还可以适当封闭保护罩9，以减弱散热能力，避免过度 冷却。室外散热管组4的上方管道(横管)经连接管道2与室内的单向阀3的上方管体相 连，而室外散热管组4的下方管道(横管)通过连接管道2直接连通高度比室外散热管组 4的下方管道更低的室内沉水室5。在室外散热之后变重变沉的水流进室内的沉水室5里。 沉水室5里汇集的水的温度最低、比重最大。在沉水室5的另一端，通过水平安装的连接管 道2和竖立安装的连接管道2’与室内上方的吸热管组1的较低一端相连。连接管道2’既 起上下连通作用，也具有热量转移的作用。它里面的水也在不断地从周围空气中吸收热量， 密度逐渐变小，比重逐渐变轻，也能产生一定的上升势，促使水循环流动加快。所以，最好将 这段竖立安装的连接管道2，也附加上可以增强吸热能力的翼片，还可以将这一条管道改成 并列多条，而且在不影响工作人员操作的前提下，最好将竖立安装的连接管道2’安装在通 信主机本身散热风机的出风口附近。为了拆修的方便，以及控制充灌水的量，在沉水室5的 一端装一个放水阀。所用的连接管道2及2’、沉水室5都是金属材料制成的。室内吸热管组1和室外散热管组4所包含吸热或散热管道的尺寸和具体数量，可 以根据地域的不同而通过试验加以确定。先试点后推广。天气比较寒冷的东北地区可以尺 寸小一些数量少一些，而天气比较热的南方地区则可以尺寸大一些数量多一些。当把整个装置的各个部分连接安装完毕之后，再从上方的注水口和注水槽6向整 个装置灌水。在灌水时需要打开放气阀，直到该装置水循环运行的最高部位——室外散热 管组4的上方管道灌满、而注水槽中尚留有一些水和剩余空间为止。检验是否漏水。最后， 将注水口封闭，整个装置的构建和安装就算结束了。从此之后，只要室外环境的温度比室内热空气的温度低，这套简单的装置就能够在不需要任何后续管理和投入、不需要任何动力 和能量消耗的情况下，通过水在室内吸热和在室外散热所引起的密度和比重变化，以及单 向阀的自动控制作用，就能够形成水在系统内的单向自动循环流动，而且是热水从室内流 向室外，凉水从室外流向室内。在此同时，也就自动将室内的多余热量转运到室外，并散失 在室外，从而大大减少空调机的使用时间，达到大幅度节电的目的，并能明显延长空调机的 使用寿命，减少环境污染。在安装空间比较小的情况下，也可以使用足够粗的室外散热管组4的上方管道并 用它兼起注水槽的作用，那样的话，在灌水时需要在室外散热管组4的上方管道中留有适 当的未充水空间，而不能完全充满水。为此，可以在完全充满水后，再从沉水室5上的放水 阀少放出一些水即可。同时要注意，在这种情况下，与单向阀3相接的连接管道2，需要接在 足够粗的室外散热管组4上方管道充满水的下部，而不能接在留有空气的上部，以免断了 水路。即使在冬天，处于室外的散热管组4通常也不会结冰。因为水在温度低时具有反 膨胀的特点，在4°C时比重最大，当散热管组4里的水温降低时，不等水温降低到4°C以下， 很快就流进室内的沉水室5里去了，而与此同时，室内吸热管组1里的较热的水就及时从散 热管组4的进水口处补充了进来，提高了散热管组4的温度。只要室内温度不是很低(例 如低到4°C左右)，因降温散失的热量不超过从室内流出的水所携带的热量，这种循环流动 就能够维持下去，室外的散热管组4就不会结冰。如果室内温度很低，或散热降温过快，使 室外的散热管组4结冰了，那对于维持基站设备的工作温度不致过高的目的来说，也是无 碍的了。只不过注意不要因结冰而把散热管冻坏就是了，为此只要在天气很冷时在散热管 组4外加一些保温覆盖就可以了。
权利要求一种用于无人值守机房和移动通信基站的降温节能装置，其特征是，它是由以下几个部分依次闭合连接组成的、不带动力驱动机构而是利用自然力使水在其中自动循环流动运行的散热系统即由水平状稍倾斜地架设在室内空间顶部的热空气集中部位、总体高度在闭合水循环系统中处于较高位的室内吸热管组[1]，并从室内吸热管组[1]较高的、靠近背阴面墙壁的一端，通过连接管道[2]，与竖直安装在室内背阴面墙壁上、位于室内上方、只能使水从室内向室外流动、其下方管体高度与室内吸热管组[1]的高端基本持平的单向阀[3]的下方管体相连，又从单向阀[3]的上方管体通过连接管道[2]，与竖直安装在背阴面墙壁外表面、其上部入口处的上方管道与单向阀[3]的上方管体高度持平、比室内吸热管组[1]的高端还要高、是水循环系统的最高位、而其总体高度却处于整个水循环系统中间部位的室外散热管组[4]的上方管道相连接，再从室外散热管组[4]的下方管道，通过连接管道[2]，与比室外散热管组[4]下方管道更低、位于室内下方、处于水循环系统最低位的沉水室[5]相连，最后，再从室内下方的沉水室[5]，通过连接管道[2]以及竖立安装的连接管道[2’]与室内上方的室内吸热管组[1]的较低端相连通，形成水循环的闭合链，而在其中循环流动的水则是从处于本装置最高位置的带有注水口和密封阀的注水槽[6]灌入的。
2.一种如权利要求1所述的用于无人值守机房和移动通信基站的降温节能装置，其特 征是室内吸热管组[1]由金属管道构成；竖直安装在室外背阴面墙上的室外散热管组[4] 也是由金属管道制成，其处于水循环系统最高位的上方管道上带有放气阀；处于水循环系 统最低位的沉水室[5]是一节较粗的金属管道，其上带有放水阀；沟通连接各部分的连接 管道[2]和[2’ ]也都是由金属制成的。
3.—种如权利要求1所述的用于无人值守机房和移动通信基站的降温节能装置，其特 征是，所使用的单向阀[3]是由两节竖直放置并通过螺纹旋合在一起的下方管体[10]和上 方管体[13]，以及橡胶或塑料球[11]、金属栏杆或网[12]共同组成，并且在与室内吸热管 组相连的下方管体[10]中，有一节大口径在上小口径在下的倒圆台状内径，一个比重稍大 于水、直径介于倒圆台小口径与大口径之间的橡胶或塑料球[11]位于其中，金属栏杆或网 [12]处在橡胶或塑料球[11]上方几毫米距离处的两节管体结合部。
4.一种如权利要求1所述的用于无人值守机房和移动通信基站的降温节能装置，其特 征是在室内吸热管组[1]和室外散热管组[4]的管道上，都附有能够加强吸热和散热能力 的金属翼片。
5.一种如权利要求1所述的用于无人值守机房和移动通信基站的降温节能装置，其特 征是在室外散热管组[4]的外面，安装有带可控叶片的保护罩[9]。
6.一种如权利要求1所述的用于无人值守机房和移动通信基站的降温节能装置，其特 征是连通室内下方沉水室[5]与室内上方吸热管组[1]较低端的连接管道[2]，其竖立安装 部分[2’ ]是多管并列的金属管道，并且带有增强吸热效果的金属翼片，实际是一种立式室 内吸热管组。
专利摘要在内有电器设备常年自动运行的各种无人值守机房和星罗棋布的移动通信基站，为了维持设备的正常工作温度，需要利用空调机来进行降温，为此每年用于控温空调的耗电量很大。“无人值守机房和基站的降温节能装置”是一种结构简单成本低廉运行可靠的降温节能装置。它是由室内外热交换器、金属管道和阀门等组成的密闭水循环体系，不需要施加任何人为动力，不用消耗任何有价能源，无须另加人为的自动控制机构，利用热水上涌凉水下沉的自然规律，使水在装置里能够自动循环流动，只要室外温度低于室内热空气温度，就可以把室内的多余热量源源不断地自动转移到室外，从而大大缩短空调机的工作时间，节省空调耗能，同时还能明显延长空调机的使用寿命。
文档编号F16K15/04GK201555316SQ200920223058
公开日2010年8月18日 申请日期2009年10月12日 优先权日2009年10月12日
发明者陈旃 申请人:陈旃