一种考虑温度非均匀性的通风基站柜体及其运行控制方法与流程

1.本发明涉及通讯设备技术领域，更进一步的，涉及一种考虑温度非均匀性的通风基站柜体及其运行控制方法。


背景技术：

2.随着5g通信技术的飞速发展、国内各通信运营商如电信、移动、联通的通信基站建设量大大增加，通信基站内部含网络通信设施、蓄电池以及其他用电设备、发热量大。设备对基站柜内工作温度有一定的要求，通常会设置一体化空调设备来保证基站柜内温度要求。依靠空调设备来保证柜内温度存在初投资大、空调运行时间长、能耗高的缺点，不利于我国“双碳目标”的实现，在保证柜内温度不超过基站柜内的可耐受温度的前提下，通过合理的通风来控制室内温度，可大量节约运行能耗。但通风工况下，柜体内部温度呈不均匀分布状态，因此，风机控制需考虑柜体内温度的不均匀分布特征进行控制启停，保证柜体内最佳的通风效果。
3.有鉴于此，特此提出本技术。


技术实现要素：

4.针对于上述问题，一方面，本发明实施例提供了一种考虑温度非均匀性的通风基站柜体，通过针对于柜体结构的结构设置，基于多个冷却组件，能够实现柜体内部不同区域的降温，从而达到针对于柜体内温度不均匀分布的特点，保证柜体内部的温度的效果；一方面，本发明实施例还提供了一种考虑温度非均匀性的通风基站柜体的运行控制方法，基于上述通风基站柜体，通过该控制方法，保证柜体冷却组件的有效运行，在保证柜内温度的同时，降低能耗。
5.本发明通过如下技术方案实现：
6.第一方面
7.本发明实施例提供了一种考虑温度非均匀性的通风基站柜体，包括柜本体，所述柜本体具有用于安装基站设备的内腔，所述内腔具有开口侧；设置于所述开口侧的柜门结构，所述柜门结构包括多个柜门单元，多个所述柜门单元相互配合，实现所述开口侧的封闭；其中，所述柜门单元设置有冷却组件，所述冷却组件包括风机，所述风机用于排除加热后的柜体内高温空气。
8.在本方案中，所述通风基站柜体结构包括柜本体，所述柜本体具有安装基站设备的内腔，且所述内腔具有开口侧，在对应的开口侧的位置设置有柜门结构，通过所述柜门结构设置，能够实现所述内腔的开启或关闭，且所述柜门结构包括多个柜门单元，且在多个所述柜门单元上均设置有冷却组件，所述冷却组件与所述柜门单元一一对应，通过冷却组件的结构设计，当所述柜门单元处于关闭状态时，所述冷却组件能够有效的实现其覆盖区域范围内的降温处理，通过多个冷却组件的结构设计，能够实现柜体内部不同区域的降温，从而达到针对于柜体内温度不均匀分布的特点，保证柜体内部的温度的效果。
9.进一步的，所述冷却组件还包括用于基站通风时进风的进风口，所述进风口设置有过滤器以及防雨格栅，所述防雨格栅相对于所述过滤器远离所述内腔设置。
10.进一步的，所述柜门单元的数量n满足如下条件：其中，g为单台风机风量；q为内热源的总发热量；c
p
为空气比热容；δt为柜体内允许的最高温度与夏季通风室外计算温度之差；ρ为空气的密度。
11.进一步的，所述柜本体以及所述柜门结构的外表面均涂覆有高反射涂料涂层。
12.进一步的，所述柜本体以及所述柜门结构的材质为浅色金属材质。
13.进一步的，还包括设置于所述柜门单元上的温度传感器，所述温度传感器靠近所述风机位置设置，所述温度传感器用于监测风机的排风温度。
14.进一步的，还包括中央控制器，所述中央控制器与所述风机以及所述温度传感器信号连接，用于接受所述温度传感器的温度信息，实现所述风机的启停控制。
15.进一步的，还包括用于实现超温的报警模块，所述报警模块与多个所述温度传感器信号连接，当任意一个所述温度传感器检测到的温度信息超过预设值时，所述报警模块发出报警信息。
16.第三方面
17.本发明实施例还提供了一种考虑温度非均匀性的通风基站柜体的运行控制方法，基于上述的一种考虑温度非均匀性的通风基站柜体，包括如下步骤：
18.s1:参数预设，其中预设参数包括所述风机的启动温度t0；
19.s2:温度控制，通过将所述温度传感器采集到的温度信息与所述预设参数进行比较，启动所述风机，实现温度控制；
20.所述温度控制具体包括步骤：
21.风机启动：当ti(h)＜t0时，保持所述温度传感器对应的所述风机处于关闭状态；反之，启动所述温度传感器对应的所述风机；
22.风机关闭：保持风机运行δh时间后，继续比较，
23.当ti(h+δh)＜t0时，关闭所述风机；
24.反之，保持风机运行一段时间后继续比较，直至ti(h+δh1……
+δhn)＜t0时，关闭所述风机。
25.进一步的，在所述步骤s1中，所述预设温度还包括温度允许偏差δt；在所述风机启动步骤中，当所述ti(h+δh1……
+δhn)＜t
0-δt时，关闭所述风机。
26.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
27.本发明实施例提供了一种考虑温度非均匀性的通风基站柜体，通过所述柜门结构设置，能够实现所述内腔的开启或关闭，且所述柜门结构包括多个柜门单元，且在多个所述柜门单元上均设置有冷却组件，所述冷却组件与所述柜门单元一一对应，通过冷却组件的结构设计，当所述柜门单元处于关闭状态时，所述冷却组件能够有效的实现其覆盖区域范围内的降温处理，通过多个冷却组件的结构设计，能够实现柜体内部不同区域的降温，从而达到针对于柜体内温度不均匀分布的特点，保证柜体内部的温度的效果；
28.本发明实施例还提供了一种考虑温度非均匀性的通风基站柜体的运行控制方法，基于上述通风基站柜体，通过该控制方法，保证柜体冷却组件的有效运行，在保证柜内温度
的同时，降低能耗。
附图说明
29.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
30.图1为本发明实施例提供的通风基站柜体的结构示意图；
31.图2为本发明实施例提供的通风基站柜体的结构示意图(柜门结构开启)；
32.图3为本发明实施例提供的进风口的剖视图；
33.图4为本发明实施例提供的实现通风基站柜体运行控制的逻辑框图；
34.图5为本发明实施例提供的风机启停区间示意图；
35.图6为本发明实施例提供的未进行通风消除余热的基站柜内温度分布；
36.图7为本发明实施例提供的基于通风基站柜体的运行控制方法的柜内温度分布。
37.图中的附图标记依次为：
38.100-柜本体、110-内腔、210-柜门单元、310-风机、320-进风口、321-过滤器、322-防雨格栅、400-温度传感器、500-中央控制器。
具体实施方式
39.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，所描述的实施例仅仅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做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。
40.在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
41.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
42.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
43.实施例
44.如图1所示，本发明实施例提供了一种考虑温度非均匀性的通风基站柜体，柜本体100，所述柜本体100具有用于安装基站设备的内腔110，所述内腔110具有开口侧；设置于所述开口侧的柜门结构，所述柜门结构包括多个柜门单元210，多个所述柜门单元210相互配
合，实现所述开口侧的封闭；其中，所述柜门单元210设置有冷却组件，所述冷却组件包括风机310，所述风机310用于排除加热后的柜体内高温空气。
45.其中，所述柜门单元210为多个，多个所述柜门单元210组成所述柜门结构，通过多个所述柜门单元210的相互配合，能够有效的实现所述开口侧的封闭。
46.具体的，所述柜门单元210设置有所述风机310，作为本领域技术人员应当知晓的是，所述柜门单元210的数量与所述风机310的数量一一对应，其中，通过多个所述柜门单元210的结构设置，能够实现整个开口侧的有效封闭，其中，当所述柜门结构保持关闭状态时，沿所述柜门结构的法向，多个所述柜门单元210将所述内腔110风格层一个一个虚拟的空间区域，设置在所述柜门单元210上的所述风机310实现该区域范围内的降温，通过本方案，设置有多个风机310能够有效的应对由于基站设备发热不一致导致的所述内腔110范围内温度不均匀分布的问题，实现柜体内部温度的降温，保证降温效果，节约能源。
47.具体的，多个所述风机310之间的应当并联设置或通过不同的电源供电，保证每个风机310之间的启闭互不影响。
48.在本方案中，所述通风基站柜体结构包括柜本体100，所述柜本体100具有安装基站设备的内腔110，且所述内腔110具有开口侧，在对应的开口侧的位置设置有柜门结构，通过所述柜门结构设置，能够实现所述内腔110的开启或关闭，且所述柜门结构包括多个柜门单元210，且在多个所述柜门单元210上均设置有冷却组件，所述冷却组件与所述柜门单元210一一对应，通过冷却组件的结构设计，当所述柜门单元210处于关闭状态时，所述冷却组件能够有效的实现其覆盖区域范围内的降温处理，通过多个冷却组件的结构设计，能够实现柜体内部不同区域的降温，从而达到针对于柜体内温度不均匀分布的特点，保证柜体内部的温度的效果。
49.如图3所示，在一些实施例中，所述冷却组件还包括用于基站通风时进风的进风口320，所述进风口320设置有过滤器321以及防雨格栅322，所述防雨格栅322相对于所述过滤器321远离所述内腔110设置。
50.其中，通过进风口320的设置，在利用风机310实现所述内腔110中的热气排除的同时，通过所述进风口320，能够有效的实现气体的循环，保证降温效果。
51.其中，通过所述过滤器321的结构设计，一方面，能够有效的避免空气中的杂质进入到所述内腔110中，从而影响基站设备的使用寿命，危害基站设备的安全性；另一方面，也能够避免虫鼠的进入。
52.具体的，所述过滤器321的过滤标准应当满足国家标准粗效过滤器321要求，能够实现2μm及以上粒径颗粒物的过滤，其额定风量下的效率e≥50％。
53.其中，通过所述防雨格栅322的结构设计，一方面，能够有效的避免雨水进入到基站中，对基站中的设备造成影响，另一方面，在一定程度上也能够避免虫鼠的进入。
54.其中，针对于所述进风口320以及所述风机310的相对位置而言，所述风机310位于所述进风口320的上方，即相对于地面的高度，所述风机310的高度高于所述进风口320的高度，通过高度的设置，更能够有效的保证冷空气的排除，提高降温效率。
55.在一些实施例中，所述柜门单元的数量n满足如下条件：其中，g为单台风机风量；q为内热源的总发热量；c
p
为空气比热容；δt为柜体内允许的最高温度与夏季
通风室外计算温度之差；ρ为空气的密度。
56.其中，需要说明的是，作为本领域技术人员应当知晓，针对于基站结构而言，在基站中安装的基站设备，其发热量在出厂时已经测试完成，其为一个已知的定值，基于此，针对于所述q，其数值已知，且单个风机310的分量由其固有属性决定，也为一个定值；针对于其他参数同理，故基于，可通过上述参数，确定所述柜门单元210的数量，从而确定所述风机310的最小数量，在保证柜体通风散热效果的同时，降低柜体的成本。
57.需要注意的是，其中通过上述柜门单元210确定的为所述柜门单元210的最小的数量，还可通过更多数量的柜门单元210的设置，达到更好的降温效果。
58.其中，在所述基站设备出厂时，其对应的发热效果已经确定且已知，且能够确定不同位置的散热情况，故基于此，作为本领域技术人员应当知晓的是，在每台风机310散热效果一定的前提下，可通过设置不同的柜门单元210的大小，保证降温效果，具体的，即通过多个风机310的一个叠加效果提升降温的效率；针对于发热量较大的区域，在该区域划分更小的柜门单元210，从而设置更多的风机310，实现降温。
59.在一些实施例中，所述柜本体100以及所述柜门结构的外表面均涂覆有高反射涂料涂层，通过高反射涂料涂层的涂覆，能够尽可能的减少太阳辐射对柜体的加热，从而保证柜体内腔110的温度。
60.其中，高反射涂料涂层包括但不限于太阳能屏蔽涂料、太阳反射涂料、太空隔热涂料、节能保温涂料、红外伪装降温涂料等。
61.在一些实施例中，所述柜本体100以及所述柜门结构的材质为浅色金属材质，通过浅色金属材质的设置，进一步尽可能的减少太阳辐射对柜体的加热，从而保证柜体内腔110的温度。
62.如图2所示，在一些实施例中，还包括设置于所述柜门单元210上的温度传感器400，所述温度传感器400靠近所述风机310位置设置，所述温度传感器400用于监测风机310的排风温度。
63.具体的，通过温度传感器400的设置，实现柜体通风的自动运行，在保证通风效果的同时，实现柜体内部温度的保持；
64.其中，将所述温度传感器400设置在所述风机310位置，能够保证温度传感器400测量的温度的有效性。
65.其中，需要说明的是，所述温度传感器400设置于所述柜门单元210上的，所述温度传感器400的数量与所述柜门单元210以及所述风机310的数量一一对应，能够有效的实现对应的虚拟空间中温度的测量，从而保证能够有效的实现每个区域的单独降温。
66.在一些实施例中，所述温度传感器400、所述风机310、所述进风口320三者的高度由高到低，将所述温度传感器400远离所述进风口320设置，避免由于进入的气体温度交底，影响温度传感器400监测内腔110中温度的监测效果。
67.在一些实施例中，还包括中央控制器500，所述中央控制器500与所述风机310以及所述温度传感器400信号连接，用于接受所述温度传感器400的温度信息，实现所述风机310的启停控制。
68.其中，所述中央控制器500用于实现所述风机310的启停控制，具体的，所述温度传感器400与所述风机310一一对应，所述中央控制器500能够根据对应的温度传感器400测量
的温度信号实现对应的风机310的启停控制。
69.其中，所述中央控制器500用于根据温度传感器400测量的温度信号，并通过与预设的温度进行比较从而实现风机310的启停控制，具体的，所述中央控制器500应当具有参数设置模块，能够通过设置具体的预设参数，实现比较。
70.在一些实施例中，还包括用于实现超温的报警模块，所述报警模块与多个所述温度传感器400信号连接，当任意一个所述温度传感器400检测到的温度信息超过预设值时，所述报警模块发出报警信息。
71.具体的，通过报警模块的设置，能够有效的实现超温报警，进一步保证基站设备的安全性；且通过当任意一个温度传感器400超标时即发出报警信号，更能有效的保证安全性。
72.其中，需要说明书的，作为本领域技术人员应当知晓，针对于所述风机310的启动温度以及所述报警模块的报警温度，其两者应当存在差异，且报警温度大于启动温度。
73.如图4-图5所示，本发明实施例还提供了一种考虑温度非均匀性的通风基站柜体的运行控制方法，基于上述的通风基站柜体，包括如下步骤：
74.s1:参数预设，其中预设参数包括所述风机310的启动温度t0；
75.s2:温度控制，通过将所述温度传感器400采集到的温度信息与所述预设参数进行比较，启动所述风机310，实现温度控制；
76.所述温度控制具体包括步骤：
77.风机310启动：当ti(h)＜t0时，保持所述温度传感器400对应的所述风机310处于关闭状态；反之，启动所述温度传感器400对应的所述风机310；
78.风机310关闭：保持风机310运行δh时间后，继续比较，
79.当ti(h+δh)＜t0时，关闭所述风机310；
80.反之，保持风机310运行一段时间后继续比较，直至ti(h+δh1……
+δhn)＜t0时，关闭所述风机310。
81.其中，ti(h)即是指第i个温度传感器400在h时刻测量到的温度，对应的，通过该温度判定，实现对应区域的风机310的开启，从而保证该区域的温度在一定范围内。
82.其中，ti(h+δh)即是指第i个温度传感器400在h+δh时刻测量到的温度，ti(h+δh1……
+δhn)在后续进行到h+δh1……
+δhn时的温度。
83.在一些实施例中，在所述步骤s1中，所述预设温度还包括温度允许偏差δt；在所述风机310启动步骤中，当所述ti(h+δh1……
+δhn)＜t
0-δt时，关闭所述风机310。
84.在本方案中，通过设置温度允许偏差，能够有效地避免风机310在启动临界温度点频繁启停，提高风机310的使用寿命及节能。
85.在一个具体的实施例中，柜本体100表面为高反射表面，将该基站划分为三个区域，各区域分别对应设置1台风机310与1个温度传感器400，温度传感器400采集各区域温度后，传递致控制模块，控制模块根据采集到的数据来判断风机310启停，风机310启动临界温度t0设置为35℃，机柜内超温报警温度为45℃，机柜内温度采集时间间隔δh为5min，机柜内控制温度允许偏差为2℃。图6为将通风系统关闭，基站柜内温度、大气环境温度、柜顶表面温度的曲线分布图，可以看出，尽管高反射表面可以较好的反射太阳光，使柜体表面温度得到降低，但由于内热源散发热量，柜内温度仍然超过了超温报警温度值。对三个风机310
按照图7中控制逻辑进行控制的实施效果，柜内温度基本控制在高于大气环境温度2.5℃以内，未出现超温报警，取得了较好的实施效果。
86.以上为本发明较佳的实施方式，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更与修改，因此本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变形均属于本发明的保护范围。