一种通信基站地冷散热系统及通信基站地冷散热方法

本发明涉及工业散热，尤其涉及一种通信基站地冷散热系统及通信基站地冷散热方法。

背景技术：

1、通信基站是4g、5g信号发生器，基站内部包括mt-bbu、ms-trdu和pdp等单元模块。这些电子设备价格昂贵且对工作环境要求严格，相关研究表明电子设备的主要失效形式是热失效，电子设备的失效有55％是温度超过额定值引起的，随着温度的升高，电子设备的失效率成指数增长。根据基站运维公司的相关数据统计，通信网络故障很大一部分是由基站环境因素异常造成。

2、通信基站是一个密闭空间，大量电子设备长时间工作时，使基站内部温度不断升高，过高的基站内部温度是影响基站稳定运行的重要因素，依据新开发基站柜产品设计要求，机柜内部环境温度需在40～48℃范围内。为满足通信基站散热需求，一般基站内部都装有空调。

3、如今的空调虽然能够为基站进行降温，但是，如果空气湿度太大，基站内部热空气与空调冷空气相遇可能会在电子设备上形成冷凝水，对设备造成损坏。因此，人们亟需一种能够为通信基站进行散热，同时又不会形成冷凝水的解决方案。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种通信基站地冷散热系统及通信基站地冷散热方法，用以达到为通信基站进行散热，同时又不会形成冷凝水的目的。

2、为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种通信基站地冷散热系统，包括散热模块、传感模块和控制模块，所述散热模块包括抽风装置、除湿装置和散热管道，所述抽风装置的进风口连通通信基站，所述除湿装置的出气口连通通信基站，所述散热管道埋入地下，所述散热管道的进口延伸出地下并连通所述抽风装置的出风口，所述散热管道的出口延伸出地下并连通所述除湿装置的进气口，所述传感模块设置于通信基站内，所述控制模块和所述抽风装置及所述传感模块电连接，其中：

4、所述传感模块，用于获取基站内温度和基站内湿度；

5、所述控制模块，用于：

6、根据所述基站内温度和所述基站内湿度，得到实际露点温度，并根据所述实际露点温度，得到目标管道出气温度；

7、建立气体流动热平衡模型，并根据所述目标管道出气温度，基于所述气体流动热平衡模型，得到目标空气流速；

8、根据所述目标空气流速，调节所述抽风装置的工作功率。

9、进一步的，所述传感模块包括多个温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和所述湿度传感器均设置于通信基站内，所述温度传感器和所述湿度传感器均电连接所述控制模块。

10、进一步的，所述散热模块还包括绝热层，所述绝热层包围所述散热管道延伸出地下的部分。

11、第二方面，本发明还提供一种通信基站地冷散热方法，应用于上述任一项所述的通信基站地冷散热系统，所述方法包括：

12、获取基站内温度和基站内湿度；

13、根据所述基站内温度和所述基站内湿度，得到实际露点温度，并根据所述实际露点温度，得到目标管道出气温度；

14、建立气体流动热平衡模型，并根据所述目标管道出气温度，基于所述气体流动热平衡模型，得到目标空气流速；

15、根据所述目标空气流速，调节所述抽风装置的工作功率。

16、进一步的，所述根据所述基站内温度和所述基站内湿度，得到实际露点温度，并根据所述实际露点温度，得到目标管道出气温度，包括：

17、建立露点温度关系模型，所述露点温度关系模型用于表征露点温度与温度及湿度之间的运算关系；

18、根据空气焓湿图，基于所述露点温度计算模型，得到露点温度运算模型；

19、根据所述基站内温度、所述基站内湿度，基于所述露点温度运算模型，得到所述实际露点温度；

20、根据所述实际露点温度，得到所述目标管道出气温度。

21、进一步的，所述建立气体流动热平衡模型，并根据所述目标管道出气温度，基于所述气体流动热平衡模型，得到目标空气流速，包括：

22、获取散热管道的结构参数，根据所述结构参数，建立所述气体流动热平衡模型；

23、获取散热管道的实际管壁温度、所述抽风装置的初始流量和所述通信基站地冷散热系统的实际散热功率；

24、基于所述实际散热功率、所述实际管壁温度、所述初始流量和所述目标管道出气温度，根据所述气体流动热平衡模型，得到初始管道进气温度；

25、基于所述初始管道进气温度、所述目标管道出气温度、所述实际散热功率，得到所述目标空气流速。

26、进一步的，所述结构参数包括散热管道长度和散热管道直径，所述气体流动热平衡模型为：

27、p＝hπdl[0.5(tin+tout)-tw]＝0.25πdρvcp(tin-tout)

28、其中，p为散热功率，h为对流换热系数，d为所述散热管道直径，l为所述散热管道长度，tin为管道进气温度，tout为管道出气温度，tw为管壁温度，ρ为空气密度，v为空气流速，cp为空气比热容。

29、进一步的，所述基于所述实际散热功率、所述实际管壁温度、所述初始流量和所述目标管道出气温度，根据所述气体流动热平衡模型，得到初始管道进气温度，包括：

30、根据所述初始流量，得到初始空气流速；

31、根据所述初始空气流速，得到所述散热管道内空气的初始雷诺数；

32、根据所述初始雷诺数，得到所述散热管道内空气的初始平均努谢尔特数；

33、根据所述初始平均努谢尔特数，得到所述散热管道内空气的初始对流换热系数；

34、基于所述实际散热功率、所述初始对流换热系数、所述实际管壁温度和所述初始空气流速，根据所述气体流动热平衡模型，得到所述初始管道进气温度。

35、进一步的，所述获取散热管道的实际管壁温度，包括：

36、获取所述散热管道的埋设深度；

37、根据所述埋设深度，得到地底温度；

38、根据所述地底温度，得到所述实际管壁温度。

39、进一步的，所述获取所述通信基站地冷散热系统的实际散热功率，包括：

40、获取阳光辐射功率和通讯基站总发热功率；

41、根据所述阳光辐射功率和所述通讯基站总发热功率，得到所述实际散热功率。

42、本发明提供一种通信基站地冷散热系统及通信基站地冷散热方法，其中系统通过散热模块中的抽风装置将通信基站内部的空气抽入散热管道中，在散热管道中与大地换热后，经过除湿装置去除空气中的水分后，回到通信基站中为通信基站进行散热。同时通过传感模块监控基站内部，并根据传感模块的传感结果，利用控制模块对抽风装置的功率进行实时反馈调节，确保基站内式中没有冷凝水的产生，防止设备损坏。相比于现有技术，本发明不仅实现了利用大地对通信基站的散热，使得整个系统具备结构简单、成本低廉、节能环保等优点，还通过除湿装置防止了冷凝水的产生，最重要的是，本发明可以通过传感模块及控制模块，根据实际露点温度灵活地调节抽风装置的功率，进一步降低了冷凝水产生的概率，极大地降低了通信基站的故障率。