(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210861037.8 (22)申请日 2022.07.22 (71)申请人 郑州轻工业大 学 地址 450000 河南省郑州市高新 技术产业 开发区科 学大道136号 (72)发明人 袁培　吕彦力　王琳贺　刘皓文　 侯峰　于航　孙红闯　 (74)专利代理 机构 郑州优盾知识产权代理有限 公司 41125 专利代理师 孙诗雨 (51)Int.Cl. H05K 7/20(2006.01) (54)发明名称 基于自然冷源的高热流密度基站环境降温 系统及控制方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于自然冷源的高热流 密度基站环 境降温系统及控制方法， 包括自然冷 源储能单元、 制冷机组循环单元、 风冷降温单元、 制冷工质控制单元， 自然冷源储能单元包括穿过 相变储能箱的空冷循环管路， 空冷循环管路上设 置有空冷器、 第一循环泵， 制冷机组循环单元的 蒸发管路穿过相变储能箱， 相变储能箱内设置有 供冷循环管路， 供冷循环管路通过第二循环泵 连 接有位于基站送风口处的制冷盘管， 风冷降温单 元包括设置在基站送风口处的风机， 制冷工质控 制单元包括与风机、 第一循环泵、 第二循环泵及 制冷机组循环单元相连的控制模块， 控制模块连 接有温度传感器单元。 本发明能够充分利用自然 冷源调整基站温度， 同时保证通信基站内温度稳 定。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115190747 A 2022.10.14 CN 115190747 A 1.基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统， 其特征在于： 包括自然冷源储能单 元、 制冷机组循环单元、 风冷降温单元、 制冷工质控制单元 （8） ， 自然冷源储能单元包括穿过 相变储能箱 （7） 的空冷循环管路 （19） ， 空冷循环管路 （19） 上设置有空冷器 （11） 、 第一循环泵 （10） ， 所述制冷机组循环单元的蒸发管路 （20） 穿过相变储能箱 （7） ， 相变储能箱 （7） 内设置 有供冷循环管路 （21） ， 供冷循环管路 （21） 通过第二循环泵 （6） 连接有位于基站送风口 （17） 处的制冷盘管 （2） ， 所述风冷降温单元包括设置在基站送风口 （17） 处的风机 （1） ， 制冷工质 控制单元 （8） 包括与风机 （1） 、 第一循环泵 （10） 、 第二循环泵 （6） 及制冷机组循环单元相连的 控制模块， 控制模块连接有温度传感器单元， 温度传感器单元包括基站外环境温度传感器、 相变储能箱温度传感器、 基站内环境温度传感器。 2.根据权利要求1所述的基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统， 其特征在于： 还包括点对点高效降温单元， 点对点高效降温单元包括小型风机 （15） ， 小型风机 （15） 设置 在基站内的高温电子元器件的一侧， 所述温度传感器单元还包括设置在所述高温电子元器 件上的电子元器件温度传感器。 3.根据权利要求2所述的基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统， 其特征在于： 所述点对点高效降温单元包括与制冷盘管 （2） 并联的换热器 （16） ， 所述换热器 （16） 设置在 所述高温电子元器件的发热表面。 4.根据权利要求1 ‑3任一项所述的基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统， 其 特征在于： 所述风机 （1） 与基站之间设置有回风管 （13） ， 回风管 （13） 内设置有与控制模块相 连电磁阀 （18） ， 所述回风管 （13） 的回风口 （14） 关于基站内的高温电子元器件与所述基站送 风口 （17） 相对， 所述回风管 （13） 的送风口 （15） 与风机 （1） 的进风机口连通。 5.根据权利要求4所述的基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统， 其特征在于： 所述空冷循环管路 （19） 的冷媒泵出端通过第一三通电磁阀 （9） 与供冷循环管路 （21） 的冷媒 回流端相连， 所述空冷循环管路 （19） 的冷媒回流端通过第二三通电磁阀 （3） 与供冷循环管 路 （21） 的冷媒泵出端相连， 所述第一三通电磁阀 （9） 和第二三通电磁阀 （3） 均与所述控制模 块相连。 6.根据权利要求1 ‑3、 5任一项所述的基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统， 其特征在于： 所述蒸发管路 （20） 从相变储 能箱 （7） 伸出的部位与供冷循环管路 （21） 从相变 储能箱 （7） 伸出的部位之间设置有再冷器 （5） 。 7.根据权利要求6所述的基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统， 其特征在于： 所述空冷循环管路 （19） 、 蒸发管路 （20） 、 供冷循环管路 （21） 位于相变储能箱 （7） 中的部分均 为往复折叠的S形的管路， 在相变储能箱 （7） 中空冷循环管路 （19） 与蒸发管路 （20） 相互交叉 且位于同一相变换热材料层内， 所述供冷循环管路 （21） 位于空冷循环管路 （19） 相邻 层的相 变换热材料中。 8.基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统的控制方法， 其特征在于： 包括权利 要求6所述的基于自然冷源的高热流密度基站环 境降温系统， 包括储能模式， 在所述储能模 式下， 基站外环境温度传感器实时检测基站外环 境温度T， 当基站外环境温度传感器检测的 基站外环境温度T低于相变换热材料的凝固点T1时， 控制模块控制第一循环泵 （10） 、 第一三 通电磁阀 （9） 、 第二三通电磁阀 （3） 连通空冷器 （11） 与相变储能箱 （7） 的循环管路打开， 冷媒 开始在供冷循环管路 （21） 中循环， 冷媒在空冷器 （11） 中不断向外界环 境放热， 温度降低， 随权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115190747 A 2后经冷量输送管送至相变储能箱7与相变换热材料进 行换热， 释放冷量， 相变换热材料储存 冷量； 当环境温度传感器检测到基站 外环境温度T低于设定温度值T2时， 控制模块控制第一循 环泵 （10） 、 第一三通电磁阀 （9） 、 第二三通电磁阀 （3） 连通空冷器 （11） 与制冷盘管 （2） 和换热 器 （16） 的循环管路打开， 冷媒开始循环， 冷媒在空冷器 （11） 中不断向外界环 境放热， 冷媒 温 度降低， 随后冷媒的冷量经第二三通电磁阀 （3） 送至制冷盘管 （2） 和换热器 （16） ， 与风机 （1） 共同作用， 对基站进行降温； 当环境温度传感器检测 到基站外环境温度T高于相变换热材料凝固点T1或高于设定值 T2时， 控制模块控制第一循环泵 （10） 停止 工作。 9.根据权利要求8所述的基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统的控制方法， 其特征在于： 包括供能模式， 在所述供能模式下， 控制 模块控制第二循环泵 （6） 处于常开状 态， 相变储能箱 （7） 中的冷媒经供冷循环管路 （21） 、 第二循环泵 （6） 输送至制冷盘管 （2） 和换 热器 （16） ， 在风机 （1） 的共同作用下， 与高温电子元器件和新 风进行换热； 当相变储能箱温度传感器检测到相变储能箱 （7） 的温度T3高于设定 温度T4时， 控制模块 控制制冷机组 （4） 进 行工作， 蒸发管路 （20） 中的制冷工质对相变储能箱 （7） 和供冷循环管路 （21） 冷却的同时通向再冷器 （5） ， 对从供冷循环管路 （21） 中流经再冷器 （5） 的冷媒进行进一 步的冷却， 然后供冷循环管路 （21） 中的冷媒经第二循环泵 （6） 输送至制冷盘管 （2） 和换热器 （16） ， 在风机 （1） 的共同作用下， 与高温电子元器件和新 风进行换热； 当相变储能箱温度传感器检测到相变储能箱 （7） 的温度T3低于设定 温度T4时， 控制模块 控制制冷机组 （4） 停止 工作； 当基站内环境温度传感器检测到基站内环境温度T5高于基站 外环境温度T时， 控制模 块 控制电磁阀 （18） 打开， 使新风与基站内回风进 行混合后经制冷盘管 （2） 送至基站内， 对基站 内环境温度进行调整； 当基站内环境温度传感器检测到基站内环境温度T5低于基站 外环境温度T时， 控制模 块 控制电磁阀 （18） 关闭， 避免造成冷量的不必要 使用； 当电子元器件温度传感器检测到电子元器件的温度高于设定温度时， 控制模块控制小 型风机 （15） 工作， 加速电子元器件发热表面与换 热器 （16） 的换 热。 10.根据权利要求8 或9所述的基于自然冷源的高热流密度基站环境降温系统 的控制方 法， 其特征在于： 包括智能补能模式， 在所述智能补能模式下， 根据不同地理位置的不同昼 夜温差、 季节温差， 以及峰谷电价规律， 通过运行时间控制器控制制冷机组 （4） 在夜间谷底 电价时间段打开。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115190747 A 3