(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 212324626 U(45)授权公告日 2021.01.08
(21)申请号 202021270624.2(22)申请日 2020.07.01
(73)专利权人 南京航空航天大学
地址 210016 江苏省南京市秦淮区御道街
29号(72)发明人 姚海沉 蒲文灏 宋张扬 岳晨
何纬峰 韩东 (74)专利代理机构 江苏圣典律师事务所 32237
代理人 韩天宇(51)Int.Cl.
H05K 7/20(2006.01)H04Q 1/02(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图1页
(54)实用新型名称
基于帕尔贴效应的室外基站高效散热系统(57)摘要
本实用新型公开了一种基于帕尔贴效应的室外基站高效散热系统，包括热电制冷片、散热器、稳压器、第一控制开关、温度传感器和控制模块；散热器包含第一散热管、散热板、第二散热管和水箱。热电制冷片的冷端、温度传感器均设置在基站需要散热的地方，热电制冷片的热端则与第一散热管固连、进而使得热量依次从第一散热管、第二散热管传递至水箱的水中。本实用新型能够将高功率元件的热量及时排走，延长高功率元件的寿命，排出的热量进入外部水箱。
CN 212324626 UCN 212324626 U
权 利 要 求 书
1/1页
1.基于帕尔贴效应的室外基站高效散热系统，其特征在于，包括热电制冷片、散热器、稳压器、第一控制开关、温度传感器和控制模块；
所述散热器包含第一散热管、散热板、第二散热管和水箱，其中，所述第一散热管、第二散热管均包含M根直管和M-1根U形管，M根直管平行设置、通过M-1根U形管依次相连；所述第一散热管固定在所述散热板上；所述散热板、第一散热管、第二散热管均采用导热材质制成；所述第二散热管设置在水箱的水内，第二散热管的两端分别通过管道和所述第一散热管的两端对应相连、形成闭环，且该闭环内填充有用于导热的有机工质；所述有机工质的沸点低于预设的第一温度阈值；
所述热电制冷片的热端贴在基站上需要散热的地方，冷端贴在所述散热板上；所述温度传感器设置在热电制冷片的热端的贴附处，用于感应该处的温度并将其传递给所述控制模块；
所述第一控制开关一端和外界电源电气相连，另一端和稳压器的一端电气相连；所述稳压器的另一端和所述热电制冷片电气相连；
所述控制模块分别和所述温度传感器、第一控制开关的控制端电气相连，用于根据温度传感器感应到的温度控制所述第一控制开关通路或断路。
2.根据权利要求1所述的基于帕尔贴效应的室外基站高效散热系统，其特征在于，还包含若干光伏板、蓄电池和第二控制开关；
所述若干光伏板均和所述蓄电池的输入端电气相连，所述蓄电池的输出端、第二控制开关、热电制冷片依次电气相连；
所述控制模块还和所述第二控制开关的控制端电气相连，用于根据温度传感器感应到的温度控制所述第一控制开关、第二控制开关的通路或断路。
3.根据权利要求1所述的基于帕尔贴效应的室外基站高效散热系统，其特征在于，所述水箱的外壁设有若干用于散热的翅片。
4.根据权利要求1所述的基于帕尔贴效应的室外基站高效散热系统，其特征在于，所述散热板、第一散热管、第二散热管均采用铝制成。
2
CN 212324626 U
说 明 书
基于帕尔贴效应的室外基站高效散热系统
1/4页
技术领域
[0001]本实用新型涉及室外基站散热技术领域，尤其涉及一种基于帕尔贴效应的室外基站高效散热系统。
背景技术
[0002]随着电信事业的快速发展，室外基站的建设数量迅猛增加。但是由于室外基站的狭隘空间使得内部热量难以有效散发，部分高功率电子元件能在短时间产生较大的热量。若不能及时散走这部分热量，那么电子元件将在高温下工作，从而损坏电子元件，缩短它的寿命。
[0003]现阶段散热方式主要包括用风扇驱动的强制对流散热和仅仅依靠空气浮升力的自然对流散热。因为风扇寿命较短，若是风扇故障则会传热恶化，电子元件将会迅速损坏，所以应用较少。自然对流散热的对流换热系数很小，当基站内部功率较大时难以将热量有效散出。
[0004]帕尔贴效应是指当有电流通过不同的导体组成的回路时，除产生不可逆的焦耳热外，在不同导体的接头处随着电流方向的不同会分别出现吸热、放热现象，从而形成冷热端。利用冷端的吸热达到给电子元件散热的效果。[0005]低沸点工质顾名思义是一种沸点较低的流体，将其与散热器能使散热器保持较低温度，使得基站内部温度不会过高。实用新型内容
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种基于帕尔贴效应的室外基站高效散热系统。
[0007]本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：[0008]基于帕尔贴效应的室外基站高效散热系统，包括热电制冷片、散热器、稳压器、第一控制开关、温度传感器和控制模块；[0009]所述散热器包含第一散热管、散热板、第二散热管和水箱，其中，所述第一散热管、第二散热管均包含M根直管和M-1根U形管，M根直管平行设置、通过M-1根U形管依次相连；所述第一散热管固定在所述散热板上；所述散热板、第一散热管、第二散热管均采用导热材质制成；所述第二散热管设置在水箱的水内，第二散热管的两端分别通过管道和所述第一散热管的两端对应相连、形成闭环，且该闭环内填充有用于导热的有机工质；所述有机工质的沸点低于预设的第一温度阈值；
[0010]所述热电制冷片的热端贴在基站上需要散热的地方，冷端贴在所述散热板上；[0011]所述温度传感器设置在热电制冷片的热端的贴附处，用于感应该处的温度并将其传递给所述控制模块；
[0012]所述第一控制开关一端和外界电源电气相连，另一端和稳压器的一端电气相连；所述稳压器的另一端和所述热电制冷片电气相连；
3
CN 212324626 U[0013]
说 明 书
2/4页
所述控制模块分别和所述温度传感器、第一控制开关的控制端电气相连，用于根
据温度传感器感应到的温度控制所述第一控制开关通路或断路。
[0014]作为本实用新型基于帕尔贴效应的室外基站高效散热系统进一步的优化方案，还包含若干光伏板、蓄电池和第二控制开关；
[0015]所述若干光伏板均和所述蓄电池的输入端电气相连，所述蓄电池的输出端、第二控制开关、热电制冷片依次电气相连；
[0016]所述控制模块还和所述第二控制开关的控制端电气相连，用于根据温度传感器感应到的温度控制所述第一控制开关、第二控制开关的通路或断路。
[0017]作为本实用新型基于帕尔贴效应的室外基站高效散热系统进一步的优化方案，所述水箱的外壁设有若干用于散热的翅片。
[0018]本实用新型还公开了一种该基于帕尔贴效应的室外基站高效散热系统的散热方法，包括以下过程：
[0019]温度传感器感应基站上热电制冷片冷端所在处的温度，并将其传递给所述控制模块，如果该温度大于预设的第二温度阈值，控制模块控制第一控制开关通路，否者控制第一控制开关断路；
[0020]当第一控制开关通路时，热量传导至热电制冷片的冷端，利用帕尔贴效应将热电制冷片冷端的热量带到热电制冷片的热端，热电制冷片热端的热量则通过散热板传导至散热器的第一散热管中，有机工质在第一散热管经过吸热气化后密度降低，从而向上流动，通过管道流向第二散热管冷凝，在第二散热管中冷凝后密度变大，从第二散热管下面经过管道再次流回第一散热管，形成稳定的热驱动的循环，将热量导入水箱的水中。[0021]增加光伏板和蓄电池之后，又多了一个电源端，控制模块只需要优先采用光伏板产生的电能即可。
[0022]本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：[0023]本实用新型使用方便，散热效率更加高效，显著增加高功率电子元件的寿命。附图说明
[0024]图1是本实用新型的结构示意图。[0025]图中，1-基站上需要散热的电子元件、2-热电制冷片、3-第一散热管、4-第二散热管、5-管道、6-水箱、7-温度传感器、8-稳压器、9-第一控制开关、10-外界电源、11-控制模块、12-光伏板、13-蓄电池、14-第二控制开关、15-翅片。具体实施方式
[0026]下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：[0027]本实用新型可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本实用新型的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。[0028]如图1所示，基于帕尔贴效应的室外基站高效散热系统，包括热电制冷片、散热器、稳压器、第一控制开关、温度传感器和控制模块；[0029]所述散热器包含第一散热管、散热板、第二散热管和水箱，其中，所述第一散热管、
4
CN 212324626 U
说 明 书
3/4页
第二散热管均包含M根直管和M-1根U形管，M根直管平行设置、通过M-1根U形管依次相连；所述第一散热管固定在所述散热板上；所述散热板、第一散热管、第二散热管均采用导热材质制成；所述第二散热管设置在水箱的水内，第二散热管的两端分别通过管道和所述第一散热管的两端对应相连、形成闭环，且该闭环内填充有用于导热的有机工质；所述有机工质的沸点低于预设的第一温度阈值；
[0030]所述热电制冷片的热端贴在基站上需要散热的地方，冷端贴在所述散热板上；[0031]所述温度传感器设置在热电制冷片的热端的贴附处，用于感应该处的温度并将其传递给所述控制模块；
[0032]所述第一控制开关一端和外界电源电气相连，另一端和稳压器的一端电气相连；所述稳压器的另一端和所述热电制冷片电气相连；[0033]所述控制模块分别和所述温度传感器、第一控制开关的控制端电气相连，用于根据温度传感器感应到的温度控制所述第一控制开关通路或断路。
[0034]作为本实用新型基于帕尔贴效应的室外基站高效散热系统进一步的优化方案，还包含若干光伏板、蓄电池和第二控制开关；
[0035]所述若干光伏板均和所述蓄电池的输入端电气相连，所述蓄电池的输出端、第二控制开关、热电制冷片依次电气相连；
[0036]所述控制模块还和所述第二控制开关的控制端电气相连，用于根据温度传感器感应到的温度控制所述第一控制开关、第二控制开关的通路或断路。[0037]所述水箱的外壁设有若干用于散热的翅片。[0038]为保证较高的传热系数和较低的质量和费用，采用铝作为散热板的材质。所述第一温度阈值通常比较低，即闭环内的有机工质为低沸点有机工质。
[0039]本实用新型还公开了一种该基于帕尔贴效应的室外基站高效散热系统的散热方法，包括以下过程：
[0040]温度传感器感应基站上热电制冷片冷端所在处的温度，并将其传递给所述控制模块，如果该温度大于预设的第二温度阈值，控制模块控制第一控制开关通路，否者控制第一控制开关断路；
[0041]当第一控制开关通路时，热量传导至热电制冷片的冷端，利用帕尔贴效应将热电制冷片冷端的热量带到热电制冷片的热端，热电制冷片热端的热量则通过散热板传导至散热器的第一散热管中，有机工质在第一散热管经过吸热气化后密度降低，从而向上流动，通过管道流向第二散热管冷凝，在第二散热管中冷凝后密度变大，从第二散热管下面经过管道再次流回第一散热管，形成稳定的热驱动的循环，将热量导入水箱的水中。[0042]增加光伏板和蓄电池之后，又多了一个电源端，控制模块只需要优先采用光伏板产生的电能即可。
[0043]本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0044]以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进
5
CN 212324626 U
说 明 书
4/4页
一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
6
CN 212324626 U
说 明 书 附 图
1/1页
图1
7
