霍克蓄电池室外电池柜主动散热技术分析
霍克蓄电池室外电池柜主动散热技术分析
室外柜的散热方式有多种选择,哪种散热方式适合室外蓄电池柜呢?这要从蓄电池的产品特性说起。对于通信直流电源系统中的铅酸蓄电池,用户最关注的是使用寿命。影响铅酸蓄电池使用寿命的主要因素是环境温度和电网条件。
铅酸蓄电池的使用寿命与环境温度密切相关。环境温度越高,蓄电池的使用寿命越短。当环境温度高于蓄电池设计寿命要求温度(25oC)时,温度每上升10oC,使用寿命缩短一半。
蓄电池的放电次数、放电深度直接影响蓄电池使用寿命。放电次数越多、放电深度越深,蓄电池的使用寿命越短。也就是说电网频繁停电会降低蓄电池的使用寿命。
对于室外基站,通常情况下运营商无力改善电网条件或者改善电网条件的成本太高、无法承受,所以我们从降低蓄电池的工作环境温度入手,来提高蓄电池的使用寿命。
室外柜的传统散热方式是风扇直通风或热交换器,但这两种方式都不能使柜内温度低于柜外的环境温度。对于高温地区(一般在40℃以上)的应用场景,需要通过主动散热,使室外蓄电池柜的柜内温度低于柜外的环境温度。中兴通讯突破常规,组合创新,把制冷部件引入了室外蓄电池柜。
通信主设备(如GSM、传输等)和直流电源的功率变化部分(整流器)在设备运行过程中都会发热,而霍克蓄电池却不同。根据蓄电池充放电的电化学机理,蓄电池放电时不发热。正常充电时(不过充电)基本不发热。即蓄电池在正常使用过程中的发热量可以忽略,因此,室外蓄电池柜内没有热源,需要的制冷量小,据测算,通常情况下室外蓄电池柜只要200—400W的制冷量就够了。热电制冷(ThermoelectricCooler,即TEC)空调采用新兴的半导体制冷技术,对于室外蓄电池柜的应用场景,TEC空调和传统压缩机空调相比有很多优势:
(1)结构简单、可靠性高。整个制冷器由热电制冷模块和导线连接而成,不需要压缩机,没有机械转动部件,因而无振动、无摩擦、无噪声。可靠性高、寿命长(在32℃环境下寿命大于100,000小时)。
(2)制冷不受交流停电影响。采用直流48V供电,在交流停电时由蓄电池给TEC空调供电,室外蓄电池柜内仍然可以实现制冷。
(3)制冷效率与制冷量。在大容量情况下,热电制冷的效率不及蒸气压缩式制冷。但是蒸气压缩式制冷机的效率随容量的减小而下降,且压缩机也不可能做得过小,而热电制冷的效率与容量大小无关,在冷量负荷小的应用领域具有优势。对于室外蓄电池柜应用场景(冷量负荷小),采用TEC空调是一个理想选择。
(4)体积小。特别适合室外柜安装。
(5)性价比。综合以上分析,室外蓄电池柜采用TEC空调,性价比高。
(6)维护方便。TEC空调不需要制冷剂循环、没有压缩机转动,定期关注一下防虫网不要被堵住即可,维护工作量很小。
(7)绿色环保。不用氟利昂制冷剂,对大气臭氧层无损害,绿色环保。
基于以上分析,霍克蓄电池运行工程师表示选用综合性能优于传统压缩机空调的TEC空调作为室外蓄电池柜的制冷部件比较好!
TEC室外蓄电池柜由TEC空调、柜体、隔热保温层等组成。为了满足安装不同容量和不同种类蓄电池需要,。为了达到理想的降温效果,要求机柜具备良好的隔热效果,并对隔热棉进行了专业设计,尽量使用整张原材料而减少开孔和裁剪,隔热棉采用40mm厚度。与TEC模块一样采用IP55防护等级设计。