CN103092232B - 基于太阳能电板的半导体散热智能终端柜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于太阳能电板的半导体散热智能终端柜，包括智能终端柜，智能终端柜上设有太阳能电力系统和半导体制冷片，半导体制冷片设在智能终端柜中且半导体制冷片的一端固定在智能终端柜的外壁上另一端朝向智能终端柜内部，太阳能电力系统与半导体制冷片之间通过控制电路连接使得通过半导体制冷片的电流方向能够切换实现半导体制冷片朝向智能终端柜内部的一端在智能终端柜温度过高时制冷、温度过低或/和湿度过高时制热。智能终端柜温度过高时半导体制冷片对其制冷，智能终端柜温度过低或/和湿度过高时半导体制冷片对其加热。该基于太阳能电板的半导体散热智能终端柜，能够有效对智能终端柜进行温度调节，保证变电站的安全稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及基于太阳能电板的半导体散热智能终端柜。
背景技术
电网的不断发展使其对于数字化、信息化以及信息模型化的要求越来越迫切，数字化变电站成为变电站的发展方向。智能终端是数字化变电站的重要组成部分，所有一次设备的信息量均由智能终端通过光纤传至监控系统。智能终端的可靠性直接影响着变电站的安全稳定运行，智能终端设备本身发热，智能终端柜内温度过高使智能终端的缺陷发生率居高不下，严重威胁变电站的安全稳定运行。因此，如何有效的对智能终端柜进行温度调节，对变电站的安全稳定运行有重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供基于太阳能电板的半导体散热智能终端柜，能够有效对智能终端柜进行温度和湿度调节，保证设备的稳定运行。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：基于太阳能电板的半导体散热智能终端柜，包括智能终端柜，所述智能终端柜上设有太阳能电力系统和半导体制冷片，所述半导体制冷片设在智能终端柜中且半导体制冷片的一端固定在智能终端柜的外壁上另一端朝向智能终端柜内部，所述太阳能电力系统与半导体制冷片之间通过控制电路连接使得通过半导体制冷片的电流方向能够切换实现半导体制冷片朝向智能终端柜内部的一端在智能终端柜温度过高时制冷、温度过低或/和湿度过高时制热。智能终端柜温度过高时半导体制冷片对其制冷，智能终端柜温度过低或/和湿度过高时半导体制冷片对其加热。
改进的，所述控制电路包括第一电路和第二电路，所述第一电路导通时半导体制冷片中电流的方向和第二电路导通时半导体制冷片中电流的方向相反，所述第一电路上设有控制第一电路导通与否的第一开关，所述第一开关闭合后半导体制冷片朝向智能终端柜内部的一端制冷，所述第二电路上设有控制第二电路导通与否的第二开关，所述第二开关闭合后半导体制冷片朝向智能终端柜内部的一端制热。智能终端柜温度过高时闭合第一开关使半导体制冷片朝向智能终端柜内部的一端制冷对其降温，智能终端柜温度过低或/和湿度过高时闭合第二开关使半导体制冷片朝向智能终端柜内部的一端制热对其升温或/和除湿。
改进的，还包括温湿度控制系统，所述温湿度控制系统通过交流接触器与控制电路连接控制第一开关和第二开关的闭合与断开。通过温湿度控制系统控制半导体制冷片朝向智能终端柜内部的一端的制冷或制热。
改进的，所述温湿度控制系统包括温湿度传感器和温湿度控制器，所述交流接触器包括高温交流接触器和低温交流接触器，所述高温交流接触器的高温常开主接点与温湿度传感器、温湿度控制器电路连接，当温湿度传感器感应到的温度高于温湿度控制器设定的温度上限时，所述温湿度控制器控制高温常开主接点闭合导通，所述低温交流接触器的低温常开主接点与温湿度传感器、温湿度控制器电路连接，当温湿度传感器感应到的温度低于温湿度控制器设定的温度下限或/和湿度高于温湿度传感器设定的湿度上限时，所述温湿度控制器控制低温常开主接点闭合导通，所述第一开关设为高温交流接触器的高温常开辅助接点跟随高温常开主接点闭合、跟随高温常开主接点断开，所述第二开关设为低温交流接触器的低温常开辅助接点跟随低温常开主接点闭合、跟随低温常开主接点断开。温湿度传感器感应到的终端智能柜的温度高于温湿度控制器设定的温度上限时高温常开主接点导通，高温常开辅助接点跟着闭合使第一电路导通，半导体制冷片为终端智能柜制冷降温；温湿度传感器感应到的终端智能柜的温度低于温湿度控制器设定的温度下限或/和湿度高于温湿度传感器设定的湿度上限时低温常开主接点导通，低温常开辅助接点跟着闭合使第二电路导通，半导体制冷片为终端智能柜制热升温或/和除湿。
改进的，所述太阳能电力系统包括太阳能电池组件和太阳能控制器，所述太阳能电池组件、太阳能控制器和半导体制冷片通过控制电路连接。
改进的，所述太阳能电力系统还包括蓄电池，所述蓄电池并联在太阳能电池组件的两端。在太阳能电池组件工作时对蓄电池进行浮充，在太阳能电池组件无法工作时输出蓄电池中储存的电能保证半导体制冷片的正常工作。
改进的，所述智能终端柜上设有若干半导体制冷片，若干半导体制冷片并联在太阳能电力系统上。多块半导体制冷片同时工作为智能终端柜降温或升温。
改进的，所述半导体制冷片固定在智能终端柜上的一端设有散热片。半导体制冷片上加装散热片加速热量的交换，使半导体制冷片朝向智能终端柜内部的一端在智能终端柜温度过高时达到明显的制冷降温效果。
改进的，所述智能终端柜的外壁上设有开口，所述散热片固定在开口处的外壁上，所述半导体制冷片设在开口中且半导体制冷片固定在智能终端柜上的一端与散热片贴合。通过散热片与开口的配合使得半导体制冷片固定在智能终端柜的外壁中。
改进的，所述太阳能电池组件由两块太阳能电池板并联组成，所述太阳能电池板由125块单晶电池片组成。
有益效果：
采用上述技术方案后，该发明基于太阳能电板的半导体散热智能终端柜，能够有效对智能终端柜进行温度和湿度调节，保证设备的稳定运行。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1为本发明一种实施方式的结构示意图；
图2为本发明中太阳能电力系统、温湿度控制系统及半导体制冷片的连接示意图；
图3为本发明中各部件的电路连接原理图。
具体实施方式
如图1至图3所示，基于太阳能电板的半导体散热智能终端柜，包括智能终端柜1，所述智能终端柜上设有太阳能电力系统和半导体制冷片8，所述半导体制冷片设在智能终端柜中且半导体制冷片的一端固定在智能终端柜的外壁上另一端朝向智能终端柜内部，所述太阳能电力系统与半导体制冷片之间通过控制电路连接使得通过半导体制冷片的电流方向能够切换实现半导体制冷片朝向智能终端柜内部的一端在智能终端柜温度过高时制冷、温度过低或/和湿度过高时制热。
所述控制电路包括第一电路和第二电路，所述第一电路导通时半导体制冷片中电流的方向和第二电路导通时半导体制冷片中电流的方向相反，所述第一电路上设有控制第一电路导通与否的第一开关，所述第一开关闭合后半导体制冷片朝向智能终端柜内部的一端制冷，所述第二电路上设有控制第二电路导通与否的第二开关，所述第二开关闭合后半导体制冷片朝向智能终端柜内部的一端制热。
还包括温湿度控制系统，所述温湿度控制系统通过交流接触器5与控制电路连接控制第一开关和第二开关的闭合与断开，所述温湿度控制系统包括温湿度传感器7和温湿度控制器6，所述交流接触器包括高温交流接触器和低温交流接触器，所述高温交流接触器的高温常开主接点与温湿度传感器、温湿度控制器电路连接，当温湿度传感器感应到的温度高于温湿度控制器设定的温度上限时，所述温湿度控制器控制高温常开主接点闭合导通，所述低温交流接触器的低温常开主接点与温湿度传感器、温湿度控制器电路连接，当温湿度传感器感应到的温度低于温湿度控制器设定的温度下限或/和湿度高于温湿度传感器设定的湿度上限时，所述温湿度控制器控制低温常开主接点闭合导通，所述第一开关设为高温交流接触器的高温常开辅助接点跟随高温常开主接点闭合、跟随高温常开主接点断开，所述第二开关设为低温交流接触器的低温常开辅助接点跟随低温常开主接点闭合、跟随低温常开主接点断开。
所述太阳能电力系统包括太阳能电池组件2和太阳能控制器3，所述太阳能电池组件、太阳能控制器和半导体制冷片通过控制电路连接，所述太阳能电力系统还包括蓄电池4，所述蓄电池并联在太阳能电池组件的两端。所述太阳能电池组件由两块太阳能电池板并联组成，所述太阳能电池板由125块单晶电池片组成。
所述智能终端柜上设有若干半导体制冷片，若干半导体制冷片并联在太阳能电力系统上。所述半导体制冷片固定在智能终端柜上的一端设有散热片9，所述智能终端柜的外壁上设有开口，所述散热片固定在开口处的外壁上，所述半导体制冷片设在开口中且半导体制冷片固定在智能终端柜上的一端与散热片贴合，所述半导体制冷片的两端均设有导热硅脂，所述散热片上与半导体制冷片的连接端设有导热硅胶。所述散热片采用翅式结构。
所述太阳能电池组件安装在智能终端柜外壳的上方，所述智能终端柜内部设有卡槽，所述太阳能控制器、温湿度传感器、温湿度控制器、交流接触器固定在智能终端柜内部的卡槽上。
所述太阳能电池组件在光照下将太阳辐射光能转化为电能，以直流电的形式输出。所述太阳能控制器采用脉宽调制（PWM）充电模式技术，具有太阳能电池防反接、蓄电池防反接、蓄电池过充过放保护、负载过载短路保护、防雷等保护功能。所述太阳能电池组件电池转换为17%左右，峰值功率为120W，最佳工作电压为18.8V，最大工作电流为5.4A；所述太阳能控制器的输入额定电流为20A，蓄电池组标称电压为12.8V，标称容量为20Ah；所述温湿度控制器型号为杭州浙宝KWC-1T，其输入电压为AC220V，输出电压为AC220V，温度测量精度为±1℃，湿度测量精度为±3％RH，温度控制为0℃~75℃，湿度控制为20％RH~94％RH。交流接触器为环宇CJX1-22，其额定电压为AC220V；所述半导体制冷片型号为TEC1-12706，实际工作电压为12V，最大制冷功率为54.1W，最大温差为67℃。
实际使用时，温湿度传感器感应智能终端柜内部的温度将该温度转化为电压输送到温湿度控制器，如果感应到的温度高于温湿度控制器设定的温度上限，高温交流接触器的高温常开主接点导通，从而高温常开辅助接点闭合使第一电路导通使太阳能控制器控制太阳能电池组件输出直流电供半导体制冷片工作，此时半导体制冷片朝向智能终端柜的一端为制冷端不断吸热另一端为制热端不断放热为智能终端柜降温；如果感应到的温度低于温湿度控制器设定的温度下限或/和湿度高于温湿度控制器设定的湿度上限时，低温交流接触器的低温常开主接点导通，从而低温常开辅助接点闭合使第二电路导通使太阳能控制器控制太阳能电池组件输出直流电供半导体制冷片工作，此时半导体制冷片朝向智能终端柜的一端为制热端不断放热另一端为制冷端不断吸热为智能终端柜加热升温或/和除湿。在太阳能电池组件正常工作时太阳能电池板提供一部分电能给半导体制冷片，多余的电能由太阳能控制器输送到蓄电池并储存起来，在光照不足时太阳能电池组件无法正常工作的情况下，释放蓄电池中储存的电能供半导体制冷片工作。
除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。
Claims (6)
1.基于太阳能电板的半导体散热智能终端柜，包括智能终端柜(1)，其特征在于：所述智能终端柜上设有太阳能电力系统和半导体制冷片(8)，所述太阳能电力系统包括太阳能电池组件(2)和太阳能控制器(3)，所述太阳能电池组件、太阳能控制器和半导体制冷片通过控制电路连接，所述半导体制冷片设在智能终端柜中且半导体制冷片的一端固定在智能终端柜的外壁上另一端朝向智能终端柜内部，所述太阳能电力系统与半导体制冷片之间通过控制电路连接使得通过半导体制冷片的电流方向能够切换实现半导体制冷片朝向智能终端柜内部的一端在智能终端柜温度过高时制冷、温度过低或/和湿度过高时制热，所述控制电路包括第一电路和第二电路，所述第一电路导通时半导体制冷片中电流的方向和第二电路导通时半导体制冷片中电流的方向相反，所述第一电路上设有控制第一电路导通与否的第一开关，所述第一开关闭合后半导体制冷片朝向智能终端柜内部的一端制冷，所述第二电路上设有控制第二电路导通与否的第二开关，所述第二开关闭合后半导体制冷片朝向智能终端柜内部的一端制热，半导体散热智能终端柜还包括温湿度控制系统，所述温湿度控制系统通过交流接触器(5)与控制电路连接控制第一开关和第二开关的闭合与断开，所述温湿度控制系统包括温湿度传感器(7)和温湿度控制器(6)，所述交流接触器包括高温交流接触器和低温交流接触器，所述高温交流接触器的高温常开主接点与温湿度传感器、温湿度控制器电路连接，当温湿度传感器感应到的温度高于温湿度控制器设定的温度上限时，所述温湿度控制器控制高温常开主接点闭合导通，所述低温交流接触器的低温常开主接点与温湿度传感器、温湿度控制器电路连接，当温湿度传感器感应到的温度低于温湿度控制器设定的温度下限或/和湿度高于温湿度传感器设定的湿度上限时，所述温湿度控制器控制低温常开主接点闭合导通，所述第一开关设为高温交流接触器的高温常开辅助接点跟随高温常开主接点闭合、跟随高温常开主接点断开，所述第二开关设为低温交流接触器的低温常开辅助接点跟随低温常开主接点闭合、跟随低温常开主接点断开。
2.根据权利要求1所述的基于太阳能电板的半导体散热智能终端柜，其特征在于：所述太阳能电力系统还包括蓄电池(4)，所述蓄电池并联在太阳能电池组件的两端。
3.根据权利要求1或2所述的基于太阳能电板的半导体散热智能终端柜，其特征在于：所述智能终端柜上设有若干半导体制冷片，若干半导体制冷片并联在太阳能电力系统上。
4.根据权利要求3所述的基于太阳能电板的半导体散热智能终端柜，其特征在于：所述半导体制冷片固定在智能终端柜上的一端设有散热片(9)。
5.根据权利要求4所述的基于太阳能电板的半导体散热智能终端柜，其特征在于：所述智能终端柜的外壁上设有开口，所述散热片固定在开口处的外壁上，所述半导体制冷片设在开口中且半导体制冷片固定在智能终端柜上的一端与散热片贴合。
6.根据权利要求1所述的基于太阳能电板的半导体散热智能终端柜，其特征在于：所述太阳能电池组件由两块太阳能电池板并联组成，所述太阳能电池板由125块单晶电池片组成。
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