CN104283402A

CN104283402A - 一种风能变流器系统及除湿方法

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Publication number: CN104283402A
Application number: CN201310274578.1A
Authority: CN
Inventors: 田兴; 姬永军; 尚付鹏; 曹秋云; 张旗; 茹意
Original assignee: Emerson Network Power Co Ltd
Current assignee: Vertiv Tech Co Ltd
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2015-01-14

Abstract

本发明涉及到电气产品除湿的技术领域，尤其涉及到一种风能变流器系统及除湿方法。所述风能变流器系统包括：柜体；设置于所述柜体内的液冷换热器以及冷端换热器；其中，所述液冷换热器和冷端换热器之间设置有至少一个的半导体制冷片，每个所述半导体制冷片的热端与所述液冷换热器的热交换面导热接触，每个所述半导体制冷片的冷端与冷端换热器的热交换面导热接触。本发明有益效果如下：通过采用半导体制冷片冷端将流经冷端换热器内空气中的水蒸气液化，同时，通过液冷换热器将半导体制冷片热端产生的热量带出除湿器外，降低了半导体制冷片热端产生的热量对风能变流器系统除湿的影响，提高了风能换流器系统的除湿效果。

Description

一种风能变流器系统及除湿方法

技术领域

本发明涉及到电气产品除湿的技术领域，尤其涉及到一种风能变流器系统及除湿方法。

背景技术

风能变流器系统在启动后，系统内部的部分电气元件在环境相对湿度超过10%～95%时将不能正常工作，因此，需要使整机防护做到IP54（internationalprotection，国际防护等级，防尘等级为5级，防水等级为4级）或更高。为了能够正常启动风能变流器系统。

现有技术通常采用两种方式进行除湿，一种是在柜体内放置干燥剂，但采用干燥剂进行除湿时，风能变流器系统在运输或储存时能够满足要求，但当系统运行时，干燥剂被取出，当维护变流器系统时，湿气还会通过打开的柜门入侵造成设备损坏；另一种是采用半导体制冷片除湿装置进行除湿处理，现有技术中的半导体制冷片除湿装置的结构为：的半导体制冷片，以及分别设置于半导体制冷片冷端和热端的风机。在工作时，半导体制冷片热端的风机将半导体制冷片热端产生的热量吹走，同时，设置于半导体制冷片冷端的风机将系统内的空气吹到半导体制冷片的冷端，通过热交换，将空气中的水蒸气液化成水，从而降低风能变流器系统中的湿度。采用半导体制冷片除湿装置时，半导体制冷片热端产生的热量在柜内循环，使柜内整体温度升高，导致半导体制冷片除湿能力下降。

发明内容

本发明提供了一种风能变流器系统及除湿方法。用以提高风能变流器系统的除湿效率。

本发明一种风能变流器系统，包括：

柜体；

设置于所述柜体内的液冷换热器以及冷端换热器；其中，

所述液冷换热器和冷端换热器之间设置有至少一个的半导体制冷片，每个所述半导体制冷片的热端与所述液冷换热器的热交换面导热接触，每个所述半导体制冷片的冷端与冷端换热器的热交换面导热接触。

优选的，所述半导体制冷片的个数为至少两个且位置相错。

优选的，所述风能变流器系统还包括：包裹于每个所述半导体制冷片外侧，用于阻隔所述半导体制冷片的热端与冷端之间热传递的保温层。

优选的，所述风能变流器系统还包括位于所述柜体内的壳体，所述液冷换热器及冷端换热器位于所述壳体内，所述壳体外侧设置有导轨，所述柜体具有与所述壳体的导轨相配合的滑槽。

优选的，所述壳体外侧设置有与所述冷端换热器出水口连通的排水道，所述柜体上具有与所述壳体排水道连通的集水槽。

优选的，所述壳体还具有设置于所述排水道两侧的防溅折边。

优选的，所述风能变流器系统还包括设置于所述壳体内的风机，其中，所述风机的进风侧或出风侧面向所述液冷换热器的散热通道。

优选的，所述风机的出风侧朝向所述液冷换热器的散热通道。

本发明还提供了一种除湿方法，包括以下步骤：

通过半导体制冷片的冷端将冷端换热器内空气中的水蒸气液化；

通过液冷换热器将半导体制冷片热端产生的热量带出风能变流器系统外。

优选的，在通过半导体制冷片的冷端将冷端换热器内空气中的水蒸气液化之前还包括：

通过风机将风能变流器系统内的空气送入到冷端换热器。

优选的，在通过半导体制冷片的冷端将冷端换热器内空气中的水蒸气液化之后还包括：

通过壳体的排水道将冷凝水储存到柜体的集水槽。

本发明有益效果如下：通过采用半导体制冷片冷端将流经冷端换热器内空气中的水蒸气液化，同时，通过液冷换热器将半导体制冷片热端产生的热量带出除湿器外，降低了半导体制冷片热端产生的热量对风能变流器系统除湿的影响，提高了风能换流器系统的除湿效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的风能换流器系统的主视图；

图2为图1的侧视图；

图3为本发明实施例提供的除湿装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的保温层的安装示意图；

图5为本发明实施例提供的除湿装置的侧面示意图；

图6为本发明实施例提供的壳体上的排水道的结构示意图；

图7为图6的剖视图；

图8为本发明实施例提供的风能换流器系统的集水槽的结构示意图;

图9为本发明实施例提供的除湿装置的另一种安放装置示意图。

附图标记：

10-除湿装置 11-冷端换热器 12-液冷换热器

13-半导体制冷片 14-保温层 15-壳体

16-风机 17-排水道 20-柜体

21-集水槽 22-防溅折边 30-电气元件

具体实施方式

为了提高风能换流器系统的除湿效率，本发明实施例提供了一种风能变流器系统及除湿方法。在本发明的技术方案中，通过半导体制冷片冷端将通过冷端换热器中的水蒸汽液化，并采用液冷换热器将半导体制冷片热端产生的热量带走，提高了半导体制冷片的除湿效率，进而提高了风能变流器系统的除湿效果。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下以非限制性的实施例为例对本发明作进一步详细说明。

如图1、图2、图3和图5所示，图1为本发明实施例提供的风能换流器系统的主视图；图2为图1的侧视图，图3为本发明实施例提供的除湿装置的结构示意图，图5为本发明实施例提供的除湿装置的侧面示意图；

本发明实施提供的一种风能变流器系统，包括：

柜体20；

设置于所述柜体20内的液冷换热器12以及冷端换热器11；其中，

所述液冷换热器12和冷端换热器11之间设置有至少一个的半导体制冷片13，每个所述半导体制冷片13的热端与所述液冷换热器12的热交换面导热接触，每个所述半导体制冷片13的冷端与冷端换热器11的热交换面导热接触。

在启动时，风能变流器系统要求柜体20内的湿度要低于一定值，从而保证风能变流器系统内的电气元件30能够顺利的开启。利用本发明实施例提供的风能变流器系统进行除湿的工作原理为：

本发明实施例提供的半导体制冷片13的冷端为P型半导体（P型半导体中“P”表示“Positive：正”，即空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体），半导体制冷片13的热端为N型半导体（N型半导体中“N”表示“Negative：负”，即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体）。其工作原理为：半导体制冷片13通上电源后，直流电源提供电子流所需的能量，电子从负极出发，首先经过P型半导体并吸收P型半导体周边的热量，使P型半导体形成冷端（冷端的温度低于露点温度），当电子到了N型半导体，又将热量放出，使N型半导体形成热端。在使用半导体制冷片13除湿时，需使用半导体制冷片13的冷端来将风能变流器系统内空气中的水蒸气冷凝成水，从而达到除湿的目的。此外，半导体制冷片13热端产生的热量则会造成系统内的空气温度上升，从而影响半导体制冷片13冷端的除湿效果，因此，在本实施例中，通过将液冷换热器12中的液体与半导体制冷片13热端的产生的热量进行热交换，并通过液冷换热器12将热量带出到风能变流器系统外，从而降低了半导体制冷片13的热端造成的不良影响，保证了半导体制冷片13的冷端贴附到冷端换热器11上时，能够使冷端换热器11的表面温度低于露点温度，在系统内的空气吹入到冷端换热器11时，空气中的水蒸气与半导体制冷片13冷端进行热交换，从而使水蒸气液化，达到除湿的目的。

在上述实施例中，通过半导体制冷片13的冷端将系统内的水蒸气液化，并通过液冷换热器12将半导体制冷片13热端产生的热量带出到风能变流器系统的外部，提高了风能变流器系统的除湿效果。此外，本实施例提供的风能变流器系统中的液冷换热器12、半导体制冷片13以及冷端换热器11组成除湿装置10，三个结构部件结构紧凑、占用空间小，且液冷换热器12为风能变流器系统内部中用于散热的液冷换热器，从而使整个除湿装置10占用的空间比较小，便于整个风能变流器系统的微型化发展。

如图4所示，图4为本发明实施例提供的保温层的安装示意图。在上述实施例中，液冷换热器12内部的液体流通通道采用并列排放的方式。当采用至少两个半导体制冷片13进行除湿时，半导体制冷片13的设置位置可以为不同的排列方式，如：阵列，环形等常见的排列方式，但液冷换热器12内的液体与半导体制冷片13的热端换热后，液体温度上升，当液冷换热器12内的液体流经多个半导体制冷片13的热端时，液冷换热器12内的液体温度与半导体制冷片13热端的温差越来越小，导致热交换的效率降低，从而降低液冷换热器12的散热效果。因此，为了提高液冷散热器的散热效果，优选的，所述半导体制冷片13的个数为至少两个时，所述多个半导体制冷片13的设置位置相错。从而使每个半导体制冷片13的热端分别与液冷换热器12内不同的液体流通通道内的液体进行换热，提高了液冷换热器12的换热效果，降低了半导体制冷片13热端产生的热量对除湿造成的不良影响，进一步提高了风能变流器系统的除湿效率。

参考图4和图5，在上述实施例中，由于半导体制冷片13的冷端和热端之间存在一定的温差，半导体制冷片13热端和冷端之间会出现热传递，从而使半导体制冷片13热端散发出的热量被半导体制冷片13的冷端吸收，导致冷端的除湿效率降低，因此，为了避免半导体制冷片13热端产生的热量影响到半导体制冷片13冷端的除湿效率。优选的，设置一层包裹于每个所述半导体制冷片13外侧，阻隔所述半导体制冷片13的热端与冷端之间热传递的保温层14，通过保温层14，限制了半导体制冷片13热端产生的热量的散发方向，使得半导体制冷片13热端产生的热量最大限度与液冷换热器12中的液体进行换热，同时，保温层14也使得冷端吸收的热量绝大部分来自冷端换热器11内流通的空气中的水蒸气的热量，使空气中的水蒸气液化，从而提高了风能变流器系统的除湿效率。

此外，如图6所示，图6为本发明实施例提供的壳体上的排水道的结构示意图。为了便于风能变流器系统内的除湿装置10的安装及拆卸，将液冷换热器12及冷端换热器11及半导体制冷片13设置于一壳体15内，在使用时，壳体15还能够起到良好的保护作用，避免液冷换热器12、冷端换热器11以及半导体制冷片13出现碰损，提高了其安全性。

如图6和图7所示，图7为图6的剖视图，在上述实施例中，为了进一步提高风能变流器系统的除湿效率，在壳体15内设置一风机16，其中，所述风机16的进风侧或出风侧面向所述液冷换热器12的散热通道。所述散热通道为沿液冷换热器12内部的液体管道的方向在液冷换热器12表面形成的通道。通过风机16加快空气的流动速度，流经冷端换热器11和液冷换热器12的空气，既可通过液冷换热器12进行降温，同时，还可以进入到冷端换热器11，通过与冷端换热器11表面相接触的半导体制冷片13冷端将空气中的水蒸气液化成冷凝水，降低空气的湿度，因此，通过风机16加速空气流动，提高了风能变流器系统除湿的效率。

在上述实施例中，为了便于整个除湿装置10的安装，优选的，所述壳体15外侧设置有导轨（图中未示出），所述柜体20上具有与所述壳体15的导轨相配合的滑槽（图中未示出）。采用导轨与滑槽的配合方式，便于整个除湿装置10的安装及维修，同时也提高了整个柜体20的模块化程度。在除湿结构放入到柜体20内时，仅需将壳体15的导轨放置到滑槽上，操作者可以很轻松的将其推入到柜体20内；在需要拉出时，操作者也可很轻松的将其拉出。

在上述实施例中，由于风能换流器系统在启动时需进行通电，因此，为了避免冷凝形成的水造成风能换流器系统内的电气元件30短路。如图6和图8所示，图8为本发明实施例提供的风能换流器系统的集水槽的结构示意图。优选的，所述壳体15具有与所述冷端换热器11出水口相配合的排水道17，所述柜体20上具有与所述壳体15排水道17相配合的集水槽21。通过将冷凝形成的水收集到柜体20内的集水槽21内，避免了冷凝水造成风能换流器系统内的电气元件30短路的危险，提高了整个风能换流器系统的使用安全。此时，风机16的出风口朝向液冷换热器的12的散热通道，通过风机16的吹动便于形成的冷凝水通过排水道17进入到集水槽21内。

继续参考图8，在上述实施例中，由于除湿时形成水滴状的冷凝水，在收集冷凝水时，水滴状的冷凝水在通过排水道17落入集水槽21时会出现滴溅的情况，溅射出的水滴可能会落到风能换流器系统内的电气元件30上，从而造成电气元件30短路，损坏风能换流器系统，因此，为了提高风能换流器系统的安全性，优选的，所述壳体15还具有设置于所述排水道17两侧的防溅折边22，防溅折边22与集水槽21密封连接。防止了溅射出的水滴的泄漏。提高了整个风能换流器系统的安全性能。

在上述实施例中，采用本发明实施例提供的除湿装置10的安放位置不受限制，其设置方式即可如图5所示的放置方式，即：从上到下依次为液冷换热器12、半导体制冷片13、冷端换热器11；也可以采用如图9所示的放置方式，即：从左到右（或从右到左）依次为：液冷换热器12、半导体制冷片13、冷端换热器11，当有风机16时，此时，风机16位于液冷换热器12、半导体制冷片13及冷端换热器11的上方，且冷端换热器11的出口位于冷端换热器11的下端，以便于形成的冷凝水的流出。

本发明还提供了一种除湿方法，包括以下步骤：

在本方法中，通过液冷换热器将半导体制冷片热端产生的热量带出风能变流器系统外，提高了风能变流器系统的除湿效果。

具体步骤如下：

一、通过风机将风能变流器系统内的空气送入到液冷换热器和冷凝换热器；

二、通过半导体制冷片的冷端将冷端换热器内空气中的水蒸气液化；通过液冷换热器将半导体制冷片热端产生的热量带出风能变流器系统外；

三、通过壳体上的排水道将冷凝水储存到柜体的集水槽内。

通过上述除湿方法，可以看出本发明实施例提供的风能变流器系统中半导体热端产生的热量通过液冷换热器带出到系统外，避免了半导体制冷片热端产生的热量对风能变流器系统除湿的不良影响，提高了风能变流器系统的除湿效果。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种风能变流器系统，其特征在于，包括：

柜体（20）；

设置于所述柜体（20）内的液冷换热器（12）以及冷端换热器（11）；其中，

所述液冷换热器（12）和冷端换热器（11）之间设置有至少一个半导体制冷片（13），每个所述半导体制冷片（13）的热端与所述液冷换热器（12）的热交换面导热接触，每个所述半导体制冷片（13）的冷端与冷端换热器（11）的热交换面导热接触。

2.如权利要求1所述的风能变流器系统，其特征在于，所述半导体制冷片（13）的个数为至少两个且位置相错。

3.如权利要求1所述风能变流器系统，其特征在于，还包括：包裹于每个所述半导体制冷片（13）外侧，用于阻隔所述半导体制冷片（13）的热端与冷端之间热传递的保温层（14）。

4.如权利要求1～3任一项所述的风能变流器系统，其特征在于，还包括位于所述柜体（20）内的壳体（15），所述液冷换热器（12）及冷端换热器（11）位于所述壳体（15）内；所述壳体（15）外侧设置有导轨，所述柜体（20）具有与所述壳体（15）的导轨相配合的滑槽。

5.如权利要求4所述的风能变流器系统，其特征在于，所述壳体（15）外侧设置有与所述冷端换热器（11）出水口连通的排水道（17），所述柜体（20）上具有与所述壳体（15）排水道（17）连通的集水槽（21）。

6.如权利要求5所述的风能变流器系统，其特征在于，所述壳体（15）还具有设置于所述排水道（17）两侧的防溅折边（22）。

7.如权利要求4所述的风能变流器系统，其特征在于，还包括设置于所述壳体（15）内的风机（16），其中，所述风机（16）的进风侧或出风侧面向所述液冷换热器（12）的散热通道。

8.一种除湿方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.如权利要求8所述的除湿方法，其特征在于，在通过半导体制冷片的冷端将冷端换热器内空气中的水蒸气液化之前还包括：

通过风机将风能变流器系统内的空气送入到冷端换热器。

10.如权利要求8所述的除湿方法，其特征在于，在通过半导体制冷片的冷端将冷端换热器内空气中的水蒸气液化之后还包括：

通过壳体的排水道将冷凝水储存到柜体的集水槽。