CN104394674B - 智能变电站的智能控制柜用降温装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能变电站的智能控制柜用降温装置，属于电力领域，其包括：具有冷端面和热端面的半导体制冷块，位于所述智能控制柜的上顶板开有的散热孔中；冷端散热器，位于所述上顶板的下方，与所述冷端面连接；以及具有热端散热片的热端散热器，位于所述上顶板的上方，所述热端散热片的中部与所述热端面连接，所述热端散热片的边缘与所述上顶板连接。本发明通过上述技术方案能防尘，且结构简单，体积小，无需使用制冷剂、压缩机等设备，安装方便，降温效果明显，成本较低。

Description

智能变电站的智能控制柜用降温装置

技术领域

本发明涉及电力设备安装领域，特别涉及一种智能变电站的智能控制柜用降温装置。

背景技术

目前，智能变电站的智能控制柜(即智能柜)均为室外设计，在智能柜内安装有合并单元、智能终端等智能设备，而这些智能设备对环境温度要求较高：在环境温度较高时，智能设备可能出现过热死机情况，使得保护装置不能正常运行。

现有技术中，运行在室外的智能柜，虽然在智能柜的上顶板装设了排风扇，但夏季气温较高时，柜内温度仍可达到40-60℃，严重影响智能设备的运行安全，降低了智能设备的可靠性，给电网运行带来安全隐患，。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种智能变电站的智能控制柜用降温装置，所述智能控制柜的上顶板开有散热孔，所述降温装置包括：具有冷端面和热端面的半导体制冷块，位于所述散热孔中；冷端散热器，位于所述上顶板的下方，与所述冷端面连接；以及具有热端散热片的热端散热器，位于所述上顶板的上方，所述热端散热片的中部与所述热端面连接，所述热端散热片的边缘与所述上顶板连接。

在如上所述的降温装置中，优选，所述热端散热器还包括轴向与所述上顶板垂直的轴流风扇；所述轴流风扇的安装架固定于所述热端散热片上。

在如上所述的降温装置中，优选，所述降温装置还包括：用于容纳液体换热工质的容纳器，位于所述轴流风扇的上方，具有左液体总管、右液体总管和多个第一翅片管，所述左液体总管和所述右液体总管分列于所述轴流风扇的两侧的上方，所述多个第一翅片管中的任一第一翅片管的两端分别与所述左液体总管和所述右液体总管对应连通；排成列状的多个导汽管，以竖直方式设置，且与所述多个第一翅片管对应连通，且位于所述轴流风扇的出气口的上方；蒸汽管，与所述多个导汽管中的任一导汽管连通，且位于所述多个导汽管的上方；多个左翅片管，以倾斜方式设置，所述多个左翅片管中的任一左翅片管的两端分别与所述左液体总管和所述蒸汽管连通；多个右翅片管，以倾斜方式设置，所述多个右翅片管中的任一右翅片管的两端分别与所述右液体总管和所述蒸汽管连通；以及用于提供支撑的支架，设置于所述智能控制柜的上顶板上，与所述容纳器连接。

在如上所述的降温装置中，优选，所述降温装置还包括：位于所述多个左翅片管和所述多个导汽管之间的左导流板和位于所述多个右翅片管和所述多个导汽管之间的右导流板；所述左导流板的一端固定于所述导汽管的底端的左侧，所述左导流板的另一端固定于所述导汽管的上端的左侧；所述左导流板沿所述左导流板的一端至所述左导流板的另一端的方向与所述多个左翅片管所在平面在水平方向上的距离逐渐变小；所述左导流板和所述右导流板关于所述多个导汽管所在平面左右对称。

在如上所述的降温装置中，优选，所述左液体总管、所述右液体总管和所述蒸汽管相互平行；所述多个第一翅片管中的任一第一翅片管与所述左液体总管和所述右液体总管连通呈H形；所述多个左翅片管中的任一左翅片管与所述左液体总管和所述蒸汽管连通呈H形；所述多个右翅片管中的任一右翅片管与所述右液体总管和所述蒸汽管连通呈H形。

在如上所述的降温装置中，优选，所述降温装置还包括：断面呈∧形的防护罩，所述防护罩内容纳有所述容纳器、所述多个导汽管、所述蒸汽管、所述多个左翅片管、所述多个右翅片管和支架；所述防护罩的侧壁上开有多个通风孔。

在如上所述的降温装置中，优选，所述降温装置还包括：与所述半导体制冷块连接的温控器，用于在所述智能控制柜内温度低于预设阈值时，关闭所述半导体制冷块；在所述智能控制柜内温度高于预设阈值时，启动所述半导体制冷块以制冷。

在如上所述的降温装置中，优选，所述冷端散热器包括冷端散热片和冷端轴流风扇；所述冷端散热片的顶面与所述冷端面连接，所述冷端散热片的底面与所述冷端轴流风扇连接，所述冷端散热片的直径小于所述热端散热片的直径。

在如上所述的降温装置中，优选，所述半导体制冷块外包覆有隔热层。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本降温装置防尘，且结构简单，体积小，无需使用制冷剂、压缩机等设备，安装方便，降温效果明显，成本较低。

附图说明

图1为本发明优选实施例提供的一种降温装置的结构示意图；

图2为本发明优选实施例提供的一种降温装置汇中容纳器、导汽管、蒸汽管、左翅片管、右翅片管、支架、左导流板和右导流板的结构示意图；

图3为本发明优选实施例提供的一种智能控制柜与防护罩的连接示意图；

图4为本发明优选实施例提供的另一种降温装置汇中容纳器、导汽管、蒸汽管、左翅片管、右翅片管、支架、左导流板和右导流板的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

参见图1，本发明实施例提供了一种智能变电站的智能控制柜用降温装置，该智能控制柜的上顶板开有散热孔，降温装置包括：半导体制冷块1、冷端散热器2和热端散热器3。

其中，半导体制冷块1用于制冷，其位于散热孔中，且具有分列于其左、右两侧的正极引线和负极引线，使用时，在正极引线和负极引线之间接入直流电，则半导体制冷块的下表面会吸收热量，因此将下表面称之为冷端面12；半导体制冷块的上表面会放出热量，因此将上表面称之为热端面11，如此达到降低智能控制柜内温度的目的。需要说明的是：左、右侧是以引线朝向人体方向确定的，即正极引线13位于人体的左侧，负极引线14位于人体的右侧，直流电的电压可以为12V，还可以为其他值，本实施例不对此进行限定。半导体制冷块外包覆有隔热层。

冷端散热器2用于将智能控制柜内由温度升高引起的热流导流至半导体制冷块1的冷端面处以便半导体制冷块对热流进行制冷，其位于上顶板的下方，与冷端面连接。具体地，冷端散热器2包括冷端散热片21和冷端轴流风扇22。冷端散热片21呈梳齿状，其顶面与冷端面连接，为了利于导热，顶面与冷端面之间涂有导热胶，例如硅胶；其直径大于散热孔的直径。冷端轴流风扇22以其轴向与冷端散热片的底面垂直的方式与冷端散热片的底面连接。

热端散热器3用于将半导体制冷块1制冷过程中放出的热量排出，位于上顶板的上方，具体地，具有与热端面连接的热端散热片31，其中部与热端面连接，其边缘与上顶板连接以使热端散热片31固定于上顶板上。为了增大散热面积，热端散热片31优选呈梳齿状。为了利于导热，热端散热片31的底面与热端面之间涂有导热胶，例如硅胶。为了进一步散热，热端散热器3还包括轴向与上顶板垂直的热端轴流风扇32，热端轴流风扇32的安装架固定于热端散热片31上。热端散热片22的直径大于冷端散热片21的直径以提高散热效率。

为了更进一步将半导体制冷块1在制冷过程中放出的热量散出，参见图2，该降温装置还包括：容纳器、多个导汽管5、蒸汽管6、多个左翅片管7、多个右翅片管8和支架9。

其中，容纳器用于容纳液体换热工质，其位于热端轴流风扇32的上方，具有左液体总管41、右液体总管42和多个第一翅片管43。左液体总管41和右液体总管42分列于热端轴流风扇32的两侧的上方，优选两者以平行的方式设置。多个第一翅片管43中的任一第一翅片管具有一中心管和套接于中心管外的多个翅片，翅片所在平面与中心管的中心线垂直，即翅片为径向翅片。任一第一翅片管的两端(即中心管的两端)分别与左液体总管41和右液体总管42对应连通，也就是说左、右液体总管的侧壁上分别开有多个第一窗口，一个第一翅片管的连接方式如下：一个第一翅片管的一端与左液体总管41的一个第一窗口连通，该一个第一翅片管的另一端与右液体总管42的一个第一窗口连通，多个第一翅片管中其它第一翅片管以前述一个第一翅片管的连接方式分别与左液体总管41和右液体总管42连接以连通。优选任一第一翅片管和左、右液体总管连通呈H形，多个第一翅片管以相互平行的方式设置于左、右液体总管之间，且与左、右液体总管垂直，即容纳器呈梯子形。任一第一翅片管的直径小于左、右液体总管的直径。实际中，液体换热工质可以是水，还可以是其他受热易蒸发，遇冷变成液体的液体换热工质，本实施例不对此进行限定。

多个导汽管5以竖直方式一一对应地设置于多个第一翅片管43上，其排成列状，优选呈单列状，多个导汽管5中的任一导汽管的一端与第一翅片管连通，安装时，多个导汽管43优选位于热端轴流风扇32的出气口的上方。

蒸汽管6，位于多个导汽管5的上方，其与多个导汽管5中的任一导汽管的另一端连通，优选以与左、右液体总管相互平行的方式设置。蒸汽管6的直径大于左、右液体总管的直径以利于容纳蒸汽。

多个左翅片管7，以倾斜方式设置，多个左翅片管7中的任一左翅片管的一端与蒸汽管6连通，另一端与左液体总管41连通，优选多个左翅片管7中的任一左翅片管与左液体总管41和蒸汽管6连通呈H形；多个右翅片管8，以倾斜方式设置，多个右翅片管8中的任一右翅片管的一端与蒸汽管6连通，另一端与右液体总管42连通，优选多个右翅片管8中的任一右翅片管与右液体总管42和蒸汽管6连通呈H形。多个左翅片管7中的任一左翅片管和多个右翅片管8中的任一右翅片管均具有一中心管和套接于中心管外的多个径向翅片。

支架9，用于给容纳器、导汽管5、蒸汽管6、左翅片管7和右翅片管8提供支撑，其底端设置于智能控制柜100的上顶板110上，其上端与容纳器中的左、右液体总管分别连接。

使用时，在热端轴流风扇32的作用下，热端散热器3排出的热量以热风的形式吹向第一翅片管43，第一翅片管43吸收热风中的热量并传递到管内的液体换热工质，液体换热工质吸热汽化，变成蒸汽，同时使热风温度降低，蒸汽沿着导汽管5上升至蒸汽管6中，由于蒸汽管上连通有倾斜向下设置的左翅片管和右翅片管，蒸汽顺着左翅片管和右翅片管向下流动，由于降温后的热风吹过左翅片管和右翅片管，加速了蒸汽在左翅片管和右翅片管内的冷却，经冷却，变成液体换热工质，汇流入左、右液体总管，由于左、右液体总管与第一翅片管连通，完成液体换热工质的循环。通过第一翅片管内的液体换热工质在蒸发汽化时吸收热风中的热量，进而降低热风温度，即降低了热端轴流风扇处的外界环境温度，利于热端散热器排出的热量及时散出，提高散热效率。

由于液体换热工质汽化生成的蒸汽沿导汽管5上升，为了避免降温后的热风对在导汽管5中上升的蒸汽造成影响，进而降低散热效率，该降温装置还包括关于多个导汽管5所在平面呈左右对称的左导流板10和右导流板20，即左导流板10和右导流板20呈左右对称，对称面为多个导汽管所在平面。左导流板10位于多个左翅片管7和多个导汽管5之间，其一端固定于导汽管5的底端的左侧，另一端固定于导汽管5的上端的左侧；左导流板10在水平方向上与多个左翅片管7所在平面之间的距离L沿由左导流板10的一端至左导流板10的另一端的方向逐渐变小，优选左导流板为弧形板。由于右导流板和左导流板关于多个导汽管5所在平面呈左右对称，即右导流板20位于多个右翅片管8和多个导汽管5之间，其一端固定于导汽管5的底端的右侧，另一端固定于导汽管5的上端的右侧；右导流板20在水平方向上与多个右翅片管8所在平面之间的距离沿由右导流板20的一端至右导流板20的另一端的方向逐渐变小，优选右导流板20为弧形板。在其他的实施例中，参见图4，左导流板的一端固定于导汽管5的底端的左侧左导流板10的，另一端还可以固定于左翅片管的上部，且位于由左翅片管与蒸汽管连通形成的连接处的下方；右导流板的一端固定于导汽管5的底端的右侧，右导流板的另一端还可以固定于右翅片管的上部，且位于由右翅片管与蒸汽管连通形成的连接处的下方。

智能控制柜100一般安装在户外，而户外多灰尘且具有不安全隐患，为避免灰尘影响降温装置的散热以及提高在户外的安全性，参见图3，该降温装置还包括防护罩30，以其断面呈∧形由上顶板110的前端至后端延伸，使用时，防护罩30内容纳有容纳器、多个导汽管5、蒸汽管6、多个左翅片管7、多个右翅片管8和支架9；为了利于防护罩内的空气与防护罩外的空气流通，在防护罩30的侧壁上开有多个通风孔301。

为了防止智能控制柜内温度过低，以至柜内产生凝露，该降温装置还包括温控器，与半导体制冷块连接，用于控制半导体制冷块的启停，具体地，在智能控制柜内温度低于预设阈值时，关闭或停用半导体制冷块；在智能控制柜内温度高于预设阈值时，启动半导体制冷块以制冷。

经试验，在智能控制柜内安装有本发明实施例提供的降温装置后，柜体外温度达45℃时，柜内测量温度为35.5℃，明显改善了智能控制柜内智能设备的运行环境，大大降低了智能设备的故障概率。

在对现有的智能控制柜进行改造时，可直接将智能控制柜的排风扇更换为本发明实施例提供的降温装置，无需对智能控制柜本体进行改造，即通过在安装排风扇的散热孔处安装该降温装置，由于取代原装排风扇后，没有了扇叶间的空隙，柜内外完全隔离，因此也减少了柜内的积灰积尘，改善了智能设备的运行环境。

综上所述，本发明的有益效果如下：

本降温装置防尘，且结构简单，体积小，无需使用制冷剂、压缩机等设备，安装方便，降温效果明显，成本较低。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (6)

1.一种智能变电站的智能控制柜用降温装置，所述智能控制柜的上顶板开有散热孔，所述降温装置包括：

具有冷端面和热端面的半导体制冷块，位于所述散热孔中；

冷端散热器，位于所述上顶板的下方，与所述冷端面连接；以及

具有热端散热片的热端散热器，位于所述上顶板的上方，所述热端散热片的中部与所述热端面连接，所述热端散热片的边缘与所述上顶板连接；

所述热端散热器还包括轴向与所述上顶板垂直的热端轴流风扇；

所述热端轴流风扇的安装架固定于所述热端散热片上；

所述降温装置还包括：

用于容纳液体换热工质的容纳器，位于所述热端轴流风扇的上方，具有左液体总管、右液体总管和多个第一翅片管，所述左液体总管和所述右液体总管分列于所述热端轴流风扇的两侧的上方，所述多个第一翅片管中的任一第一翅片管的两端分别与所述左液体总管和所述右液体总管对应连通；

排成列状的多个导汽管，以竖直方式设置，且与所述多个第一翅片管对应连通，且位于所述热端轴流风扇的出气口的上方；

蒸汽管，与所述多个导汽管中的任一导汽管连通，且位于所述多个导汽管的上方；

多个左翅片管，以倾斜方式设置，所述多个左翅片管中的任一左翅片管的两端分别与所述左液体总管和所述蒸汽管连通；

多个右翅片管，以倾斜方式设置，所述多个右翅片管中的任一右翅片管的两端分别与所述右液体总管和所述蒸汽管连通；以及

用于提供支撑的支架，设置于所述智能控制柜的上顶板上，与所述容纳器连接；

所述降温装置还包括：位于所述多个左翅片管和所述多个导汽管之间的左导流板和位于所述多个右翅片管和所述多个导汽管之间的右导流板；

所述左导流板的一端固定于所述导汽管的底端的左侧，所述左导流板的另一端固定于所述导汽管的上端的左侧；

所述左导流板沿所述左导流板的一端至所述左导流板的另一端的方向与所述多个左翅片管所在平面在水平方向上的距离逐渐变小；

所述左导流板和所述右导流板以左右对称的方式设置于所述多个导汽管所在平面的两侧。

2.根据权利要求1所述的降温装置，其特征在于，所述左液体总管、所述右液体总管和所述蒸汽管相互平行；

所述多个第一翅片管中的任一第一翅片管与所述左液体总管和所述右液体总管连通呈H形；

所述多个左翅片管中的任一左翅片管与所述左液体总管和所述蒸汽管连通呈H形；

所述多个右翅片管中的任一右翅片管与所述右液体总管和所述蒸汽管连通呈H形。

3.根据权利要求1所述的降温装置，其特征在于，所述降温装置还包括：

断面呈∧形的防护罩，所述防护罩内容纳有所述容纳器、所述多个导汽管、所述蒸汽管、所述多个左翅片管、所述多个右翅片管和支架；

所述防护罩的侧壁上开有多个通风孔。

4.根据权利要求1所述的降温装置，其特征在于，所述降温装置还包括：与所述半导体制冷块连接的温控器，用于在所述智能控制柜内温度低于预设阈值时，关闭所述半导体制冷块；在所述智能控制柜内温度高于所述预设阈值时，启动所述半导体制冷块以制冷。

5.根据权利要求1所述的降温装置，其特征在于，所述冷端散热器包括冷端散热片和冷端轴流风扇；

所述冷端散热片的顶面与所述冷端面连接，所述冷端散热片的底面与所述冷端轴流风扇连接，所述冷端散热片的直径小于所述热端散热片的直径。

6.根据权利要求1所述的降温装置，其特征在于，所述半导体制冷块外包覆有隔热层。