CN104571232B - 一种宽工况型电控箱及其内部温湿度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宽工况型电控箱及其内部温湿度控制方法，电控箱包括内框体和外框体，所述外框体包裹在内框体的外面，内框体和外框体之间设置有保温层。本宽工况型电控箱不仅能在干球‑40℃~50℃、相对湿度0~95%的环境中使用，而且具有优越的防雨性能，在室外雨雪天气中也能安全使用，集保温、防火、防冻结、散热、防水（雪）、防凝露等多个功能于一体。

Description

一种宽工况型电控箱及其内部温湿度控制方法

技术领域

本发明涉及电控箱领域，具体涉及一种宽工况型电控箱及其内部温湿度控制方法。

背景技术

鉴于目前许多电器元件的适用温度范围在-25℃~50℃之间，当电控箱内部温度过低时，电器元件将失效；当电控箱内部温度过高时，电气元件不但有烧毁的危险，甚至可能由此引发火灾，造成财物损失甚至人员伤亡。特别地，当环境温度高达50℃时，电控箱内部由于电气元件散热的复叠作用，其内部温度将远远高于50℃，超出电气元件的适用温度范围，存在电气安全隐患。

常规低温型电控箱采用单层门结构，且在电控箱内部粘贴保温棉的方式达到保温效果，但这种电控箱存在以下三方面的缺陷：一是在高温工况下，保温棉不利于散热，电控箱内部温度过高；二是保温棉在电气短路或温度过高的情况下容易被燃烧，引起火灾；三是低温工况下钥匙孔被冻结，导致电控箱门无法开启。

常规高温型电控箱采用开通风孔并安装散热风扇的形式散热，由于没有专用的散热通道，大功率电气元件所释放的热量不利于散出电控箱外，造成热量局部堆积，局部温度过高，且此种型式的电控箱也不适用于低温工况。

此外，室外使用的电控箱，若其防水（雪）性能不足，雨水容易渗入电控箱内；在高湿度环境中使用的电控箱，若不采取有效的控制措施，电控箱内部可能产生凝露，存在安全隐患。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种宽工况型电控箱及其内部温湿度控制方法，旨在解决现有的电控箱由于结构的缺陷不能满足散热安全要求，及其不能同时适用于多工况的问题。

本发明的技术方案如下：一种宽工况型电控箱，其中，包括内框体和外框体，所述外框体包裹在内框体的外面，内框体和外框体之间设置有保温层；

所述内框体包括内板体和内门框，所述内板体包括背面内板、左侧内板、右侧内板、顶部内板和底部内板，所述内门框安装在内板体上，内门框上铰接有内门板；所述顶部内板上设置有内出风通孔，底部内板上设置有内进风通孔，内进风通孔处设置有过滤网；内框体内设置有散热风扇、风扇加热器、第一温控开关、第二温控开关、温度传感器、湿度传感器、湿度控制器和PLC；第一温控开关通过电路直接控制散热风扇的运行和停止；第二温控开关通过电路直接控制风扇加热器的运行，PLC将温度传感器检测的阻值转换成实际的温度值，通过下载给PLC的程序控制风扇加热器的运行，湿度控制器将湿度传感器检测的数值转换成实际的湿度值，通过湿度控制器自身设定的程序控制风扇加热器的运行；第二温控开关通过电路、PLC通过程序和湿度控制器通过自身设定的程序共同控制风扇加热器的停止；

所述外框体包括外板体和挡水板，所述外板体包括背面外板、左侧外板、右侧外板、顶部外板和底部外板；所述左侧外板、右侧外板、顶部外板和底部外板上设置有防水槽；所述顶部外板上设置有外出风通孔，底部外板上设置有外进风通孔；所述外出风通孔与内出风通孔配合形成出风通道，外进风通孔和内进风通孔配合形成进风通道；所述外框体上铰接有外门板；所述顶部外板上面覆盖有设置成倾斜式排水结构的挡水板。

所述的宽工况型电控箱，其中，所述外框体和内框体整体焊接后形成一封闭空腔，通过发泡工艺向封闭空腔内填充聚氨酯，形成保温层。

所述的宽工况型电控箱，其中，所述内框体和外框体采用钣金防火金属制成。

所述的宽工况型电控箱，其中，所述内框体内部设置有散热导风筒；所述内框体内部设置有安装电气元件的电气安装板。

所述的宽工况型电控箱，其中，所述外出风通孔的孔径与内出风通孔的孔径一致，外出风通孔与内出风通孔设置在同一轴线上；所述外进风通孔的孔径与内进风通孔的孔径一致，外进风通孔与内进风通孔设置在同一轴线上。

所述的宽工况型电控箱，其中，所述内板体上开设有内过线孔，外板体上开设有外过线孔，所述内过线孔和外过线孔的孔径一致，内过线孔和外过线孔设置在同一轴线上；内过线孔和外过线孔处设置有防水接头，电控箱内的电线、电缆穿过内过线孔和外过线孔进行安装布排。

所述的宽工况型电控箱，其中，所述内门板安装于内框体上，内门板上安装有指示灯、急停按钮、触摸屏；所述外门板安装于外框体上，外门板采用聚氨酯发泡板制成。

所述的宽工况型电控箱，其中，所述内门板上安装有门锁，门锁将内门板锁紧，门锁配备专门配对的钥匙；所述外门板上安装有松紧锁，松紧锁将外门板拉紧。

一种如上述任意一项所述的宽工况型电控箱的内部温湿度控制方法，其中，具体包括以下步骤：

步骤A00：配置开关动作控制点符合电控箱内温度要求的第一温控开关和第二温控开关、湿度控制满足电控箱内湿度要求的湿度控制器和设置PLC程序中的风扇加热器启动温度点和停止温度点；

步骤B00：通过第一温控开关、第二温控开关、温度传感器和湿度传感器实时检测电控箱内的温湿度信息，温度传感器把温度信息传送至PLC，湿度传感器把湿度信息传送至湿度控制器；

步骤C00：若第一温控开关的温度信息大于35℃，第一温控开关控制散热风扇启动降温，若第一温控开关的温度信息小于30℃，第一温控开关控制散热风扇关闭；若第二温控开关的温度信息小于5℃，第二温控开关控制风扇加热器启动加热；若温度传感器的温度信息小于启动温度点，PLC控制风扇加热器启动加热；若湿度传感器的湿度信息大于80%，湿度控制器控制风扇加热器启动加热；风扇加热器启动后，若第二温控开关的温度信息大于10℃且温度传感器检测的温度信息大于停止温度点且湿度传感器的湿度信息小于75%，三个条件全部满足的情况下，风扇加热器在第二温控开关、PLC和湿度控制器的共同控制下停止运行。

所述的宽工况型电控箱的内部温湿度控制方法，其中，所述步骤C00中，满足以下任意一个条件：第二温控开关的温度信息小于5℃、温度传感器的温度信息小于启动温度点、湿度传感器的湿度信息大于80%，风扇加热器都将启动加热。

本发明的有益效果：本发明通过提供一种宽工况型电控箱及其内部温湿度控制方法，本电控箱不仅能在干球-40℃~50℃、相对湿度0~95%的环境中使用，而且具有优越的防雨性能，在室外雨雪天气中也能安全使用，集保温、防火、防冻结、散热、防水（雪）、防凝露等多个功能于一体。

附图说明

图1是本发明中宽工况型电控箱的结构示意图。

图2是本发明中宽工况型电控箱的俯视剖面图。

图3是本发明中局部放大A图。

图4是本发明中宽工况型电控箱的侧面剖视图。

图5是本发明中内框体的结构示意图。

图6是本发明中外框体的结构示意图。

图7是本发明中宽工况型电控箱的内部温湿度控制方法步骤流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

如图1-6所示，本宽工况型电控箱包括内框体100和外框体200，所述外框体200包裹在内框体100的外面，内框体100和外框体200之间设置有保温层300。

具体地，外框体200和内框体100整体焊接后形成一封闭空腔，采用发泡工艺向此封闭空腔内填充聚氨酯，从而形成有效的保温层300。所述内框体100和外框体200采用防火金属制成。所述保温层300起到保温的作用，而且保温层300被内、外框体的钣金层所覆盖，可达到不燃级别的防火要求，避免被燃烧的风险。

如图1、图4和图5所示，所述内框体100包括内板体和内门框，所述内板体包括背面内板、左侧内板、右侧内板、顶部内板和底部内板，所述内门框安装在内板体上，内门框上铰接有内门板110；所述顶部内板上设置有内出风通孔，底部内板上设置有内进风通孔，内进风通孔处设置有过滤网；内框体内设置有散热风扇120、风扇加热器140、第一温控开关、第二温控开关、温度传感器、湿度传感器、湿度控制器和PLC；第一温控开关通过电路直接控制散热风扇120的运行和停止；第二温控开关通过电路直接控制风扇加热器140的运行，PLC将温度传感器检测的阻值转换成实际的温度值，通过下载给PLC的程序控制风扇加热器140的运行，湿度控制器将湿度传感器检测的数值转换成实际的湿度值，通过湿度控制器自身设定的程序控制风扇加热器140的运行；第二温控开关通过电路、PLC通过程序和湿度控制器通过自身设定的程序共同控制风扇加热器140的停止；通过控制散热风扇120和风扇加热器140的启闭，从而控制电控箱内的温湿度，使整个电控箱形成有效的温、湿度控制系统。

所述散热风扇120安装于电控箱内，用于在高温工况下及时排走箱体内部的热量。为了帮助大功率元件及时快速排走热量，所述内框体内部设置有散热导风筒130，散热导风筒130置于大功率元件上部，形成专用的大功率元件散热通道，可保证散热风扇120有效地将大功率元件局部散发的大量热量排出电控箱外，有效减少大功率电气元件对其它电气元件的影响。

所述内框体100内部设置有用于安装电气元件的电气安装板150。

如图1、图4和6所示，所述外框体200包括外板体和挡水板，所述外板体包括背面外板、左侧外板、右侧外板、顶部外板和底部外板；所述左侧外板、右侧外板、顶部外板和底部外板上设置有防水槽；所述顶部外板上设置有外出风通孔，底部外板上设置有外进风通孔；所述外出风通孔与内出风通孔配合形成出风通道，外进风通孔和内进风通孔配合形成进风通道；所述外框体上铰接有外门板210；所述顶部外板上面覆盖有设置成倾斜式排水结构的挡水板220。

具体地，所述外出风通孔的孔径与内出风通孔的孔径一致，外出风通孔与内出风通孔设置在同一轴线上；所述外进风通孔的孔径与内进风通孔的孔径一致，外进风通孔与内进风通孔设置在同一轴线上。

为了方便安装电器元件，所述内板体上开设有内过线孔，外板体上开设有外过线孔，所述内过线孔和外过线孔的孔径一致，内过线孔和外过线孔设置在同一轴线上。内过线孔和外过线孔处设置有防水接头，电控箱内的电线、电缆穿过内过线孔和外过线孔进行安装布排。

所述外框体采用防水槽结构设计，挡水板220采用倾斜式排水结构设计，挡水板220与外框体形成排风通道，且外板体和内板体上的出风通孔与进风通孔设置在箱体的垂直方向上，在保证良好通风性能的同时也使箱体达到防水要求；所述底部内板上的内进风通孔处设置有过滤网，过滤进入电控箱内部的空气。

本电控箱采用双层门（外门板210和内门板110）设计，所述内门板110安装于内框体上，内门板110上可安装指示灯、急停按钮、触摸屏或者其它电气仪表；所述外门板210安装于外框体上，外门板210采用聚氨酯发泡板，具有良好的保温性能，在低温工况下能有效防止冷量进入电控箱内，外框体采用防水槽结构设计可有效防止雨水进入电控箱内，为安装于电控箱内部及内门板110上的电气元件、仪表创造了安全可靠的使用环境。

所述内门板110上安装有门锁111，门锁111将内门板锁紧；门锁111配备钥匙，需使用专门配对的钥匙方可将内门板110打开，起到电气安全保护的作用。由于外门板210具有保温功能（采用聚氨酯发泡板），在低温工况下能有效防止冷量进入，故内门板110的门锁111钥匙孔不会被冻结。所述外门板210上安装有松紧锁211，松紧锁211将外门板210拉紧；松紧锁211不配备钥匙，因而外门板210上没有钥匙孔，避免低温工况下钥匙孔被冻结的风险。

外板体和内板体上的出风通孔与进风通孔设置在箱体的垂直方向上，顶部外板上面覆盖有设置成倾斜式排水结构的挡水板220，外框体采用防水槽结构设计以及电控箱采用双层门结构，这些措施能使电控箱整体具有较好的防水能力，电控箱整体可达到IP54的防水等级要求。

如图7所示，一种如上述所述的宽工况型电控箱的内部温湿度控制方法，具体包括以下步骤：

步骤A00：配置开关动作控制点符合电控箱内温度要求的第一温控开关和第二温控开关、湿度控制满足电控箱内湿度要求的湿度控制器和设置PLC程序中的风扇加热器启动温度点和停止温度点；

步骤B00：通过第一温控开关、第二温控开关、温度传感器和湿度传感器实时检测电控箱内的温湿度信息，温度传感器把温度信息传送至PLC，湿度传感器把湿度信息传送至湿度控制器；

步骤C00：若第一温控开关的温度信息大于35℃，第一温控开关控制散热风扇120启动降温，若第一温控开关的温度信息小于30℃，第一温控开关控制散热风扇120关闭；若第二温控开关的温度信息小于5℃，第二温控开关控制风扇加热器140启动加热；若温度传感器的温度信息小于启动温度点，PLC控制风扇加热器140启动加热；若湿度传感器的湿度信息大于80%，湿度控制器控制风扇加热器140启动加热；风扇加热器启动后，若第二温控开关的温度信息大于10℃且温度传感器检测的温度信息大于停止温度点且湿度传感器的湿度信息小于75%，三个条件全部满足的情况下，风扇加热器140在第二温控开关、PLC和湿度控制器的共同控制下停止运行。通过配置规格符合电控箱内温度要求的第一温控开关，只要第一温控开关探测到的温度信息大于35℃，第一温控开关控制散热风扇120启动降温，第一温度探头探测到的温度信息小于30℃，第一温控开关控制散热风扇120关闭；智能控制电控箱内的温度，及时把电控箱内的热量散发出去，保护电控箱内的电子元件正常运行。

通过配置规格满足电控箱内温度要求的第二温控开关、满足电控箱内湿度要求的湿度控制器和设置PLC程序中的风扇加热器启动温度点和停止温度点，只要满足以下任何一种情况，风扇加热器140将启动加热：1. 第二温控开关的温度信息小于5℃；2. 温度传感器的温度信息小于启动温度点；3.湿度传感器的湿度信息大于80%；只要满足其中一个条件，风扇加热器140都将启动加热，保证电控箱内的温湿度均衡，而风扇加热器140的关闭则是通过第二温控开关、PLC和湿度控制器共同控制，只有同时满足第一温控开关的温度信息大于10℃且温度传感器的温度信息大于停止温度点且湿度传感器的湿度信息小于75%这三个条件才能实现，这样，可以保证电控箱内的温湿度都可以及时调整，保护电控箱内的电子元件正常运行。

本宽工况型电控箱不仅能在干球-40℃~50℃、相对湿度0~95%的环境中使用，而且具有优越的防雨性能，在室外雨雪天气中也能安全使用，集保温、防火、防冻结、散热、防水（雪）、防凝露等多个功能于一体。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种宽工况型电控箱，其特征在于，包括内框体和外框体，所述外框体包裹在内框体的外面，内框体和外框体之间设置有保温层；

所述内框体包括内板体和内门框，所述内板体包括背面内板、左侧内板、右侧内板、顶部内板和底部内板，所述内门框安装在内板体上，内门框上铰接有内门板；所述顶部内板上设置有内出风通孔，底部内板上设置有内进风通孔，内进风通孔处设置有过滤网；内框体内设置有散热风扇、风扇加热器、第一温控开关、第二温控开关、温度传感器、湿度传感器、湿度控制器和PLC；第一温控开关通过电路直接控制散热风扇的运行和停止；第二温控开关通过电路直接控制风扇加热器的运行，PLC将温度传感器检测的阻值转换成实际的温度值，通过下载给PLC的程序控制风扇加热器的运行，湿度控制器将湿度传感器检测的数值转换成实际的湿度值，通过湿度控制器自身设定的程序控制风扇加热器的运行；第二温控开关通过电路、PLC通过程序和湿度控制器通过自身设定的程序共同控制风扇加热器的停止；

所述外框体包括外板体和挡水板，所述外板体包括背面外板、左侧外板、右侧外板、顶部外板和底部外板；所述左侧外板、右侧外板、顶部外板和底部外板上设置有防水槽；所述顶部外板上设置有外出风通孔，底部外板上设置有外进风通孔；所述外出风通孔与内出风通孔配合形成出风通道，外进风通孔和内进风通孔配合形成进风通道；所述外框体上铰接有外门板；所述顶部外板上面覆盖有设置成倾斜式排水结构的挡水板。

2.根据权利要求1所述的宽工况型电控箱，其特征在于，所述外框体和内框体整体焊接后形成一封闭空腔，通过发泡工艺向封闭空腔内填充聚氨酯，形成保温层。

3.根据权利要求2所述的宽工况型电控箱，其特征在于，所述内框体和外框体采用钣金防火金属制成。

4.根据权利要求1所述的宽工况型电控箱，其特征在于，所述内框体内部设置有散热导风筒；所述内框体内部设置有安装电气元件的电气安装板。

5.根据权利要求1所述的宽工况型电控箱，其特征在于，所述外出风通孔的孔径与内出风通孔的孔径一致，外出风通孔与内出风通孔设置在同一轴线上；所述外进风通孔的孔径与内进风通孔的孔径一致，外进风通孔与内进风通孔设置在同一轴线上。

6.根据权利要求1所述的宽工况型电控箱，其特征在于，所述内板体上开设有内过线孔，外板体上开设有外过线孔，所述内过线孔和外过线孔的孔径一致，内过线孔和外过线孔设置在同一轴线上；内过线孔和外过线孔处设置有防水接头，电控箱内的电线、电缆穿过内过线孔和外过线孔进行安装布排。

7.根据权利要求1所述的宽工况型电控箱，其特征在于，所述内门板安装于内框体上，内门板上安装有指示灯、急停按钮、触摸屏；所述外门板安装于外框体上，外门板采用聚氨酯发泡板制成。

8.根据权利要求7所述的宽工况型电控箱，其特征在于，所述内门板上安装有门锁，门锁将内门板锁紧，门锁配备专门配对的钥匙；所述外门板上安装有松紧锁，松紧锁将外门板拉紧。

9.一种如权利要求1-8任意一项所述的宽工况型电控箱的内部温湿度控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤A00：配置开关动作控制点符合电控箱内温度要求的第一温控开关和第二温控开关、湿度控制满足电控箱内湿度要求的湿度控制器和设置PLC程序中的风扇加热器启动温度点和停止温度点；

步骤B00：通过第一温控开关、第二温控开关、温度传感器和湿度传感器实时检测电控箱内的温湿度信息，温度传感器把温度信息传送至PLC，湿度传感器把湿度信息传送至湿度控制器；

步骤C00：若第一温控开关的温度信息大于35℃，第一温控开关控制散热风扇启动降温，若第一温控开关的温度信息小于30℃，第一温控开关控制散热风扇关闭；若第二温控开关的温度信息小于5℃，第二温控开关控制风扇加热器启动加热；若温度传感器的温度信息小于启动温度点，PLC控制风扇加热器启动加热；若湿度传感器的湿度信息大于80%，湿度控制器控制风扇加热器启动加热；风扇加热器启动后，若第二温控开关的温度信息大于10℃且温度传感器检测的温度信息大于停止温度点且湿度传感器的湿度信息小于75%，三个条件全部满足的情况下，风扇加热器在第二温控开关、PLC和湿度控制器的共同控制下停止运行。

10.根据权利要求9所述的宽工况型电控箱的内部温湿度控制方法，其特征在于，所述步骤C00中，满足以下任意一个条件：第二温控开关的温度信息小于5℃、温度传感器的温度信息小于启动温度点、湿度传感器的湿度信息大于80%，风扇加热器都将启动加热。