CN107105606A - 一种电气柜散热排列单元及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电气柜散热排列单元，包括两只相邻的电气柜，所述的电气柜被隔成多个独立的配电室，每个配电室设有进风口和温度探头；所述两只电气柜之间设有散热装置，散热装置由位于中间的抽风装置和位于两侧的抽风架构成；抽风装置包括底座、风腔和盖板；抽风架包括底板、矩形框、配重块和风罩；底座和底板之间有间隙，所述盖板、抽风架和相邻电气柜之间有间隙；所有配电室内的温度探头信号都输入至一控制器，该控制器控制所述风扇的电机工作。本发明的有益效果是：相邻的两只电气柜之间有空隙，增加散热面积，散热装置可以用于散热，同时可减少风扇振动对电气柜产生的影响。本发明还公开了一种电气柜散热排列控制方法。

Description

一种电气柜散热排列单元及控制方法

技术领域

本发明涉及一种电气柜，尤其是一种电气柜散热排列单元及控制方法。

背景技术

电气柜是常用的电气设备，其用来安装电气元件，通常放置在配电间内。现有的电气柜存在以下几点技术问题：

第一，由于工作电流、功率的不同，各种电气元件发热并不相同，这些电气元件置于同一工作环境内，发热量大的元件容易对发热量小的产生影响，为此，高级一点的电气柜通常将电气柜隔成多个空间，使发热量大的在一起，发热量小的在一起，以避免相互干扰；

第二，电气柜在配电间内排列时，通常被排成一排或多排，相邻的两个电气柜靠在一起，一则减少了散热的面积，另外，有的柜温度高，有的温度低，靠在一起也容易相互影响；

第三，现有的电气柜，通常在柜体外壁上或者柜门上，再或者顶部设置风扇，风扇作为对流的动力，便于电气柜内热空气的排出，使外部冷空气进入以降温，风扇的问题是在使用过程中容易产生振动，功率越大的风扇振动越大，尤其在长时间使用后，风扇内部积尘时振动很大，这些微小的振动一旦传到电器元件上，容易产生三个问题，一个是使电器元件的接线端子处容易脱线，从而产生故障，另一个是使电器元件内部的元件（如电路板上的电阻、电容等）容易松动，影响电器元件的使用寿命，还有就是容易因振动而产生误操作。

由于存在这样的问题，所以有必要对现有的电气柜进行改进。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种外置散热的电气柜散热排列单元。

本发明所设计的一种电气柜散热排列单元，包括两只相邻的电气柜，所述的电气柜被隔成多个独立的配电室，每个配电室设有进风口和温度探头；其特征在于：所述两只电气柜之间设有散热装置，每个配电室靠近散热装置的那一面设有通风口；所述的散热装置由位于中间的抽风装置和位于两侧的抽风架构成；

所述的抽风装置包括底座、风腔和盖板；所述风腔设置在所述底座上，所述底座下方设有缓冲垫一，在风腔的左右两个侧面设有多组抽风管，每一组抽风管分为上下两个，每一组的两个抽风管上分别设有风阀A和风阀B；在风腔的左右两个侧面的下部还设有出风管，出风管上设有出风阀；在风腔顶部设有安装管，安装管上安装有风扇；所述风腔的前后两侧面分别设有上下两根连杆，在所述连杆端部设有横杆，所述盖板为前后两块且分别连接在相应的横杆上；

所述抽风架包括底板、矩形框、配重块和风罩；所述矩形框设在底板靠近电气柜的一端上方，所述配重块设在底板上，在所述底板下方设有缓冲垫二，所述矩形框四条边的内侧间隔设有螺纹管；所述风罩的数量与对应侧电气柜的通风口数量相同且位置一一对应，所述的风罩背面设有上下两个通风管口，每一个风罩对应连接一组抽风管且风罩的通风管口与抽风管之间通过伸缩管连接；所述的风罩的四个外壁上分别设有连接结构，所述连接结构包括螺纹柱、螺母、横连接条和杆座，所述螺纹柱为间隔设置的两根且连接在风罩外壁上，每一根螺纹柱上设有上下两个所述的螺母，两根螺纹柱分别穿过横连接条的两端并且所述横连接条位于所述上下两个螺母之间；所述横连接条上设有横槽，所述杆座穿过所述横槽，所述杆座的内端是限位部，杆座的外端是管口，在杆座的侧面设有锁紧螺钉；所述风罩连接在矩形框的内部且连接方式包括：一、风罩的部分杆座与对应螺纹管之间通过螺纹杆连接且螺纹杆一端与螺纹管螺接、另一端插入所述杆座的管口后通过锁紧螺钉锁紧；二、相邻的两个风罩间通过插杆连接且插杆的两端分别插入两个杆座的管口后通过锁紧螺钉锁紧；

所述的底座和底板之间有间隙，所述盖板、抽风架和相邻电气柜之间有间隙；所有配电室内的温度探头信号都输入至一控制器，该控制器控制所述风扇的电机工作。

进一步的方案还包括位于每一个风罩端面上的软质密封圈，该软质密封圈与电气柜相接触。

本发明所设计的电气柜散热排列单元，它的有益效果是：相邻的两只电气柜之间有空隙，增加散热面积，散热装置可以用于散热，它是相邻的两只电气柜内空气流通的动力，风扇是仅设置在抽风装置上，而并不是设置在电气柜上，抽风装置和电气柜是独立的分开的，抽风装置因风扇产生的振动并不会过大地影响电气柜内部的电器元件；从而在确保散热效果的同时确保电气柜工作的稳定性。

本发明还设计了一种电气柜散热排列控制方法，其采用上面本发明所述电气柜散热排列单元，其特征在于由控制器控制风扇的电机工作；

在平时，每隔一段时间TA风扇工作一次，工作方式为电机倒转往内吹风同时出风阀打开，从风腔顶部吸入的空气从风腔下部的出风管处排出，使积累在两个电气柜之间的热空气流动起来并排出；

当某个配电室温度高于TL时，与该配电室所对应的风罩相通的风阀A打开，风阀B关闭，同时出风阀关闭，风扇的电机正转向外抽风，该配电室内的热空气经风罩、风阀A及其所在抽风管、风腔后被风扇抽出，外部空气从对应的进风口补入该配电室以降温；

当某个配电室温度高于TH时，该配电室所对应的风罩的风阀B也打开，该配电室内的热空气经风罩、风阀A、风阀B及它们所在抽风管、风腔后被风扇抽出，外部空气从对应的进风口补入该配电室以降温，其中TH大于TL。

进一步的方案是：风扇正转时的转速VC的控制如下：VC= P*VM，P=（NA+NB）/NZ 或者P=（NA+2NB）/（NZ+NB）；其中：VM为风扇的最大转速，NA为打开的风阀A的数量，NB为打开的风阀B的数量，NZ为风阀A和风阀B的总数。

本发明所设计的电气柜散热排列控制方法，它的有益效果是：风扇307的工作更为智能，散热效果好，安全性高。

附图说明

图1是实施例1的主视图；

图2是实施例1的主视图，图中盖板未安装，电气柜柜门呈打开状；

图3是实施例1散热装置的主视图；

图4是图3左上角的放大图；

图5是抽风装置的侧视图；

图6是抽风架的侧视图；

图7是风罩的结构示意图；

图8是横连接条的俯视图；

图9是实施例1的控制示意图；

图10是风罩作改进后的示意图；

图中：电气柜1、配电室101、进风口102、温度探头103、通风口104、散热装置2、抽风装置3、底座301、风腔302、盖板303、缓冲垫一304、抽风管305、出风管306、风扇307、连杆308、横杆309、电机310、安装管311、抽风架4、底板401、矩形框402、配重块403、风罩404、缓冲垫二405、螺纹管406、通风管口407、连接结构408、螺纹柱409、螺母410、横连接条411、杆座412、横槽413、限位部414、锁紧螺钉415、螺纹杆416、插杆417、控制器418、伸缩管5、软质密封圈6。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。

实施例1：

如图1、2所示，本实施例所描述的电气柜散热排列单元，包括两只相邻的电气柜1，所述的电气柜1被隔成多个独立的配电室101，每个配电室101设有进风口102和温度探头103，每一个配电室101中进风口102的位置可以设置在后壁上或者柜门上；其特征在于：所述两只电气柜1之间设有散热装置2，每个配电室101靠近散热装置2的那一面设有通风口104；所述的散热装置2由位于中间的抽风装置3和位于两侧的抽风架4构成；

如图3、4、5所示，所述的抽风装置3包括底座301、风腔302和盖板303；所述风腔302设置在所述底座301上，所述底座301下方设有缓冲垫一304，缓冲垫一304置于最下方对抽风装置3的振动进行缓冲，总体上减小抽风装置3的振动，

在风腔302的左右两个侧面设有多组抽风管305，每一组抽风管305分为上下两个，每一组的两个抽风管305上分别设有风阀A和风阀B；在风腔302的左右两个侧面的下部还设有出风管306，出风管306上设有出风阀；在风腔302顶部设有安装管311，安装管311上安装有风扇307；所述风腔302的前后两侧面分别设有上下两根连杆308，在所述连杆308端部设有横杆309，所述盖板303为前后两块且分别连接在相应的横杆309上；

如图6、7、8所示，所述抽风架4包括底板401、矩形框402、配重块403和风罩404；所述矩形框402设在底板401靠近电气柜1的一端上方，所述配重块403设在底板401上，在所述底板401下方设有缓冲垫二405，缓冲垫二405置于抽风架4最下方对抽风架4的振动进行缓冲，总体上减小抽风架4的振动，配重块403是加大抽风架4整体的重量使之不易振动、不易移位；所述矩形框402四条边的内侧间隔设有螺纹管406；所述风罩404的数量与对应侧电气柜1的通风口104数量相同且位置一一对应，所述的风罩404背面设有上下两个通风管口407，每一个风罩404对应连接一组抽风管305且风罩404的通风管口407与抽风管305之间通过伸缩管5连接；所述的风罩404的四个外壁上分别设有连接结构408，所述连接结构408包括螺纹柱409、螺母410、横连接条411和杆座412，所述螺纹柱409为间隔设置的两根且连接在风罩404外壁上，每一根螺纹柱409上设有上下两个所述的螺母410，两根螺纹柱409分别穿过横连接条411的两端并且所述横连接条411位于所述上下两个螺母410之间；所述横连接条411上设有横槽413，所述杆座412穿过所述横槽413，所述杆座412的内端是限位部414，杆座412的外端是管口，在杆座412的侧面设有锁紧螺钉415；螺母410在螺纹柱409上的位置可以上下移动，从而可使横连接条411上下移动，当杆座412与螺纹杆416或插杆417连接完成后，可以通过移动横连接条411扯紧，使连接更为稳固，而杆座412在横槽413内可移动，这样就具备了灵活调节的空间；所述风罩404连接在矩形框402的内部且连接方式包括：一、风罩404的部分杆座412与对应螺纹管406之间通过螺纹杆416连接且螺纹杆416一端与螺纹管406螺接、另一端插入所述杆座412的管口后通过锁紧螺钉415锁紧，这种方式适合于有的杆座412可以通过螺纹杆416直接连接到螺纹管406的情况；二、相邻的两个风罩404间通过插杆417连接且插杆417的两端分别插入两个杆座412的管口后通过锁紧螺钉415锁紧；这种方式适合于有的杆座412不能直接连接到螺纹管406，但却能直接连接到相邻风罩404的情况；这样的一个连接方式，可以任意改变风罩404的位置，还可以改变风罩404的数量，使风罩404与配电室101的通风口104相对，并且风罩404安装安成后是稳固的；因为配电柜自身结构的不同，通风口104开的位置及数量是变动的，这就需要风罩404具有特有的安装方式，不仅可以改变风罩404的位置，而且可以改变数量；而要说明的是螺纹杆416和插杆417是在安装现场根据使用需求现在加工所得，即可采用较长的螺纹杆416和插杆417根据实际需要现场截断；螺纹杆416和插杆417的材质可选用金属，最好选用硬质塑料；

所述的底座301和底板401之间有间隙，间隙的距离在1厘米-10厘米，这样抽风装置3和抽风架4基本是分开的，防止相互间振动的传递；所述盖板303、抽风架4和相邻电气柜1之间有间隙；盖板303和电气柜1之间的间隙在5毫米至1厘米，抽风架4的矩形框402与电气柜1之间的间隙可以在1厘米至10厘米，而抽风架4的风罩404和电气柜1之间间隙越小越好，应当控制在5毫米以内，这样风罩404抽风时，配电室101内的空气能尽可能被风罩404抽出，间隙越小效率越高，间隙越大效率越低；

如图9所示，所有配电室101内的温度探头103信号都输入至一控制器418，该控制器418控制所述风扇307的电机310工作。

这种电气柜散热排列单元的散热控制方法，可以采用最简单的，风扇307定时打开抽风，所有阀门在风扇307工作时也打开，各配电室内的空气且电气柜间的空气都可以由风扇307抽走，从而达到散热效果。

作为本实施例的改进，如图10所示，还包括位于每一个风罩404端面上的软质密封圈6，如橡胶，该软质密封圈6与电气柜1相接触，软质密封圈6与电气柜1接触的部分最好呈唇状，软质密封圈6越软越好，避免减少抽风架的振动传给电气柜，软质密封圈6起密封效果，可提高风罩404工作的效率。

需要说明的是：本实施例所描述的电气柜散热排列单元包含的是两只电气柜，即一个单元，当一个配电室时每排数量较多时，如十只，可以以两只为一个单元采用本实施例的方案排布。

实施例2：

本实施例所描述的电气柜散热排列控制方法，其上面实施例1所述电气柜散热排列单元，由控制器418控制风扇307的电机310工作；与实施例1不同的是控制方法如下：

在平时，每隔一段时间TA（如半小时）风扇307工作一次（每次持续5-10分钟），工作方式为电机310倒转往内吹风同时出风阀打开，从风腔302顶部吸入的空气从风腔302下部的出风管306处排出，使积累在两个电气柜1之间的热空气流动起来并排出；此时由于没有配电室需要抽风因此所有的风阀A和风阀B都是关闭的；

当某个配电室101温度高于TL（但不高于TH）时，与该配电室101所对应的风罩404相通的风阀A打开，风阀B关闭，同时出风阀关闭，风扇307的电机310正转向外抽风，该配电室101内的热空气经风罩404、风阀A及其所在抽风管305、风腔302后被风扇307抽出，外部空气从对应的进风口102补入该配电室101以降温；这一步表示某个配电室101温度较高时需要散热的方式， TL可以取50摄氏度。

当某个配电室101温度高于TH时（说明上一步操作并未能使对应配电室温度降下来反而升上去了，这时应当增加风罩404的抽风能力），该配电室101所对应的风罩404的风阀B也打开，该配电室101内的热空气经风罩404、风阀A、风阀B及它们所在抽风管305、风腔302后被风扇307抽出，外部空气从对应的进风口102补入该配电室101以降温，其中TH大于TL。这一步表示某个配电室101温度很高时需要散热的方式， TH可以取70摄氏度，相比于上一次，风阀A、风阀B同时打开可以增加风罩404抽风能力；

风扇307可始终处于同一转速，利用风阀A、风阀B的开合变化来改变风罩在TL和TH的抽风能力。

实施例3：

本实施例所描述的电气柜散热排列控制方法，与实施例2的不同之处在于：风扇307正转时的转速VC的控制如下：

VC= P*VM，P=（NA+NB）/NZ ；

其中：VM为风扇307的最大转速；

NA为打开的风阀A的数量；

NB为打开的风阀B的数量；

NZ为风阀A和风阀B的总数；

当打开的阀门越多时，风扇307工作越快。

实施例4：

本实施例所描述的电气柜散热排列控制方法，与实施例2的不同之处在于：风扇307正转时的转速VC的控制如下：

VC= P*VM，P=（NA+2NB）/（NZ+NB）；

其中：VM为风扇307的最大转速，

NA为打开的风阀A的数量，

NB为打开的风阀B的数量，

NZ为风阀A和风阀B的总数。

这种方法，加大了风阀B的权重，风阀B数量的增加对风扇307转速增大的影响大于风阀A，因为在很高温度时，需要更大的抽风能力来确保散热效果，以确保内部元件的正常工作和使用寿命。

Claims (4)

1.一种电气柜散热排列单元，包括两只相邻的电气柜（1），所述的电气柜（1）被隔成多个独立的配电室（101），每个配电室（101）设有进风口（102）和温度探头（103）；其特征在于：所述两只电气柜（1）之间设有散热装置（2），每个配电室（101）靠近散热装置（2）的那一面设有通风口（104）；所述的散热装置（2）由位于中间的抽风装置（3）和位于两侧的抽风架（4）构成；

所述的抽风装置（3）包括底座（301）、风腔（302）和盖板（303）；所述风腔（302）设置在所述底座（301）上，所述底座（301）下方设有缓冲垫一（304），在风腔（302）的左右两个侧面设有多组抽风管（305），每一组抽风管（305）分为上下两个，每一组的两个抽风管（305）上分别设有风阀A和风阀B；在风腔（302）的左右两个侧面的下部还设有出风管（306），出风管（306）上设有出风阀；在风腔（302）顶部设有安装管（311），安装管（311）上安装有风扇（307）；所述风腔（302）的前后两侧面分别设有上下两根连杆（308），在所述连杆（308）端部设有横杆（309），所述盖板（303）为前后两块且分别连接在相应的横杆（309）上；

所述抽风架（4）包括底板（401）、矩形框（402）、配重块（403）和风罩（404）；所述矩形框（402）设在底板（401）靠近电气柜（1）的一端上方，所述配重块（403）设在底板（401）上，在所述底板（401）下方设有缓冲垫二（405），所述矩形框（402）四条边的内侧间隔设有螺纹管（406）；所述风罩（404）的数量与对应侧电气柜（1）的通风口（104）数量相同且位置一一对应，所述的风罩（404）背面设有上下两个通风管口（407），每一个风罩（404）对应连接一组抽风管（305）且风罩（404）的通风管口（407）与抽风管（305）之间通过伸缩管（5）连接；所述的风罩（404）的四个外壁上分别设有连接结构（408），所述连接结构（408）包括螺纹柱（409）、螺母（410）、横连接条（411）和杆座（412），所述螺纹柱（409）为间隔设置的两根且连接在风罩（404）外壁上，每一根螺纹柱（409）上设有上下两个所述的螺母（410），两根螺纹柱（409）分别穿过横连接条（411）的两端并且所述横连接条（411）位于所述上下两个螺母（410）之间；所述横连接条（411）上设有横槽（413），所述杆座（412）穿过所述横槽（413），所述杆座（412）的内端是限位部（414），杆座（412）的外端是管口，在杆座（412）的侧面设有锁紧螺钉（415）；所述风罩（404）连接在矩形框（402）的内部且连接方式包括：一、风罩（404）的部分杆座（412）与对应螺纹管（406）之间通过螺纹杆（416）连接且螺纹杆（416）一端与螺纹管（406）螺接、另一端插入所述杆座（412）的管口后通过锁紧螺钉（415）锁紧；二、相邻的两个风罩（404）间通过插杆（417）连接且插杆（417）的两端分别插入两个杆座（412）的管口后通过锁紧螺钉（415）锁紧；

所述的底座（301）和底板（401）之间有间隙，所述盖板（303）、抽风架（4）和相邻电气柜（1）之间有间隙；所有配电室（101）内的温度探头（103）信号都输入至一控制器（418），该控制器（418）控制所述风扇（307）的电机（310）工作。

2.根据权利要求1所述的电气柜散热排列单元，其特征是还包括位于每一个风罩（404）端面上的软质密封圈（6），该软质密封圈（6）与电气柜（1）相接触。

3.一种电气柜散热排列控制方法，其采用权利要求1所述电气柜散热排列单元，其特征在于由控制器（418）控制风扇（307）的电机（310）工作；

在平时，每隔一段时间TA风扇（307）工作一次，工作方式为电机（310）倒转往内吹风同时出风阀打开，从风腔（302）顶部吸入的空气从风腔（302）下部的出风管（306）处排出，使积累在两个电气柜（1）之间的热空气流动起来并排出；

当某个配电室（101）温度高于TL时，与该配电室（101）所对应的风罩（404）相通的风阀A打开，风阀B关闭，同时出风阀关闭，风扇（307）的电机（310）正转向外抽风，该配电室（101）内的热空气经风罩（404）、风阀A及其所在抽风管（305）、风腔（302）后被风扇（307）抽出，外部空气从对应的进风口（102）补入该配电室（101）以降温；

当某个配电室（101）温度高于TH时，该配电室（101）所对应的风罩（404）的风阀B也打开，该配电室（101）内的热空气经风罩（404）、风阀A、风阀B及它们所在抽风管（305）、风腔（302）后被风扇（307）抽出，外部空气从对应的进风口（102）补入该配电室（101）以降温，其中TH大于TL。

4.根据权利要求3所述的电气柜散热排列控制方法，其特征在于：风扇（307）正转时的转速VC的控制如下：VC= P*VM，P=（NA+NB）/NZ 或者P=（NA+2NB）/（NZ+NB）；其中：VM为风扇（307）的最大转速，NA为打开的风阀A的数量，NB为打开的风阀B的数量，NZ为风阀A和风阀B的总数。