CN107295785A - 一种基于并联风道的多机箱电气柜自然冷却风道结构 - Google Patents

Abstract

一种基于并联风道的多机箱电气柜自然冷却风道结构，包括从上往下交替布置在电气柜内的控制插箱、风道插箱，控制插箱、风道插箱两侧分别布置有热风风道、冷风风道，所述风道插箱前、后以及上、下表面为网状散热孔结构，风道插箱内横向由绝缘隔热挡板分为两部分，控制机箱的上、下表面为网状散热孔结构，由绝缘隔热挡板将多个控制机箱的冷却风道隔成独立部分，自然冷风经进风口、冷风风道进入各个控制机箱的冷却风道冷却后，从热风风道流出。本发明提供的一种基于并联风道的多机箱电气柜自然冷却风道结构，通过设置带绝缘隔热挡板的风道插箱，将各个机箱的自然冷却独立设计，各自自然冷却，互不影响，使制器机箱可靠运行。

Description

一种基于并联风道的多机箱电气柜自然冷却风道结构

技术领域

本发明涉及一种基于并联风道的多机箱电气柜自然冷却风道结构设计，涉及电气柜散热冷却领域。

背景技术

电气柜总是由各种各样的控制设备组成，其布置方式也是多种多样，其中应用较为广泛的是采用多个控制机箱集成或者冗余控制，机箱之间上下布置。电气柜前门一般安装玻璃门，便于观察和操作，也很美观。控制插箱在运行中热量损耗较大，若散热不好，长期处于高温环境中运行，控制插箱中的电子元器件将受到损坏。因此，电气柜设计时必须考虑冷却措施。

电气柜最常见的冷却方式，一般采用自然冷却方式，柜后一般安装金属门并在下部设置进风口，盘顶安装出风口。多个控制机箱上下布置形成串联的冷却风道，即盘外冷风经进风口进入盘柜，进入下层机箱，再进入上层机箱，最后经盘顶出风口将热风最终排出，完全利用空气对流冷却。

由于采用自然冷却，风速非常低，于是下面的控制器产生的热量已经使温度上升明显，较大增加了上层控制器的环境温度。经过多个控制器的不断加热升温，大大降低了上一级控制器的运行温度范围和整个电气柜的冷却效率以及使用寿命。

如果采用强迫风冷，由于风速高，即便采用上下布置的串联风道，下面的控制器产生的热量只能使温度上升很小，对上层控制器的环境温度只能造成很小的影响。故采用强迫风冷却的多机箱电气柜，对电气柜的冷却效率和使用寿命影响不大。但是，强迫风冷，会把盘柜外面的灰尘吸到盘内，过多的灰尘影响控制器元件故障，并且故障率很高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于并联风道的多机箱电气柜自然冷却风道结构，能够给每个控制插箱提供独立的冷却风道，让各个控制器在良好的散热环境中长期稳定运行。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于并联风道的多机箱电气柜自然冷却风道结构，包括从上往下交替布置在电气柜内的控制插箱、风道插箱，控制插箱、风道插箱两侧分别布置有热风风道、冷风风道，所述风道插箱前、后以及上、下表面为网状散热孔结构，风道插箱内横向由绝缘隔热挡板分为两部分，控制机箱的上、下表面为网状散热孔结构， 由绝缘隔热挡板将多个控制机箱的冷却风道隔成独立部分，自然冷风经进风口、冷风风道进入各个控制机箱的冷却风道冷却后，从热风风道流出。

所述绝缘隔热挡板横向倾斜布置，每个控制插箱采用下部进风、上部出风的方式自然散热。

本发明一种基于并联风道的多机箱电气柜自然冷却风道结构，电气柜前门封闭，后门安装滤网进风口。控制插箱与风道插箱由上而下依次间隔布置，通过控制插箱上、下布置的带绝缘隔热挡板的风道插箱形成各自独立的风道，自然冷风由电气柜的后门进入电气柜，并通过隔离风道插箱的进风口分别进入每个控制插箱内，每个控制插箱采用下部进风、上部出风的方式自然散热，热风从柜前公共热风风道流出，柜前的热风由下向上经柜顶的出风口送至柜子外部。

通过科学布置控制插箱与风道安装位置，将电气柜的每个控制插箱的风道分为独立的自然冷却风道，并与热风风道、冷风风道形成并联风道系统，既保证控制插箱中的元器件在正常工作时充分散热，又防止各控制插箱运行中相互影响，充分利用自然对流换热，增加电子元器件寿命，有利于调节柜长期稳定运行时间。

另外热风风道、冷风风道得到利用，使整个冷却系统空气流通更合理，散热性能更强更有效。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的左视图（包括前门和后门）。

图3为本发明的后视图（无后门）。

图4为未改造前的主视图。

图5为未改造前的左视图（风流通原理）。

图中：电气柜1，通风网格2，控制插箱3，风道插箱4，绝缘隔热挡板5，隔离风道插箱的进风口6，电气柜出风口7，密封挡板8，热风风道9，冷风风道10，电气柜前门11，带滤网进风口12，盘眉13，盖板14，控制机箱15。

具体实施方式

如图4-5所示，传统的、基于串联风道的多机箱电气柜冷却风道结构原理图，下面进行具体说明。

1为电气柜，2为装饰板，上面可以布置仪表和操作器件，3为控制插箱，一个电气柜可配置多个。4也是装饰，也可以布置仪表和操作器件。控制插箱与风道插箱的上、下表面均带散热孔，是自然冷却的通道。7为电气柜出风口，8为密封挡板，11为电气柜前门（一般为玻璃门），12为带滤网进风口的电气柜后门。缺少图1中的绝缘隔热挡板5和隔离风道插箱的进风口6，且9和10一般为通风死区。13是盘柜的盘眉，14是盘柜盖板。

正常运行时，电气柜前门11封闭，冷空气由电气柜后门12进入柜内，再进入机箱最下层，经机箱控制元器件加热升温，然后进行上级机箱继续加热升温，热空气由电气柜出风口7和盘顶盖板14流出电气柜。由于采用串联风道，冷风经过一级又一级的机箱加热，不断提高上层机箱的环境温度，造成上层机箱的自然冷却设计失败。为了改变这种状况，可以采用增设排风机措施，使得原来的自然冷却变为了强迫风冷，造成控制机箱的灰尘过多，故障率大幅上升。

如图1-3所示，改进后的基于并联风道的多机箱电气柜自然冷却风道结构原理图，下面进行具体说明。

1为电气柜，2为通风网格板，上面可以布置仪表和操作器件，3为控制插箱，一个电气柜可配置多个。4为风道插箱，也可以布置仪表和操作器件。控制插箱与风道插箱的上、下表面均带散热孔，是自然冷却的通道。电气柜中安装多个控制插箱和多个风道插箱，风道插箱与控制插箱由下而上依次交替安装。7为电气柜出风口，8为密封挡板，11为电气柜前门（一般为玻璃门），12为带滤网进风口的电气柜后门。5为绝缘隔热挡板，6为隔离风道插箱的进风口， 9为热风通道，10为冷风通道。13是盘柜的盘眉，14是盘柜盖板，由四根立柱固定，四周通风散热。

正常运行时，电气柜前门11封闭，冷空气由电气柜后门12进入柜内冷风通道10，冷风通道10的顶部为密封挡板8，热空气由电气柜出风口7和盘顶盖板14流出电气柜。多个控制插箱3内的控制机箱15在运行中产生热量，使控制插箱3的空气温度上升，空气温度升高以后，根据空气自热对流原理，冷空气由风道插箱的进风口6进入，热空气上升由风道插箱4的前面板滤网流入热风通道9，热空气在热风通道9中由下而上，一部分由电气柜柜顶出风口7的前部直接排出，一部分经电气柜上方的网格板2由电气柜出风口7和盘顶盖板14排出。通过绝缘隔热挡板5，形成并联风道，每个控制插箱构成一个独立的冷却风道，每个控制插箱的冷却风道相互独立，互不干扰。

由于绝缘隔热挡板5倾斜设置，这样一方面不妨碍进风，保证进风口最大，另一方面可使风迂回冷却设备，保证冷却效果。

Claims (2)

1.一种基于并联风道的多机箱电气柜自然冷却风道结构，其特征在于：包括从上往下交替布置在电气柜（1）内的控制插箱（3）、风道插箱（4），控制插箱（3）、风道插箱（4）两侧分别布置有热风风道（9）、冷风风道（10），所述风道插箱（4）前、后以及上、下表面为网状散热孔结构，风道插箱（4）内横向由绝缘隔热挡板（5）分为两部分，控制机箱（15）的上、下表面为网状散热孔结构， 由绝缘隔热挡板（5）将多个控制机箱（15）的冷却风道隔成独立部分，自然冷风经进风口（12）、冷风风道（10）进入各个控制机箱（15）的冷却风道冷却后，从热风风道（9）流出。

2.根据权利要求1所述的一种基于并联风道的多机箱电气柜自然冷却风道结构，其特征在于：所述绝缘隔热挡板（5）横向倾斜布置，每个控制插箱（3）采用下部进风、上部出风的方式自然散热。