CN107911008A - 变频器的自备水循环散热系统和电气室的降温方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了变频器的自备水循环散热系统和电气室的降温方法，用于配电柜及电气室降温，包括位于电气室内的变频柜和位于电气室室外的水冷换热器，所述变频柜顶部的热风出口通过密封的引风管连接水冷换热器的热风入口，水冷换热器的冷风出口通过封闭的管路通向电气室内，在热风出口与热风入口之间设有通向室外的应急出风口，所述水冷换热器外接冷却塔并与冷却塔构成水循环系统。本发明保证了洁净的室内环境，有效避免了外部粉尘对变频器运行的影响，即使水冷换热器故障也能够排出热量，保障了系统的安全。
Description
技术领域
本发明涉及配电柜及电气室降温领域，特别是涉及一种变频器的自备水循环散热系统和电气室的降温方法。
背景技术
电气室内低压变频器运行过程中，设备内部带出来的热量不排出室内或耗散，热量就会在室内聚集造成室温升高。变频器吸入粉尘导致电路板绝缘降低、粉尘附着进风滤网上堵塞降低冷却进风量，影响发热体散热，是变频器内温度升高，影响变频器安全运行、增加设备故障率，影响设备使用寿命。
而高压变频器运行过程中，要产生3～4％的热量损耗。根据行业相关机构对高压变频设备安全的评估报告中显示：在设备故障原因的调查分析中，80％是由于设备运行环境因素所致，其中温度原因占55％、湿度25％、粉尘影响12％、振动和电磁噪声13％；因此变频器周围不能液体、粉尘、油雾、腐蚀性/易燃/爆炸性气体及近距离强震动。粉尘被吸入变频器内电路板上堆积导致绝缘降低、油雾附着在变频器进风滤网上导致滤网堵塞降低冷却进风量，影响发热体散热，使变频器内温度升高。变频单元内电容、电阻等发热器件的高温，都有可能引发着火，发展为火灾或爆炸事故
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种变频器的自备水循环散热系统，其能够提高产品的寿命。
本发明所采用的技术方案是：
一种变频器的自备水循环散热系统，包括位于电气室内的变频柜和位于电气室室外的水冷换热器，所述变频柜顶部的热风出口通过密封的引风管连接水冷换热器的热风入口，水冷换热器的冷风出口通向电气室内，在热风出口与热风入口之间设有通向室外的应急出风口，所述水冷换热器与冷却塔构成水循环系统。
作为本发明的进一步改进，所述水冷换热器包括散热装置和增压风机，增压风机位于散热装置的上风向从而形成热风入口，散热装置的出口形成冷风出口，散热装置与冷却塔连接成水循环系统。
作为本发明的进一步改进，所述冷风出口设有挡水部件。
作为本发明的进一步改进，所述挡水部件呈进风侧高、出风侧低的百叶状。
作为本发明的进一步改进，所述散热装置的底部设有接水盘，所述接水盘延伸至挡水部件下方。
作为本发明的进一步改进，连接水冷换热器与冷却塔的回水管、进水管上均设有测温部件、测压部件。
作为本发明的进一步改进，所述回水管与进水管之间连通设有冲洗管，冲洗管上设有冲洗阀。
本发明还公开了一种电气室的降温方法，使用了上述的散热系统，其采用的技术方案是：
一种电气室的降温方法，将变频柜顶部排气口的热风全部引入室外的水冷换热器中，利用冷水与热风中的热量进行热交换从而对实现热风降温，之后将降温后的冷风送回电气室，升温的水由冷却塔循环冷却。
作为本发明的进一步改进，当水冷换热器故障时，热风从应急出风口排出。
作为本发明的进一步改进，系统的进风量大于热风出口的出风量，使得整个电气室处于微正压，外界粉尘无法进入电气室内。
本发明的有益效果是：本发明将变频柜内部带出来热风引至水冷换热器进行热交换，然后降冷却降温后的冷风引回电气室，形成室内密闭热风—冷风降温循环，同时保证了洁净的室内环境，有效避免了外部粉尘对变频器运行的影响，另外降温用的水利用冷却塔循环冷却，合理地利用了水资源，不造成浪费，同时系统设置了应急出风口，即使水冷换热器故障也能够排出热量，保障了系统的安全。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明的原理图；
图2是本发明的管路示意图；
图3是水冷换热器的接管示意图；
图4是水冷换热器的侧向示意图。
具体实施方式
如图1所示的变频器的自备水循环散热系统，包括位于电气室1内的变频柜2和位于电气室1室外的水冷换热器。变频柜2顶部为热风出口21并可以配有并未图示的排气扇。所述的热风出口21通过密封的引风管3连接水冷换热器的热风入口。水冷换热器具有冷风出口，该冷风出口通过封闭的管路通向电气室1内。所述的封闭的管路，不一定是管道，也可以是冷风出口直接开在电气室1的墙壁上，那么，墙壁厚度这一部分也可以被认为是封闭的管路。
水冷换热器是利用温度较低的水与热风进行直接或间接的热交换对热风散热，为此，水冷换热器需要通入冷却用水。实施例中冷却用水的供应是利用冷却塔5，即水冷换热器外接冷却塔5并与冷却塔5构成水循环系统，冷却后的水升温之后，流至冷却塔，由冷却塔冷却之后循环利用。
实施例中的系统还具有应急出风口4，该应急出风口4设置在热风出口21与热风入口之间。当水冷换热器故障之后而无法对热风进行冷却，应急出风口4上的应急阀门开启，热风排出系统外部，因此保障了变频柜的散热，以及整个系统的安全。
进一步优选的，水冷换热器包括散热装置6和增压风机7。增压风机7位于散热装置6的上风向从而增压风机7的入口形成热风入口，增压风机7抽入的热风输入至散热装置6中，并在散热装置6内进行热交换，散热装置6的出口形成冷风出口。同时参考图2，散热装置6接有回水管10和进水管11，回水管10、进水管11与冷却塔5连接成水循环系统。
进一步优选的，在冷风出口处设有挡水部件8。所述挡水部件8的作用在于阻隔水汽，防止水汽从散热装置6内部吹向电气室1内。挡水部件8通过物理阻隔以及冷凝的方式阻挡气流中的水，但是风可以通过。
具体来说，参考图4，挡水部件8可以呈百叶状，即由高至低设置若干百叶片81，这些百叶片81进风侧高、出风侧低，气流通过时，水份被百叶片81阻隔并在百叶片81中冷凝之后随着百叶片81的斜面向下流，而风则从百叶片81之间的间隙直接流过。
进一步优选的，散热装置6的底部设有接水盘9，当散热装置6漏水或有积水时，可以直接落入接水盘9后排向室外。所述的接水盘9还延伸至挡水部件8下方，同时收集挡水部件8阻挡的水份。
进一步优选的，参考图2和图3，冷却塔5的回水管10、进水管11上均设有测温部件、测压部件，用以对系统的水温进行监测，并据此对水温进行控制，保证系统的稳定运行。进水管11上均设有温度传感器和压力传感器，在将压力、温度信息在控制箱上显示的同时，同时能将4～20mA信号上传至控制室。
如图2所示，电气室1内可以有多台变频柜2，每台变频柜可配置单台或多台散热装置。全部散热装置与冷却塔进行冷却循环，两套冷却塔一用一备，保证系统可靠运行，每套冷却塔的出口管道设置过滤器51、泵52和单向阀53后输送至每台散热装置。
进一步优选的，参考图3，回水管10上设有回水阀102，进水管11上设有进水阀116，在回水管10与进水管11之间连通设有冲洗管12，同时冲洗管12位于进水阀与回水阀之间，冲洗管12上设有冲洗阀13。冲洗管12可用作系统的定期反冲洗或者正冲洗用，保持管路中的畅通。在进水管11上还外接有排污管117，回水管10上外接有排气管103，而散热装置6上还外接有冷凝管61，用以排出冷凝水。
上述散热系统用于直接对一个或多个的变频柜以及整个电气室进行散热降温，其具体如下：
将变频柜2顶部排气口的热风通过密封的引风管3全部引入室外的水冷换热器中，利用气体与水进行热交换对热风降温，之后将降温后的冷风送回电气室1，升温的水由冷却塔循环冷却。
而在上述的散热过程中，若水冷换热器故障时，热风从应急出风口4排出。
在上述的散热过程中，系统设计的风量大于电气室的排风量，进风量大于热风出口21的出风量；同时用户可以调节热风入口的进风量，具体是调整增压风机7的转速和风量，使得抽风量略大于变频柜2热风出口21排气扇的风量；通过这些措施，在保证电气室内全密封的情况并保持微正压，使外界粉尘无法进入室内，保证了电气室的洁净度。
以上所述只是本发明优选的实施方式，其并不构成对本发明保护范围的限制。
Claims (10)
1.一种变频器的自备水循环散热系统，其特征在于：包括位于电气室(1)内的变频柜(2)和位于电气室(1)室外的水冷换热器，所述变频柜(2)顶部的热风出口(21)通过密封的引风管(3)连接水冷换热器的热风入口，水冷换热器的冷风出口通过换热器换热后通向电气室(1)内，在热风出口(21)与热风入口之间设有通向室外的应急出风口(4)，所述水冷换热器通过管路与冷却塔(5)形成水循环系统。
2.根据权利要求1所述的变频器的自备水循环散热系统，其特征在于：所述水冷换热器包括散热装置(6)和增压风机(7)，增压风机(7)位于散热装置(6)的上风向从而形成热风入口，散热装置(6)的出口形成冷风出口，散热装置(6)与冷却塔(5)连接成水循环系统。
3.根据权利要求2所述的变频器的自备水循环散热系统，其特征在于：所述冷风出口设有挡水部件(8)。
4.根据权利要求3所述的变频器的自备水循环散热系统，其特征在于：所述挡水部件(8)呈进风侧高、出风侧低的百叶状。
5.根据权利要求2所述的变频器的自备水循环散热系统，其特征在于：所述散热装置(6)的底部设有接水盘(9)，所述接水盘(9)延伸至挡水部件(8)下方。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的变频器的自备水循环散热系统，其特征在于：连接水冷换热器与冷却塔(5)的回水管(10)、进水管(11)上均设有测温部件、测压部件。
7.根据权利要求6所述的变频器的自备水循环散热系统，其特征在于：所述回水管(10)与进水管(11)之间连通设有冲洗管(12)，冲洗管(12)上设有冲洗阀(13)。
8.一种电气室的降温方法，其特征在于：采用权利要求1至7中任一项所述的系统，将变频柜(2)顶部排气口的热风全部引入室外的水冷换热器中，利用冷水与热风中的热量进行热交换从而对实现热风降温，之后将降温后的冷风送回电气室(1)，升温的水由冷却塔循环冷却。
9.根据权利要求8所述的降温方法，其特征在于：当水冷换热器故障时，热风从应急出风口(4)排出。
10.根据权利要求8或9所述的降温方法，其特征在于：系统的进风量大于热风出口的出风量，使得整个电气室处于微正压，外界粉尘无法进入电气室内。
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