CN108574221A - 预制舱变电站及其散热方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制舱变电站及其散热方法，预制舱变电站包括预制舱，所述预制舱朝阳的侧壁上设置有散热通风组件，所述散热通风组件包括风道和集热板，所述风道的正面为透明板，所述风道的上部设置有出风口和第一通风口，所述风道的下部设置有进风口和第二通风口，所述第一通风口和所述第二通风口分别连通所述预制舱，所述预制舱上还设置有辅助风口，所述出风口、所述进风口、所述第一通风口、所述第二通风口和所述辅助风口分别设置有电控风阀，所述集热板位于所述风道中；所述预制舱中设置有与多个所述电控风阀联动的温控器。实现降低预制舱变电站的安装成本和运行能耗，并提高散热性能。

Description

预制舱变电站及其散热方法

技术领域

本发明涉及变电站技术领域，尤其涉及一种预制舱变电站及其散热方法。

背景技术

目前，随着城市用地日益紧张，结构紧凑体积小的预制舱变电站被广泛使用。预制舱一般采用在支撑框架上拼接钢板而成，而预制舱变电站中的电气设备被集中放置在预制舱中，预制舱内的温度对电气设备的运行有很大的影响。中国专利号201511010966.4公开了一种预制舱式变电站及散热控制方法，通过在预制舱的底部地基中形成贯通风道，利用高度差以及地基与外界温度差来实现散热。但是，在地基中挖掘贯通风道将费时费力，导致安装成本增加，并且，受限于地基贯通风道的深度影响，散热能力有限，还需要配置暖通设备进行辅助散热或加热。如何设计一种安装成本低且散热性能好的预制舱变电站技术是本发明所要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种预制舱变电站及其散热方法，实现降低预制舱变电站的安装成本和运行能耗，并提高散热性能。

本发明提供的技术方案是，一种预制舱变电站，包括预制舱，所述预制舱朝阳的侧壁上设置有散热通风组件，所述散热通风组件包括风道和集热板，所述风道的正面为透明板，所述风道的上部设置有出风口和第一通风口，所述风道的下部设置有进风口和第二通风口，所述第一通风口和所述第二通风口分别连通所述预制舱，所述预制舱上还设置有辅助风口，所述出风口、所述进风口、所述第一通风口、所述第二通风口和所述辅助风口分别设置有电控风阀，所述集热板位于所述风道中；所述预制舱中设置有与多个所述电控风阀联动的温控器。

进一步的，所述风道的背部和两侧部设置有保温层，所述透明板为中空保温玻璃板。

进一步的，所述出风口和所述进风口上分别设置有防雨罩。

进一步的，所述集热板为太阳能电池板，所述预制舱中还设置有用于存储所述太阳能电池板所产生的电能的蓄电池。

进一步的，所述预制舱还设置有用于利用所述蓄电池的电能进行加热的电加热器；和/或，所述预制舱还设置有用于利用所述蓄电池的电能进行运转的风机，所述风机设置在所述辅助风口上。

进一步的，所述预制舱包括框架以及设置在所述框架上的复合壁板；所述复合壁板包括外蒙皮、内蒙皮和保温芯板，所述保温芯板的四周设置有边框，所述保温芯板和所述边框设置在所述外蒙皮和所述内蒙皮之间。

进一步的，所述边框上设置有外扣盖。

进一步的，所述外蒙皮和所述内蒙皮的边缘设置为倒角结构，所述外扣盖的两侧部对应遮盖住所述倒角结构。

进一步的，所述边框的两侧设置有翻边结构，所述边框通过所述翻边结构包裹住所述保温芯板的四周；所述内蒙皮和对应的所述翻边结构上分别设置有同轴设置的避让孔，两个同轴设置的避让孔中设置有螺母。

本发明还提供一种上述预制舱变电站的散热方法，包括：

当温控器检测到预制舱内的温度值低于设定值T0时，则开启第一通风口和第二通风口上的电控风阀，并关闭出风口、进风口和辅助风口的电控风阀；

当温控器检测到预制舱内的温度值高于设定值T0时，则开启第二通风口、出风口和辅助风口上的电控风阀，并关闭第一通风口和进风口的电控风阀；

当温控器检测到预制舱内的温度值等于设定值T0时，则开启进风口和出风口上的电控风阀，并关闭第一通风口、第二通风口和辅助风口和的电控风阀。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：通过在预制舱上配置散热通风组件，散热通风组件的风道内的集热板能够加热风道内的空气，利用热气上流的原理，风道内流出的空气将带动预制舱内的空气继续流入到风道中，根据预制舱内的温度情况，可以实现利用风道对预制舱内的空气进行加热，或者，利用风道实现预制舱内形成负压以使得外界冷空气进入到预制舱内进行降温，实现减少暖通设备的配备，同时降低了预制舱暖通能耗费用及日后的设备售后维护费用，降低了预制舱变电站的安装成本并提高了散热性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明预制舱变电站实施例的结构示意图；

图2为图1中A-A向剖视图；

图3为本发明预制舱变电站实施例中预制舱的局部剖视图；

图4为本发明预制舱变电站实施例中复合壁板的结构示意图；

图5为图4中B-B向剖视图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图5所示，本实施例预制舱变电站，包括预制舱1，预制舱1中用于安装各种电气设备，其中电气设备的具体配置方式在此不作限制。其中，为了满足调节预制舱1内部温度的要求，所述预制舱1朝阳的侧壁上设置有一体结构的散热通风组件2，所述散热通风组件2包括风道21和集热板22，所述风道21的正面为透明板210，所述风道21的上部设置有出风口211和第一通风口213，所述风道21的下部设置有进风口212和第二通风口214，所述第一通风口213和所述第二通风口214分别连通所述预制舱1，所述预制舱1上还设置有辅助风口101，所述出风口211、所述进风口212、所述第一通风口213、所述第二通风口214和所述辅助风口101分别设置有电控风阀，所述集热板22位于所述风道21中；所述预制舱1中设置有与多个所述电控风阀联动的温控器。具体而言，预制舱1的侧壁上形成有一体结构的散热通风组件2，散热通风组件2中的风道21形成在预制舱1的朝阳方向的侧壁上，并且，风道21的朝阳面采用透明板210。而在实际使用过程中，在阳光充足的情况下，利用风道21中的集热板22吸收太阳光能量发热以加热风道21内的空气，这样，利用热空气上升的原理，便可以对预制舱1内的温度进行调节，具体的，根据预制舱1内温控器检测到的温度信号，当温控器检测到预制舱1内的温度值低于设定值T0时，则开启第一通风口213和第二通风口214上的电控风阀，并关闭出风口211、进风口212和辅助风口101的电控风阀，此时，由于预制舱1内的温度低于设定值，预制舱1的内部空间与风道21之间形成风循环流路，预制舱1内的空气从第二通风口214进入到风道21中，风道21中的空气从第一通风口213进入到预制舱1内，这样，可以通过集热板22对从预制舱1流入到风道21内的空气进行加热，预制舱1的内部空间通过风道21进行内循环，以提高预制舱1内的温度；而当温控器检测到预制舱1内的温度值高于设定值T0时，则开启第二通风口214、出风口211和辅助风口101上的电控风阀，并关闭第一通风口213和进风口212的电控风阀，此时，由于预制舱1内的温度高于设定值，则需要向预制舱1内引入外界冷空气，外界冷空气从辅助风口101进入到预制舱1内，而预制舱1内的空气从第二通风口214进入到风道21中被集热板22加热后从出风口211排出，风道21中的空气被集热板22加热后从出风口211排出，这使得预制舱1内的空气被吸入到风道21中，导致预制舱1形成负压，外界的冷空气便从辅助风口101进入到预制舱1内实现自动对预制舱1内部进行散热降温；而当温控器检测到预制舱1内的温度值等于设定值T0时，则开启进风口212和出风口211上的电控风阀，并关闭第一通风口213、第二通风口214和辅助风口101和的电控风阀，具体的，在预制舱1内的温度满足设定值要求时，则通过打开进风口212和出风口211，实现风道21与外界自动进行风循环，而不影响预制舱1内的温度。

进一步的，所述风道21的背部和两侧部设置有保温层（未图示），所述透明板210为中空保温玻璃板。具体的，风道21采用保温结构设计，可以确保风道21内的空气被集热板22快速加热形成更强的流动气流，以提高空气流动效率。其中，所述出风口211和所述进风口212上分别设置有防雨罩，以避免雨天雨水进入到风道21中对集热板22造成损坏。优选的，为了更有效的提高太阳能利用率降低运行能耗，集热板22为太阳能电池板，所述预制舱1中还设置有用于存储所述太阳能电池板所产生的电能的蓄电池，具体的，集热板22采用太阳能电池板，一方面能够起到加热风道21内空气的作用，另一方面还能够利用太阳能进行发电，产生的电能存储在蓄电池中供相关电控风阀使用；而为了更加高效的调节预制舱1内的温度，预制舱1还设置有用于利用所述蓄电池的电能进行加热的电加热器；和/或，所述预制舱1还设置有用于利用所述蓄电池的电能进行运转的风机，所述风机设置在所述辅助风口101上，具体的，在外界高温或低温的情况下，仅利用风道21进行循环风流动，在调温过程中所耗费的时间较长，并且，在夜晚风道21的调温作用将下降，此时，通过蓄电池给电加热器或风机进行供电，便可以进行进一步的调节预制舱1内的温度，具体调节过程为：当温控器检测到预制舱1内的温度值低于设定值T0时，风机断电，电加热器通电进行加热，通过电加热器辅助加热预制舱1内的空气，以快速升温；而当温控器检测到预制舱1内的温度值高于设定值T0时，电加热器断电，风机通电运行，开启第二通风口、出风口211和辅助风口101上的电控风阀，并关闭第一通风口和进风口212的电控风阀，风机能够加外界空气与预制舱1内的空气的交换速度，以实现快速降温；当温控器检测到预制舱内的温度值等于设定值T0时，电加热器和风机断电。

更进一步的，为了有效的满足夜晚对预制舱1内温度的调节，预制舱1内配置有相变蓄热器3，具体的，相变蓄热器3中的相变材料能够根据需要自动进行吸热或放热，相变蓄热器3采用的相变材料发生相变的温度值也设定为T0，这样，当温控器检测到预制舱1内的温度值低于设定值T0时，相变蓄热器3放热，以提高预制舱1内的温度；当温控器检测到预制舱1内的温度值高于设定值T0时，相变蓄热器3吸热，以降低预制舱1内的温度；当温控器检测到预制舱1内的温度值等于设定值T0时，相变蓄热器3维持现状。其中，相变蓄热器3的内部填充相变材料，而为了增大热交换面积，相变蓄热器3的表面设置有若干散热片，散热片能够提高相变蓄热器3与预制舱1内的空气进行热交换的面积，以提高温度的调节效率。另外，相变蓄热器3可以采用悬挂的方式安装在预制舱1的内壁上。

通过在预制舱上配置散热通风组件，散热通风组件的风道内的集热板能够加热风道内的空气，利用热气上流的原理，风道内流出的空气将带动预制舱内的空气继续流入到风道中，根据预制舱内的温度情况，可以实现利用风道对预制舱内的空气进行加热，或者，利用风道实现预制舱内形成负压以使得外界冷空气进入到预制舱内进行降温，实现减少暖通设备的配备，同时降低了预制舱暖通能耗费用及日后的设备售后维护费用，降低了预制舱变电站的安装成本并提高了散热性能。

基于上述技术方案，可选的，本实施例预制舱变电站还针对预制舱1的壁板进行了改进，具体的，预制舱1包括框架11以及设置在所述框架11上的复合壁板12；所述复合壁板12包括外蒙皮121、内蒙皮122和保温芯板123，所述保温芯板123的四周设置有边框124，所述保温芯板123和所述边框124设置在所述外蒙皮121和所述内蒙皮122之间。具体的，外蒙皮121和内蒙皮122均采用非金属板材支撑，例如：外蒙皮121和内蒙皮122为玻璃钢板或碳纤维板，以确保外蒙皮121和内蒙皮122具有足够的结构强度并保持较低的导热系数，同时，由于不采用金属板材而采用耐腐蚀的非金属板材制成蒙皮，前期加工无需进行喷漆，后期也实现免防腐维护，有效的根治了预制舱1用壁板的防腐难题，使其可以运用在各种恶劣环境下不生锈，同时由于材质的变更，有效降低了壁板的重量，提高了壁板的生产、转运、安装的效率，同时大大降低了预制舱1的运输、吊装、现场基建的费用；而保温芯板123具有较好的保温性能，保温芯板123被外蒙皮121和内蒙皮122前后遮盖住，以确保复合壁板12的使用可靠性。其中，所述边框124上设置有外扣盖125，具体的，外扣盖125卡装在所述边框124上，所述边框124上设置有卡槽（未标记），所述外扣盖125上设置有卡爪（未标记），所述卡爪卡在对应的所述卡槽中以实现将外口盖125卡装到边框124上完成组装，优选的，为了提高复合壁板12使用可靠性，外蒙皮121和所述内蒙皮122的边缘设置为倒角结构，所述外扣盖125的两侧部对应遮盖住所述倒角结构，具体的，外扣盖125的两侧形成弯曲结构以贴合蒙皮边缘的倒角结构，外扣盖125将蒙皮的倒角结构压在内侧，防止蒙皮发生翘角的现象。另外，边框124的两侧设置有翻边结构1241，所述边框124通过所述翻边结构1241包裹住所述保温芯板123的四周；所述内蒙皮122和对应的所述翻边结构1241上分别设置有同轴设置的避让孔（未标记），两个同轴设置的避让孔中设置有螺母127，具体的，在将复合壁板12安装到框架11上时，通过螺栓穿过框架11连接螺母127，以实现复合壁板12与框架11之间的连接，优选的，为了实现外侧无螺栓连接，并方便后期进行维修，复合壁板12的螺栓111从预制舱1的内侧进行安装，框架11的内侧还设置有可拆卸的装饰板13，装饰板13通过自攻螺丝14也从预制舱1的内侧安装到框架1上，同样的，装饰板13遮盖住螺栓111，当后期需要进行维修更换复合壁板12时，则拆卸对应位置处装饰板13，便可以从预制舱1内部将复合壁板12拆卸，然后，从外侧更换新的复合壁板12，再从预制舱1的内部固定新更换的复合壁板12。进一步的，为了进一步的提高隔热能力，减少复合壁板12与框架11之间形成热桥，所述外扣盖125上设置有插槽，所述插槽中设置有密封毛条126，具体的，所述密封毛条126位于所述复合壁板12与所述框架11之间的缝隙中，密封毛条126一方面能够密封复合壁板12与所述框架11之间的缝隙，另一方面可以有效的隔绝复合壁板12与框架11之间进行传热；而复合壁板12的内侧边缘与框架11之间还设置有密封条15，密封条15一方面可以起到密封连接复合壁板12与框架11，另一方面可以有效的阻断在复合壁板12的内侧与所述框架11之间形成热桥。而针对上述复合壁板12的具体组装方法为：在保温芯板123的周边安装边框124，然后，保温芯板123的前后表面以及翻边结构1241上分别涂胶，将外蒙皮121和内蒙皮122对应粘结在保温芯板123的前后表面上，再将外扣盖125卡装到边框124上，便可以完成复合壁板12的组装，复合壁板12采用胶粘和卡接的方式组装而成，提高了组装效率。

通过采用蒙皮配合保温芯板的方式作为复合壁板安装在框架上形成预制舱，蒙皮采用非金属材料制成，在加工过程中无需进行喷漆防腐处理，同时，也大大降低了预制舱防腐后期的运维成本，提高了预制舱的防护等级，降低了制造成本；并且，蒙皮之间的保温芯板又具有良好的保温性能，使得预制舱的隔温效果更佳，确保内部电气设备平稳运行。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种预制舱变电站，包括预制舱，其特征在于，所述预制舱朝阳的侧壁上设置有散热通风组件，所述散热通风组件包括风道和集热板，所述风道的正面为透明板，所述风道的上部设置有出风口和第一通风口，所述风道的下部设置有进风口和第二通风口，所述第一通风口和所述第二通风口分别连通所述预制舱，所述预制舱上还设置有辅助风口，所述出风口、所述进风口、所述第一通风口、所述第二通风口和所述辅助风口分别设置有电控风阀，所述集热板位于所述风道中；所述预制舱中设置有与多个所述电控风阀联动的温控器。

2.根据权利要求1所述的预制舱变电站，其特征在于，所述风道的背部和两侧部设置有保温层，所述透明板为中空保温玻璃板。

3.根据权利要求1所述的预制舱变电站，其特征在于，所述出风口和所述进风口上分别设置有防雨罩。

4.根据权利要求1-3任一所述的预制舱变电站，其特征在于，所述集热板为太阳能电池板，所述预制舱中还设置有用于存储所述太阳能电池板所产生的电能的蓄电池。

5.根据权利要求4所述的预制舱变电站，其特征在于，所述预制舱还设置有用于利用所述蓄电池的电能进行加热的电加热器；和/或，所述预制舱还设置有用于利用所述蓄电池的电能进行运转的风机，所述风机设置在所述辅助风口上。

6.根据权利要求1所述的预制舱变电站，其特征在于，所述预制舱包括框架以及设置在所述框架上的复合壁板；所述复合壁板包括外蒙皮、内蒙皮和保温芯板，所述保温芯板的四周设置有边框，所述保温芯板和所述边框设置在所述外蒙皮和所述内蒙皮之间。

7.根据权利要求6所述的预制舱变电站，其特征在于，所述边框上设置有外扣盖。

8.根据权利要求6所述的预制舱变电站，其特征在于，所述外蒙皮和所述内蒙皮的边缘设置为倒角结构，所述外扣盖的两侧部对应遮盖住所述倒角结构。

9.根据权利要求6所述的预制舱变电站，其特征在于，所述边框的两侧设置有翻边结构，所述边框通过所述翻边结构包裹住所述保温芯板的四周；所述内蒙皮和对应的所述翻边结构上分别设置有同轴设置的避让孔，两个同轴设置的避让孔中设置有螺母。

10.一种如权利要求1-9任一所述的预制舱变电站的散热方法，其特征在于，包括：

当温控器检测到预制舱内的温度值低于设定值T0时，则开启第一通风口和第二通风口上的电控风阀，并关闭出风口、进风口和辅助风口的电控风阀；

当温控器检测到预制舱内的温度值高于设定值T0时，则开启第二通风口、出风口和辅助风口上的电控风阀，并关闭第一通风口和进风口的电控风阀；

当温控器检测到预制舱内的温度值等于设定值T0时，则开启进风口和出风口上的电控风阀，并关闭第一通风口、第二通风口和辅助风口和的电控风阀。