CN108891792A - 一种应用于小容量集装箱svg的正压散热系统及方法 - Google Patents

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刘斌斌
宋岳文
王春晨
屈谛
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    • B65D88/00Large containers
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    • B65D88/747Large containers having means for heating, cooling, aerating or other conditioning of contents dehumidifying, dewatering or draining

Abstract

本发明提供一种应用于小容量集装箱SVG的正压散热系统及方法,包括:集装箱体;集装箱体的箱壁上连接有风机和除湿机,除湿机的出风口通过第一通风管与风机输入端连接;风机的输出端与集装箱体的箱体内部相连通;应用于小容量集装箱SVG的正压散热系统相比现有的负压散热方式,可有效提高防尘、防渗水能力,保护功率柜内电力电子元器件,在降低SVG运行功耗的同时,避免集装箱内因产生凝露而引起的一次设备绝缘强度降低,进而避免发生的绝缘件表面闪络或设备故障跳闸的事故,影响设备可靠运行。

Description

一种应用于小容量集装箱SVG的正压散热系统及方法
技术领域
本发明涉及小容量集装箱散热领域,尤其涉及一种应用于小容量集装箱SVG的正压散热系统及方法。
背景技术
静止无功发生器,英文描述为:Static Var Generator,简称为SVG。又称高压动态无功补偿发生装置,或静止同步补偿器。是指由自换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。SVG是目前无功功率控制领域内的最佳方案。相对于传统的调相机、电容器电抗器、以晶闸管控制电抗器TCR为主要代表的传统SVC等方式,SVG有着无可比拟的优势。
现阶段,集装箱式SVC运行稳定性主要影响因素为潮湿环境,潮湿环境易导致电力电子器件表层凝露,造成一次设备绝缘强度降低、器件短路及采样不准确等控制系统故障,危害设备的可靠运行。为解决这个问题,各厂家提出了几种方案,有风机变频调速负压散热设计,有外循环风机加集装箱室内空调设计,有下进风防护设计,有集装箱内加装除湿机设计,事实证明上述方法都不能有效的阻止集装箱内潮湿空气形成凝露。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足,本发明提供一种应用于小容量集装箱SVG的正压散热系统,包括:集装箱体;集装箱体的箱壁上连接有风机和除湿机,除湿机的出风口通过第一通风管与风机输入端连接;风机的输出端与集装箱体的箱体内部相连通;
除湿机的进风口通过第二通风管连接过滤机构;除湿机吸入的空气,经过过滤机构过滤后进入除湿机进行除湿;
集装箱体内部设有排风口。
优选地,过滤机构包括:钢丝滤盒体,钢丝滤盒体一端设有开口,开口的侧部设有滑道,滑道上滑动连接盒盖;钢丝滤盒体内部设有过滤棉;钢丝滤盒体采用钢丝网合围而成;盒盖采用钢丝网制作,钢丝网制作的盒盖的四边部设有支撑框架。
优选地,除湿机包括:除湿转轮,除湿转轮两侧,由高度密封性能的弹性材料制成的隔板分为两个扇形区:一个扇形区为270°湿空气处理端扇形区域,另一个扇形区为90°再生空气端扇形区,除湿转轮内设有吸湿剂;除湿转轮上设有多个除湿孔;90°再生空气端扇形区内设有再生风机。
优选地,集装箱体内部设有功能柜,风腔隔板以及风腔;
风腔设置在风腔隔板的一侧,功能柜设置在风腔隔板的另一侧;
风腔隔板上设有多个风腔出风口,风腔出风口在风腔隔板上呈矩阵式排列;
风机的输出端与风腔相连通,除湿机从进风口吸入经过过滤机构过滤的空气,经过过滤的空气经过除湿机除湿后,在风机的驱动下,从风机的输出端输送至风腔内,进入风腔内的空气通过风腔出风口输送至功能柜,对功能柜进行散热。
优选地,集装箱体内部还设有控制室,
控制室与功能柜并排设置;
控制室内设有控制装置;
控制装置包括:单片机,温度传感器,湿度传感器,风机控制模块,除湿机控制模块再生风机控制模块以及多个风量感应器;
温度传感器和湿度传感器分别设置在集装箱体内部,用于感应集装箱体内部的温度和湿度,并将感应的温度和湿度传输至单片机;
风量感应器设置在第一通风管,第二通风管和集装箱体内部;用于检测风量数据,并将检测的风量数据传输至单片机;
单片机通过风机控制模块控制风机运行;
单片机通过除湿机控制模块控制除湿机运行;
单片机通过再生风机控制模块控制再生风机运行;
单片机采用ST89C51单片机。
优选地,风机采用轴流风机,进风量不低于7000m3/h,可以满足2M以下小容量散热流量需求;采用交流380V供电,该电源在SVG现场均能满足;风机控制采用变频调速,在SVG自检状态下,起用最低转速控制;在SVG投入运行时,根据发出无功容量及装置内温湿度综合判定并控制风机转速。
优选地,第一通风管和第二通风管分别采用不锈钢材质管道;
过滤棉材质为中空式的聚酯纤维生化棉。
一种应用于小容量集装箱SVG的正压散热方法,方法包括:
单片机通过温度传感器获取集装箱体内部温度数据,通过湿度传感器获取集装箱体内部湿度数据;
当集装箱体内部温度数据超出阈值,或湿度数据超出阈值,或温度数据和湿度数据均超出阈值时,
单片机通过风机控制模块控制风机启动运行,再通过除湿机控制模块控制除湿机启动运行;
当待处理的潮湿空气进入270°湿空气处理端扇形区域时,空气中的水分子被转轮内的吸湿剂吸收,干燥后的空气通过处理风机送至干空气出口处;转轮以8~10周/小时的速度旋转;除湿量不低于0.7kg/h;
过滤机构吸收外界空气,经除湿机干燥后,由风机输送至集装箱体的风腔内,在风腔内形成高气压区域,空气由风腔隔板上的多个风腔出风口排出至功能柜,对功能柜进行散热,由集装箱体排风口排出;
当功率柜内的湿度比柜外的湿度低20%RH以下时,停止除湿运行,保留风机工作,外界新鲜空气作为冷空气进入风腔;当功率柜内的湿度比柜外的湿度低5%RH以下,或高于柜外湿度时,除湿重新运行工作。
优选地,方法包括:270°湿空气处理端扇形区域的扇面吸收水分子,变成饱和状态后,将自动转到90°再生空气端扇形区,进入再生过程;在再生过程中,再生空气经过加热至110摄氏度至120摄氏度后,进入90°再生空气端扇形区,在高温状态下,除湿转轮中的水分子被脱附,散失到再生空气中;再生空气由于在脱附过程中损失了热量,自身温度降低,变成了含湿量很大的湿空气,由再生风机驱动排至室外;除湿和再生同时进行,待处理空气不断除湿,除湿转轮不断再生,对空气进行连续除湿。
从以上技术方案可以看出,本发明具有以下优点:
应用于小容量集装箱SVG的正压散热系统相比现有的负压散热方式,可有效提高防尘、防渗水能力,保护功率柜内电力电子元器件,在降低SVG运行功耗的同时,避免集装箱内因产生凝露而引起的一次设备绝缘强度降低,进而避免发生的绝缘件表面闪络或设备故障跳闸的事故,影响设备可靠运行。
应用于小容量集装箱SVG的正压散热系统通过对外界潮湿空气进行干燥处理,将干燥的空气输送至集装箱体内,使集装箱体内部形成高气压,相对于外界空气标准大气压为正压,将内部空气通过风道排至集装箱体内部,再由集装箱体的排风口排出外,降低空气湿度,避免凝露的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为应用于小容量集装箱SVG的正压散热系统的立体图;
图2为应用于小容量集装箱SVG的正压散热系统的主视图;
图3为应用于小容量集装箱SVG的正压散热系统的俯视图;
图4为应用于小容量集装箱SVG的正压散热系统的侧视图;
图5为过滤机构示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将运用具体的实施例及附图,对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而非全部的实施例。基于本专利中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本专利保护的范围。
本实施例提供一种应用于小容量集装箱SVG的正压散热系统,如图1至5所示,包括:集装箱体11;集装箱体11的箱壁上连接有风机3和除湿机1,除湿机1的出风口通过第一通风管2与风机3输入端连接;风机3的输出端与集装箱体11的箱体内部相连通;除湿机1的进风口通过第二通风管4连接过滤机构5;除湿机1吸入的空气,经过过滤机构5过滤后进入除湿机1进行除湿;集装箱体11内部设有排风口。
本实施例中,过滤机构5包括:钢丝滤盒体21,钢丝滤盒体21一端设有开口,开口的侧部设有滑道,滑道上滑动连接盒盖22;钢丝滤盒体21内部设有过滤棉23;钢丝滤盒体21采用钢丝网合围而成;盒盖22采用钢丝网制作,钢丝网制作的盒盖22的四边部设有支撑框架。这样便于对过滤棉23的更换。过滤棉材质为中空式的聚酯纤维生化棉,该生化棉需定期更换,更换频率视工作时长和本地污秽等级而定;
过滤棉23材质为中空式的聚酯纤维生化棉。过滤棉材料为阻燃型涤纶无纺布,由两层钢网固定在中间。过滤棉有效过滤面积大,容尘量大,阻力小,通风量大;可阻挡冰雪、砂石、落叶等物体进入系统;支撑钢网可重复使用,维护过滤棉时仅需更换过滤网,且方便快捷,大大降低运行成本费用。过滤棉由抽拉式钢网安装在固定框架上,避免未经过滤的空气流过。
本实施例中,除湿机1包括:除湿转轮,除湿转轮两侧,由高度密封性能的弹性材料制成的隔板分为两个扇形区:一个扇形区为270°湿空气处理端扇形区域,另一个扇形区为90°再生空气端扇形区,除湿转轮内设有吸湿剂;除湿转轮上设有多个除湿孔;90°再生空气端扇形区内设有再生风机。转轮除湿机主体结构为一个不断回转的蜂窝状干燥转轮,它由复合耐热材料制成的波纹状介质所构成,波纹状介质中载有吸湿剂。蜂窝状干燥转轮采用的是特殊复合材料制作而成的蜂窝状转轮,该蜂窝状干燥转轮具备出色的吸湿能力。
风机3采用轴流风机,进风量不低于7000m3/h,可以满足2M以下小容量散热流量需求;采用交流380V供电,该电源在SVG现场均能满足;风机3控制采用变频调速,在SVG自检状态下,起用最低转速控制;在SVG投入运行时,根据发出无功容量及装置内温湿度综合判定并控制风机转速。第一通风管2和第二通风管4分别采用不锈钢材质管道。
本实施例中,集装箱体11内部设有功能柜7,风腔隔板9以及风腔6;风腔6设置在风腔隔板9的一侧,功能柜7设置在风腔隔板9的另一侧;风腔隔板9上设有多个风腔出风口10,风腔出风口10在风腔隔板9上呈矩阵式排列;风机3的输出端与风腔6相连通,除湿机1从进风口吸入经过过滤机构5过滤的空气,经过过滤的空气经过除湿机1除湿后,在风机3的驱动下,从风机3的输出端输送至风腔6内,进入风腔6内的空气通过风腔出风口10输送至功能柜7,对功能柜7进行散热。
集装箱体11内部还设有控制室8,控制室8与功能柜7并排设置;控制室8内设有控制装置;控制装置包括:单片机,温度传感器,湿度传感器,风机控制模块,除湿机控制模块再生风机控制模块以及多个风量感应器;温度传感器和湿度传感器分别设置在集装箱体11内部,用于感应集装箱体11内部的温度和湿度,并将感应的温度和湿度传输至单片机;风量感应器设置在第一通风管2,第二通风管4和集装箱体11内部;用于检测风量数据,并将检测的风量数据传输至单片机;单片机通过风机控制模块控制风机3运行;单片机通过除湿机控制模块控制除湿机1运行;单片机通过再生风机控制模块控制再生风机运行;
单片机采用ST89C51单片机。单片机采用ST89C51单片机,控制装置内集成了集装箱温度、湿度传感器,采集数据经信号调理电路处理后输入单片机,单片机根据程序算法输出开关量信号控制除湿机和风机运行状态。
本发明还提供一种应用于小容量集装箱SVG的正压散热方法,方法包括:
单片机通过温度传感器获取集装箱体内部温度数据,通过湿度传感器获取集装箱体内部湿度数据;
当集装箱体内部温度数据超出阈值,或湿度数据超出阈值,或温度数据和湿度数据均超出阈值时,
单片机通过风机控制模块控制风机启动运行,再通过除湿机控制模块控制除湿机启动运行;
当待处理的潮湿空气进入270°湿空气处理端扇形区域时,空气中的水分子被转轮内的吸湿剂吸收,干燥后的空气通过处理风机送至干空气出口处;转轮以8~10周/小时的速度旋转;除湿量不低于0.7kg/h;
过滤机构吸收外界空气,经除湿机干燥后,由风机输送至集装箱体的风腔内,在风腔内形成高气压区域,空气由风腔隔板上的多个风腔出风口排出至功能柜,对功能柜进行散热,由集装箱体排风口排出;
当功率柜内的湿度比柜外的湿度低20%RH以下时,停止除湿运行,保留风机工作,外界新鲜空气作为冷空气进入风腔;当功率柜内的湿度比柜外的湿度低5%RH以下,或高于柜外湿度时,除湿重新运行工作。
本发明的方法包括:270°湿空气处理端扇形区域的扇面吸收水分子,变成饱和状态后,将自动转到90°再生空气端扇形区,进入再生过程;在再生过程中,再生空气经过加热至110摄氏度至120摄氏度后,进入90°再生空气端扇形区,在高温状态下,除湿转轮中的水分子被脱附,散失到再生空气中;再生空气由于在脱附过程中损失了热量,自身温度降低,变成了含湿量很大的湿空气,由再生风机驱动排至室外;除湿和再生同时进行,待处理空气不断除湿,除湿转轮不断再生,对空气进行连续除湿。
应用于小容量集装箱SVG的正压散热系统相比现有的负压散热方式,可有效提高防尘、防渗水能力,保护功率柜内电力电子元器件,在降低SVG运行功耗的同时,提高SVG在潮湿环境下运行的可靠性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种应用于小容量集装箱SVG的正压散热系统,其特征在于,包括:集装箱体(11);集装箱体(11)的箱壁上连接有风机(3)和除湿机(1),除湿机(1)的出风口通过第一通风管(2)与风机(3)输入端连接;风机(3)的输出端与集装箱体(11)的箱体内部相连通;
除湿机(1)的进风口通过第二通风管(4)连接过滤机构(5);除湿机(1)吸入的空气,经过过滤机构(5)过滤后进入除湿机(1)进行除湿;
集装箱体(11)内部设有排风口。
2.根据权利要求1所述的应用于小容量集装箱SVG的正压散热系统,其特征在于,
过滤机构(5)包括:钢丝滤盒体(21),钢丝滤盒体(21)一端设有开口,开口的侧部设有滑道,滑道上滑动连接盒盖(22);钢丝滤盒体(21)内部设有过滤棉(23);钢丝滤盒体(21)采用钢丝网合围而成;盒盖(22)采用钢丝网制作,钢丝网制作的盒盖(22)的四边部设有支撑框架。
3.根据权利要求1所述的应用于小容量集装箱SVG的正压散热系统,其特征在于,
除湿机(1)包括:除湿转轮,除湿转轮两侧,由高度密封性能的弹性材料制成的隔板分为两个扇形区:一个扇形区为270°湿空气处理端扇形区域,另一个扇形区为90°再生空气端扇形区,除湿转轮内设有吸湿剂;除湿转轮上设有多个除湿孔;90°再生空气端扇形区内设有再生风机。
4.根据权利要求1或3所述的应用于小容量集装箱SVG的正压散热系统,其特征在于,
集装箱体(11)内部设有功能柜(7),风腔隔板(9)以及风腔(6);
风腔(6)设置在风腔隔板(9)的一侧,功能柜(7)设置在风腔隔板(9)的另一侧;
风腔隔板(9)上设有多个风腔出风口(10),风腔出风口(10)在风腔隔板(9)上呈矩阵式排列;
风机(3)的输出端与风腔(6)相连通,除湿机(1)从进风口吸入经过过滤机构(5)过滤的空气,经过过滤的空气经过除湿机(1)除湿后,在风机(3)的驱动下,从风机(3)的输出端输送至风腔(6)内,进入风腔(6)内的空气通过风腔出风口(10)输送至功能柜(7),对功能柜(7)进行散热。
5.根据权利要求4所述的应用于小容量集装箱SVG的正压散热系统,其特征在于,
集装箱体(11)内部还设有控制室(8),
控制室(8)与功能柜(7)并排设置;
控制室(8)内设有控制装置;
控制装置包括:单片机,温度传感器,湿度传感器,风机控制模块,除湿机控制模块再生风机控制模块以及多个风量感应器;
温度传感器和湿度传感器分别设置在集装箱体(11)内部,用于感应集装箱体(11)内部的温度和湿度,并将感应的温度和湿度传输至单片机;
风量感应器设置在第一通风管(2),第二通风管(4)和集装箱体(11)内部;用于检测风量数据,并将检测的风量数据传输至单片机;
单片机通过风机控制模块控制风机(3)运行;
单片机通过除湿机控制模块控制除湿机(1)运行;
单片机通过再生风机控制模块控制再生风机运行;
单片机采用ST89C51单片机。
6.根据权利要求1或3所述的应用于小容量集装箱SVG的正压散热系统,其特征在于,
风机(3)采用轴流风机,进风量不低于7000m3/h,可以满足2M以下小容量散热流量需求;采用交流380V供电,该电源在SVG现场均能满足;风机(3)控制采用变频调速,在SVG自检状态下,起用最低转速控制;在SVG投入运行时,根据发出无功容量及装置内温湿度综合判定并控制风机转速。
7.根据权利要求2所述的应用于小容量集装箱SVG的正压散热系统,其特征在于,
第一通风管(2)和第二通风管(4)分别采用不锈钢材质管道;
过滤棉(23)材质为中空式的聚酯纤维生化棉。
8.一种应用于小容量集装箱SVG的正压散热方法,其特征在于,方法包括:
单片机通过温度传感器获取集装箱体内部温度数据,通过湿度传感器获取集装箱体内部湿度数据;
当集装箱体内部温度数据超出阈值,或湿度数据超出阈值,或温度数据和湿度数据均超出阈值时,
单片机通过风机控制模块控制风机启动运行,再通过除湿机控制模块控制除湿机启动运行;
当待处理的潮湿空气进入270°湿空气处理端扇形区域时,空气中的水分子被转轮内的吸湿剂吸收,干燥后的空气通过处理风机送至干空气出口处;转轮以8~10周/小时的速度旋转;除湿量不低于0.7kg/h;
过滤机构吸收外界空气,经除湿机干燥后,由风机输送至集装箱体的风腔内,在风腔内形成高气压区域,空气由风腔隔板上的多个风腔出风口排出至功能柜,对功能柜进行散热,由集装箱体排风口排出;
当功率柜内的湿度比柜外的湿度低20%RH以下时,停止除湿运行,保留风机工作,外界新鲜空气作为冷空气进入风腔;当功率柜内的湿度比柜外的湿度低5%RH以下,或高于柜外湿度时,除湿重新运行工作。
9.根据权利要求8所述的应用于小容量集装箱SVG的正压散热方法,其特征在于,方法包括:
270°湿空气处理端扇形区域的扇面吸收水分子,变成饱和状态后,将自动转到90°再生空气端扇形区,进入再生过程;在再生过程中,再生空气经过加热至110摄氏度至120摄氏度后,进入90°再生空气端扇形区,在高温状态下,除湿转轮中的水分子被脱附,散失到再生空气中;再生空气由于在脱附过程中损失了热量,自身温度降低,变成了含湿量很大的湿空气,由再生风机驱动排至室外;除湿和再生同时进行,待处理空气不断除湿,除湿转轮不断再生,对空气进行连续除湿。
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