CN109412051B - 一种通过水冷散热的汇控柜冷凝除湿装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过水冷散热的汇控柜冷凝除湿装置。本发明采用的技术方案为：水冷固定板上装有水冷头，该水冷头的内侧设有半导体制冷片，半导体制冷片的内侧设有散热片；所述半导体制冷片的冷端与散热片贴合，热端与水冷头贴合；分别位于两块水冷固定板上的两个水冷头串联，水冷头的进出水口采用卡箍连接水管，水管与一水泵和一水箱组成一条封闭的回路；顶部连接板上装有一风扇，位于风扇下方的顶部连接板上开有通风道，用于将汇控柜内的空气吹入箱体中；集水板上开有管接头固定孔，该管接头固定孔中安装一管接头。本发明可以实现汇控柜内空气的冷凝除湿，并可以将半导体制冷片热端产生的热量排出汇控柜，避免因热端散热不畅而降低冷凝效果。

Description

一种通过水冷散热的汇控柜冷凝除湿装置

技术领域

本发明涉及汇控柜内的冷凝除湿装置，具体地说是一种通过水冷散热的汇控柜冷凝除湿装置。

背景技术

目前，一些电网变电站户外密封箱体因沿海、多雨、潮湿等地理环境因素影响，其箱体内部存在受潮问题，极易发生电网设备事故。如隔离、接地开关箱受潮，可能出现闸刀卡涩拒动或闸刀误动；如断路器机构箱受潮，可能出现断路器开关误动，异常发信等问题；如GIS设备或变压器汇控柜受潮，可能会使智能终端死机停止工作，装置异常等。

电网户外密封箱体受潮主要是因为有水汽存在箱体内部，在温度变化下会产生“凝露”，以及服役期间箱体密封件（密封圈老化或连接部件密封胶失效）失效产生的受潮。

现有的除湿方式主要有加热除湿、冷凝除湿、干燥空气除湿三种方式，三种除湿方式各有优缺点：

传统的加热除湿方式通过加热器提高开关柜内的温度，提高空气溶解水分的能力，以达到降低相对湿度的目的，使凝露不易发生。但是加热除湿并不能将水分排出箱体外，当外部环境大幅度降温时，金属箱体作为一种热的良导体，温度也迅速降低，使得靠近箱体的湿气凝露。

半导体冷凝除湿利用温差凝露的原理，通过除湿器内置的半导体元件降低凝露表面金属板的温度，使得水汽凝露在金属板上，水滴则可自流至排水管，并通过排水管排到开关柜外部，从而降低了开关柜内部的水汽含量。但是半导体除湿效率低，并且箱体并不是完全密封的，外界湿度变化对箱体内部除湿具有很大影响，并且由于半导体热端无法将热气排出，长此以往热量淤积会使得冷端冷凝效率降低。

干燥空气除湿主要以轮转除湿机作为除湿装置，通过除湿机不断向开关柜内输送干燥的空气，以置换掉柜内的潮湿空气，该过程本质上相当于一个换气过程。这意味着需要在外部安装一个干燥装置给箱体内部换气，除湿效果依赖于除湿机的功率，投入大并且不适合户外的汇控柜。

现有各变电站，当密封箱体受潮后一般只能在天气晴朗的时机打开箱体进行自然散发潮气，或者在汇控柜等空间较大的密封箱体内加装制热装置或者半导体除湿装置以解决箱体受潮问题，使用干燥空气除湿的比较少见。“一种智能型户外端子箱除湿装置”（申请号201610488968.2）是一种干燥空气除湿的装置，可以实现箱体内部的除湿，但是需要在内部铺设吹扫管，需要对现有箱体进行一定的改装。“端子箱内的电子除湿器”（申请号：201410121414.X）是一种冷凝除湿装置，但是没有解决热量如何排出箱体内部的问题，散出的热量依旧淤积在箱体内部。“箱、柜抽湿循环干燥器”（申请号：201010245724.4）也存在散热问题，无法将箱体内部的热量及时排出，影响除湿效果，在环境长时间潮湿的情况下除湿效果会持续降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种通过水冷散热的汇控柜冷凝除湿装置，其可以实现汇控柜内空气的冷凝除湿，并可以将半导体制冷片热端产生的热量排出汇控柜，避免因热端散热不畅而降低冷凝效果。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种通过水冷散热的汇控柜冷凝除湿装置，包括两块水冷固定板、安装在两块水冷固定板之间的两块侧边挡板和一块顶部连接板，所述的两块水冷固定板之间装有一位于顶部连接板下方的集水板，通过一块集水板、两块水冷固定板、两块侧边挡板和一块顶部连接板组装成一箱体；

所述的水冷固定板上装有水冷头，该水冷头的内侧设有半导体制冷片，半导体制冷片的内侧设有散热片；所述半导体制冷片的冷端与散热片贴合，热端与水冷头贴合；

分别位于两块水冷固定板上的两个水冷头串联，水冷头的进出水口采用卡箍连接水管，水管与一水泵和一水箱组成一条封闭的回路；

所述的顶部连接板上装有一风扇，位于风扇下方的顶部连接板上开有通风道，用于将汇控柜内的空气吹入箱体中；

所述的集水板上开有管接头固定孔，该管接头固定孔中安装一管接头，管接头上连接排水管。

本发明利用水泵带动水路中的水流动带走半导体制冷片热端的热量，水箱用于给水路散热，使得半导体制冷片的热端散热良好。

作为上述技术方案的补充，所述的风扇、半导体制冷片和水泵通过导线与一控制器连接，通过控制器控制风扇、半导体制冷片和水泵的工作。

作为上述技术方案的补充，所述的集水板上设有线束出线孔，用于将半导体制冷片和风扇的导线引出。

作为上述技术方案的补充，所述的水冷头上设有多个固定片，固定片和散热片通过螺栓将水冷头夹紧并固定在水冷固定板上。

作为上述技术方案的补充，所述的两块水冷固定板的底部安装在底脚上。

作为上述技术方案的补充，所述的底脚上铣有用于固定水冷固定板的固定槽，水冷固定板和底脚进行榫接。

作为上述技术方案的补充，所述的风扇通过自攻螺丝固定在顶部连接板上，顶部连接板和集水板与两块水冷固定板通过榫接连接，侧边挡板卡在顶部连接板、水冷固定板和集水板的槽中。

作为上述技术方案的补充，所述的水冷固定板上开有用于半导体制冷片出线的出线槽。

作为上述技术方案的补充，所述的集水板上设有集水槽，所述的管接头固定孔位于集水槽中。

作为上述技术方案的补充，所述侧边挡板的下部开有多个条形排气孔。

本发明具有的有益效果如下：

1.结构简单，便于安装。

2.冷凝除湿效果远高于传统的风冷除湿，热量不会淤积在汇控柜内部。

3.可以在高温高湿环境下快速冷凝除湿，而传统的风冷冷凝除湿在高温高湿的情况下难以发挥作用。

附图说明

图1是本发明除湿装置整体示意图；

图2是本发明除湿装置的前视图；

图3是本发明除湿装置的侧视图；

图4是本发明除湿装置沿A-A方向的剖视图；

图5是本发明除湿装置一侧去除散热片的示意图；

图6是本发明集水板的示意图；

图7是本发明底脚的示意图；

图8是本发明整个除湿装置的布置示意图。

图中，1-风扇，2-顶部连接板，3-侧边挡板，4-集水板，41-管接头固定孔，42-集水槽，43-线束出线孔，5-底脚，6-水管，51-底脚固定槽，6-水管，7-水冷头，8-固定片，9-水冷固定板，91-出线槽，10-半导体制冷片，11-散热片，12-管接头。

具体实施方式

如图1-7所示，本发明的除湿装置由风扇1、顶部连接板2、侧边挡板3、集水板4、底脚5、水管6、水冷头7、固定片8、水冷固定板9、半导体制冷片10、散热片11和管接头12组成。风扇1通过自攻螺丝固定在顶部连接板2上，顶部连接板2和集水板4与两块水冷固定板9通过榫接连接，侧边挡板3卡在顶部连接板2、水冷固定板9和集水板4的槽中。底脚5与水冷固定板9通过榫接连接。固定片8和散热片11通过螺栓将水冷头7夹紧固定在水冷固定板9上。水管6通过卡箍固定在水冷头的进出水口上，水管6还连接水泵与水箱组成一条封闭的水路。水冷固定板9上还铣出了用于半导体制冷片10出线的出线槽91。

如图6所示，集水板4上铣出了用于收集冷凝水的集水槽42。管接头固定孔41可以和管接头12配合的螺纹，二者通过螺纹配合相连接。集水板4上还加工出了可以出线的线束出线孔43，线束出线孔43用于将半导体制冷片10和风扇1的导线引出，以便连接到控制器。

如图7所示，底脚5上铣出了可以固定水冷固定板9的地脚固定槽51，水冷固定板9和底脚5进行榫接。

如图8所示，除湿装置的出线以及水泵的出线都连接到控制器上，除湿装置的水路连接到水泵和水箱上组成一个封闭回路。

除湿装置工作时，控制器控制水泵、半导体制冷片10、风扇1开启，水路开始循环，水将半导体制冷片10热端产生的热量带到水箱进行散热，水箱安装在汇控柜外部，散热后的水重新流入热端如此循环。半导体制冷片10的热端在散热良好的情况下，冷端温度迅速降低，风扇1将汇控柜内的湿空气吹入除湿装置，空气中的水分在散热片11上冷凝，并在风扇1和重力的作用下落入集水板4的集水槽42中，集水槽42中的冷凝水汇聚到一定程度通过管接头固定孔41流入管接头12所连接的排水管，将冷凝水排出汇控柜。

所述的风扇1的风向是除湿装置内部的，可以持续将汇控柜内的空气吹入除湿装置，提高除湿效率增强除湿效果。

所述的控制器可以在运行一段时间后控制半导体制冷片10停止制冷，防止长时间制冷在散热片11上结霜，影响制冷效果。

所述的侧边挡板3上铣出了若干条形排气孔，以便冷凝除湿装置内部除湿后的干燥空气可以排出到汇控柜。

所述的半导体制冷片10的冷端与散热片11贴合，热端与水冷头7贴合，水泵带动水路中的水流动带走热端的热量，水箱用于给水路散热，使得半导体制冷片10的热端散热良好。

本发明中所描述的具体实施实例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施实例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种通过水冷散热的汇控柜冷凝除湿装置，包括两块水冷固定板(9)、安装在两块水冷固定板之间的两块侧边挡板(3)和一块顶部连接板(2)，其特征在于，所述的两块水冷固定板(9)之间装有一位于顶部连接板(2)下方的集水板(4)，通过一块集水板(4)、两块水冷固定板(9)、两块侧边挡板(3)和一块顶部连接板(2)组装成一箱体；

所述的水冷固定板(9)上装有水冷头(7)，该水冷头(7)的内侧设有半导体制冷片(10)，半导体制冷片(10)的内侧设有散热片(11)；所述半导体制冷片(10)的冷端与散热片(11)贴合，热端与水冷头(7)贴合；

分别位于两块水冷固定板上的两个水冷头串联，水冷头(7)的进出水口采用卡箍连接水管(6)，水管(6)与一水泵和一水箱组成一条封闭的回路；

所述的顶部连接板(2)上装有一风扇(1)，位于风扇下方的顶部连接板上开有通风道，用于将汇控柜内的空气吹入箱体中；

所述的集水板(4)上开有管接头固定孔(41)，该管接头固定孔(41)中安装一管接头(12)，管接头上连接排水管；

所述的水冷头(7)上设有多个固定片(8)，固定片(8)和散热片(11)通过螺栓将水冷头(7)夹紧并固定在水冷固定板(9)上；

所述的风扇(1)通过自攻螺丝固定在顶部连接板(2)上，顶部连接板(2)和集水板(4)与两块水冷固定板(9)通过榫接连接，侧边挡板(3)卡在顶部连接板(2)、水冷固定板(9)和集水板(4)的槽中；

所述的水冷固定板(9)上开有用于半导体制冷片(10)出线的出线槽(91)；

所述的集水板(4)上设有集水槽(42)，所述的管接头固定孔(41)位于集水槽(42)中。

2.根据权利要求1所述的汇控柜冷凝除湿装置，其特征在于，所述的风扇(1)、半导体制冷片(10)和水泵通过导线与一控制器连接，通过控制器控制风扇、半导体制冷片和水泵的工作。

3.根据权利要求2所述的汇控柜冷凝除湿装置，其特征在于，所述的集水板(4)上设有线束出线孔(43)，用于将半导体制冷片和风扇的导线引出。

4.根据权利要求1或2所述的汇控柜冷凝除湿装置，其特征在于，所述的两块水冷固定板(9)的底部安装在底脚(5)上。

5.根据权利要求4所述的汇控柜冷凝除湿装置，其特征在于，所述的底脚(5)上铣有用于固定水冷固定板(9)的固定槽，水冷固定板(9)和底脚(5)进行榫接。

6.根据权利要求1或2所述的汇控柜冷凝除湿装置，其特征在于，所述侧边挡板(3)的下部开有多个条形排气孔。