CN109494593A - 高效散热的配电箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效散热的配电箱，属于配电设备领域，其包括箱体，箱体包括外壳体和固定连接于外壳体内部的内壳体；在内壳体内固定连接有用于安装元器件的安装板，在安装板内开设有空腔；在内壳体外固定连接有冷却水管，在安装板顶端固定连接有出水管，出水管另一端固定连接于冷却水管上，在出水管上固定连接有循环水泵；在安装板底部固定连接有进水管，进水管另一端固定连接于冷却水管上；在外壳体内固定连接有半导体制冷器，半导体制冷器抵接于冷却水管；外壳体开设有第一下通风口和第一上通风口，内壳体开设有第二下通风口和第二上通风口；外壳体固定连接有风机，本发明具有降温速度快，在不启动的情况下也具有一定的降温效果的优点。

Description

高效散热的配电箱

技术领域

本发明涉及配电设备的技术领域，尤其是涉及一种高效散热的配电箱。

背景技术

目前配电箱是配电系统的末级设备，配电柜是电动机控制中心的统称。配电柜使用在负荷比较分散、回路较少的场合；电动机控制中心用于负荷集中、回路较多的场合。它们把上一级配电设备某一电路的电能分配给就近的负荷。这级设备应对负荷提供保护、监视和控制。

现有技术可参考授权公告号为CN207098348U的中国实用新型专利，其公开了一种移动式配电箱，包括配电箱本体，所述配电箱本体的顶部设置有顶盖，所述顶盖的顶部设置有防雨胶垫，所述防雨胶垫顶部的中心位置处设置有提手，所述配电箱本体一侧的两端均设置有配电箱门，且配电箱本体通过合页与配电箱门固定，所述配电箱门的一侧设置有配电箱门锁，所述配电箱本体内部的中心位置处开设有隔板卡槽，所述隔板卡槽的内部设置有隔板，所述配电箱本体内部远离配电箱门的一侧设置有开关固定绝缘板。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：当配电箱放置于常年处于炎热状态的地区时，由于配电柜本身内部就容易出现高温，配电柜内部的温度很容易突破危险线，引发着火、短路甚至爆炸等事故，传统的风冷降温效果不是很明显，长时间开启消耗能源又比较严重。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效散热的配电箱，降温速度快，在不启动的情况下也具有一定的降温效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种高效散热的配电箱，包括箱体，箱体包括外壳体和固定连接于外壳体内部的内壳体；

在内壳体内固定连接有用于安装元器件的安装板，安装板竖直设置，在安装板内开设有空腔；在内壳体外固定连接有冷却水管，冷却水管沿内壳体的横截面的周向设置，在安装板顶端固定连接有出水管，出水管另一端固定连接于冷却水管上，出水管连通空腔和冷却水管，在出水管上固定连接有循环水泵；

在安装板底部固定连接有进水管，进水管另一端固定连接于冷却水管上，进水管连通冷却水管和空腔；

在外壳体内固定连接有半导体制冷器，半导体制冷器抵接于冷却水管；

在外壳体底部开设有第一下通风口，在内壳体靠近第一下通风口位置处开设有第二下通风口；

在外壳体顶部开设有第一上通风口，在内壳体靠近第一上通风口位置处开设有第二上通风口；

在外壳体对应第一下通风口位置处固定连接有风机，风机将外界空气吹入外壳体内部。

通过采用上述方案，半导体制冷器对冷却水管内的水进行制冷，冷却水管内的内的冷水经过进水管流入空腔内，为对安装板进行降温度，然后安装板内的水再由出水口流回冷却水管；风机向内壳体内部吹风，风经过冷却水管变成冷风，对安装板上的元器件进行降温；在风机等不工作时，冷却水管内的水依旧可以对安装板上的元器件进行降温。

本发明进一步设置为：第二下通风口位于内壳体底部靠近一侧位置处，在内壳体内部靠近第二下通风口位置处固定连接有斜挡风板，斜挡风板固定连接于安装板上，斜挡风板位于第二下通风口正上方，斜挡风板由固定连接于内壳体一端向下倾斜设置；安装板靠近第二下通风口一侧固定连接有第一倒V形板，第一倒V形板位于安装板中间位置处，第一倒V形板另一侧固定连接于内壳体内。

通过采用上述方案，风机吹出的风吹到斜挡风板上，然后向内壳体内部扩散，再吹到第一倒V形板底部时，风被第一倒V形板阻挡向两侧移动，增大风机吹出的风在内壳体内部的停留时长和经过的区域，增强冷却效果。

本发明进一步设置为：第二上通风口位于内壳体顶部中间位置处，在安装板靠近第二上通风口位置处固定连接有第二倒V形板，第二倒V形板另一侧固定连接于内壳体内；第二倒V形板的长度大于第一倒V形板的长度，第一倒V形板的夹角为α，第二倒V形板的夹角为β，α小于β。

通过采用上述方案，风机吹出的风在内壳体内最终会由第二上通风口吹出内壳体，第二倒V形板使风由内壳体顶部两侧向第二上通风口移动，使风尽可能地经过所有元器件，进一步增强冷却效果。

本发明进一步设置为：在安装板靠近第二下通风口位置处开设有第一通槽，在内壳体对应第一通槽对角线位置处开设有第二通槽，在外壳体靠近第二通槽位置处开设有第三通槽。

通过采用上述方案，风机吹出的风由第一通槽吹到安装板背面，对安装板背面进行冷却，风最终由第二通槽吹出内壳体，使风在安装板背面经过尽可能大的区域。

本发明进一步设置为：在外壳体对应第一上通风口位置处固定连接有多根支杆，所有支杆远离外壳体一端共同固定连接有防尘罩，防尘罩覆盖第一上通风口设置。

通过采用上述方案，防尘罩能够阻挡外界大颗粒杂质落到第一上通风口处，保护外壳体内部。

本发明进一步设置为：冷却水管呈蛇形设置。

通过采用上述方案，增大了冷却水管与半导体制冷器和内壳体的接触面积，提高了热交换效率。

本发明进一步设置为：在外壳体对应第一上通风口位置处固定连接有第一上防尘网，第一上防尘网覆盖第一上通风口；在外壳体度对应第一下通风口位置处固定连接有第一下防尘网，第一下防尘网覆盖第一下通风口。

通过采用上述方案，第一上防尘网和第一下防尘网能够阻挡外界杂质通过第一上通风口或第一上通风口进入外壳体内部。

本发明进一步设置为：在内壳体对应第二上通风口位置处固定连接有第二上通风口，第二上防尘网覆盖第二上通风口；在内壳体度对应第二下通风口位置处固定连接有第二下防尘网，第二下防尘网覆盖第二下通风口。

通过采用上述方案，第二上防尘网和第二下防尘网能够对外界杂质进行二次隔离，进一步减少外界杂质进入内壳体的量。

本发明进一步设置为：循环水泵和半导体制冷器共同连接有控制电路，控制电路包括：

温度采集模块，所述温度采集模块包括固定连接于内壳体内部的温度传感器，温度传感器实时采集内壳体内部的温度并输出温度值；

第一比较模块，所述第一比较模块连接温度采集模块并且接收温度采集模块输出的温度值，第一比较模块将温度值与第一预设值进行比较，当温度值大于第一预设值时，第一比较模块输出高电平信号；

冷却控制模块，所述冷却控制模块连接第一比较模块并且响应于第一比较模块输出的高电平信号，当冷却控制模块接收到第一比较模块输出的高电平信号时控制循环水泵和半导体制冷器得电开始工作。

通过采用上述方案，通过采集内壳体内部的温度来自动控制循环水泵和半导体制冷器自动启动，自动化程度高，能够避免配电箱内温度过高。

本发明进一步设置为：控制电路还包括：

第二比较模块，所述第二比较模块连接温度采集模块并且接收温度采集模块(2)输出的温度值，第二比较模块将温度值与第二预设值进行比较，第二预设值小于第一预设值，当温度值大于第二预设值时，第二比较模块输出高电平信号；

风冷控制模块，所述风冷控制模块连接第二比较模块并且响应于第二比较模块输出的高电平信号，当风冷控制模块接收到第二比较模块输出的高电平信号时，风冷控制模块控制风机得电启动。

通过采用上述方案，在配电箱内温度稍高时可以只启动风机进行制冷，减少能源消耗。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1. 半导体制冷器对冷却水管内的水进行制冷，冷却水管内的内的冷水经过进水管流入空腔内，为对安装板进行降温度，然后安装板内的水再由出水口流回冷却水管；风机向内壳体内部吹风，风经过冷却水管变成冷风，对安装板上的元器件进行降温；在风机等不工作时，冷却水管内的水依旧可以对安装板上的元器件进行降温；

2. 风机吹出的风吹到斜挡风板上，然后向内壳体内部扩散，再吹到第一倒V形板底部时，风被第一倒V形板阻挡向两侧移动，增大风机吹出的风在内壳体内部的停留时长和经过的区域，增强冷却效果；

3. 风机吹出的风由第一通槽吹到安装板背面，对安装板背面进行冷却，风最终由第二通槽吹出内壳体，使风在安装板背面经过尽可能大的区域。

附图说明

图1是实施例的整体结构示意图；

图2是实施例中突出箱体内部结构示意图；

图3是实施例中突出外壳体和内壳体结构的剖视图；

图4是实施例中突出冷却水管的示意图；

图5是实施例中突出空腔的剖视图；

图6是图3中A部分的放大图；

图7是实施例中突出第二通槽和第三通槽的剖视图；

图8是实施例中突出温度采集模块、第一比较模块和第二比较模块的电路示意图；

图9是实施例中突出冷却控制模块的电路示意图；

图10是实施例中突出风冷控制模块的电路示意图。

图中，1、箱体；11、外壳体；111、第一上通风口；1111、第一上防尘网；112、第一下通风口；1121、第一下防尘网；1122、风机；113、外散热孔；114、半导体制冷器；115、第三通槽；1151、外防尘网；116、防尘罩；1161、支杆；12、内壳体；121、第二上通风口；1211、第二上防尘网；122、第二下通风口；1221、第二下防尘网；123、内散热孔；124、冷却水管；1241、循环水泵；1242、出水管；1243、进水管；125、第二通槽；1251、内防尘网；13、箱门；14、安装板；141、总闸；142、分闸；143、负载模块；144、电容；145、空腔；146、斜挡风板；147、第一倒V形板；148、第二倒V形板；149、第一通槽；15、支架；2、温度采集模块；21、温度传感器；3、第一比较模块；4、第二比较模块；5、冷却控制模块；6、风冷控制模块。

具体实施方式

实施例：一种高效散热的配电箱，如图1和图2所示，包括箱体1，箱体1包括外壳体11和固定连接于外壳体11内部的内壳体12。在外壳体11上固定连接有箱门13，工作人员通过打开箱门13对配电柜内进行操作。在外壳体11底部固定连接有支架15，支架15用于支撑配电箱。在内壳体12内固定连接有安装板14，安装板14竖直设置，安装板14固定连接有总闸141、分闸142和多个负载模块143，内壳体12内固定连接有电容144。在使用配电柜时，通过电线将所有元器件连接起来，总闸141连接外部电缆，负载模块143连接用电的负载端。

如图2和图3所示，在外壳体11底部开设有第一下通风口112，在内壳体12靠近第一下通风口112位置处开设有第二下通风口122，第二下通风口122位于内壳体12底部靠近一侧位置处。在外壳体11顶部开设有第一上通风口111，在内壳体12靠近第一上通风口111位置处开设有第二上通风口121，第二上通风口121位于内壳体12顶部中间位置处。在外壳体11对应第一下通风口112位置处固定连接有风机1122，风机1122将外界空气通过第一下通风口112和第二下通风口122吹入内壳体12内部，风再由第二上通风口121和第一上通风口111吹出外壳体11。在外壳体11上固定连接有多个外散热孔113，在内壳体12上固定连接有多个内散热孔123。内散热孔123和外散热孔113能够帮助配电箱内部空气流通，起到一定的散热效果。

如图3所示，在外壳体11对应第一上通风口111位置处固定连接有多根支杆1161，所有支杆1161远离外壳体11一端共同固定连接有防尘罩116，防尘罩116覆盖第一上通风口111设置。防尘罩116能够阻挡外界大颗粒杂质落到第一上通风口111处，保护外壳体11内部。

如图4和图5所示，在安装板14内开设有空腔145，在内壳体12外固定连接有冷却水管124，冷却水管124呈蛇形设置。冷却水管124沿内壳体12的横截面的周向设置，在安装板14顶端固定连接有出水管1242，出水管1242另一端固定连接于冷却水管124上，出水管1242连通空腔145和冷却水管124，在出水管1242上固定连接有循环水泵1241。在安装板14底部固定连接有进水管1243，进水管1243另一端固定连接于冷却水管124上，进水管1243连通冷却水管124和空腔145。冷却水管124内的水在循环水泵1241的带动下在冷却水管124和空腔145内循环，对安装板14和内壳体12进行降温。

如图3和图4所示，在外壳体11内固定连接有至少一个半导体制冷器114，每个半导体制冷器114均抵接于冷却水管124上。半导体制冷器114能够对冷却水管124进行制冷，来对整个内壳体12进行降温，蛇形的冷却水管124也增大了与半导体制冷器114和内壳体12的接触面积，提高了热交换效率。

如图3和图4所示，在内壳体12内部靠近第二下通风口122位置处固定连接有斜挡风板146，斜挡风板146固定连接于安装板14上，斜挡风板146位于第二下通风口122正上方，斜挡风板146由固定连接于内壳体12一端向下倾斜设置；安装板14靠近第二下通风口122一侧固定连接有第一倒V形板147，第一倒V形板147位于安装板14中间位置处，第一倒V形板147另一侧固定连接于内壳体12内。在安装板14靠近第二上通风口121位置处固定连接有第二倒V形板148，第二倒V形板148另一侧固定连接于内壳体12内；第二倒V形板148的长度大于第一倒V形板147的长度，第一倒V形板147的夹角为α，第二倒V形板148的夹角为β，α小于β。风机1122吹出的风吹到斜挡风板146上，然后向内壳体12内部扩散，再吹到第一倒V形板147底部时，风被第一倒V形板147阻挡向两侧移动，第二倒V形板148使风由内壳体12顶部两侧向第二上通风口121移动，使风尽可能地经过所有元器件，进一步增强冷却效果。

如图3和图6所示，在外壳体11对应第一上通风口111位置处固定连接有第一上防尘网1111，第一上防尘网1111覆盖第一上通风口111。在外壳体11度对应第一下通风口112位置处固定连接有第一下防尘网1121，第一下防尘网1121覆盖第一下通风口112。在内壳体12对应第二上通风口121位置处固定连接有第二上通风口121，第二上防尘网1211覆盖第二上通风口121。在内壳体12度对应第二下通风口122位置处固定连接有第二下防尘网1221，第二下防尘网1221覆盖第二下通风口122。第一上防尘网1111和第一下防尘网1121能够阻挡外界杂质通过第一上通风口111或第一上通风口111进入外壳体11内部，第二上防尘网1211和第二下防尘网1221能够对外界杂质进行二次隔离，进一步减少外界杂质进入内壳体12的量。

如图4和图7所示，在安装板14靠近第二下通风口122位置处开设有第一通槽149，在内壳体12对应第一通槽149对角线位置处开设有第二通槽125，在外壳体11靠近第二通槽125位置处开设有第三通槽115。在内壳体12对应第二通槽125位置处固定连接有内防尘网1251，内防尘网1251覆盖第二通槽125。在外壳体11对应第三通槽115位置处固定连接有外防尘网1151，外防尘网1151覆盖第三通槽115。风机1122吹出的风由第一通槽149吹到安装板14背面，对安装板14背面进行冷却，风最终由第二通槽125吹出内壳体12，使风在安装板14背面经过尽可能大的区域。

如图4和图8所示，风机1122、循环水泵1241和半导体制冷器114共同连接有控制电路，控制电路包括温度采集模块2、第一比较模块3和第二比较模块4。温度采集模块2包括固定连接于内壳体12内部的温度传感器21，温度传感器21实时采集内壳体12内部的温度。

如图8所示，第一比较模块3包括电连接于温度传感器21一端的比较器T1，温度传感器21电连接于比较器T1的正向输入端，第一预设值Vref1由比较器T1的负向输入端输入比较器T1。比较器T1的输出端电连接有三极管Q1，比较器T1的输出端电连接于三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极电连接有电阻R1，电阻R1另一端电连接有电源VCC。三极管Q1的发射极电连接有电磁线圈KA1，电磁线圈KA1另一端接地。

如图8所示，第二比较模块4包括电连接于温度传感器21一端的比较器T2，温度传感器21电连接于比较器T2的正向输入端，第二预设值Vref2由比较器T2的负向输入端输入比较器T2。第二预设值Vref2小于第一预设值Vref1，比较器T2的输出端电连接有三极管Q2，比较器T2的输出端电连接于三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极电连接有电阻R2，电阻R2另一端电连接有电源VCC。三极管Q2的发射极电连接有电磁线圈KA2，电磁线圈KA2另一端接地。

如图9和图10所示，控制电路还包括冷却控制模块5和风冷控制模块6。冷却控制模块5包括电连接于循环水泵1241一端的常开触点KA1-1，常开触点KA1-1另一端电连接有电源VCC。循环水泵1241另一端电连接有电阻R3，电阻R3另一端接地。半导体制冷器114并联于循环水泵1241和电阻R3两端，半导体制冷器114串联有电阻R4。

如图10所示，风冷控制模块6包括电连接于风机1122一端的常开触点KA2-1，常开触点KA2-1另一端电连接有电源VCC。风机1122另一端电连接有电阻R5，电阻R5另一端接地。

使用方式：温度传感器21实时采集内壳体12内部的温度并传输给比较器T1和比较器T2，比较器T1将温度值与第一预设值Vref1进行比较，当温度值大于第一预设值Vref1时，比较器T1输出高电平信号，三极管Q1的集电极和发射极导通，电磁线圈KA1得电，控制常开触点KA1-1闭合，循环水泵1241和半导体制冷器114得电开始工作。比较器T2将温度值与第二预设值Vref2进行比较，当温度值大于第二预设值Vref2时，比较器T2输出高电平信号，三极管Q2的集电极和发射极导通，电磁线圈KA2得电，控制常开触点KA2-1闭合，风机1122得电启动。在配电箱内温度稍高时可以只启动风机1122进行制冷，当温度继续升高时启动循环水泵1241和半导体制冷器114进行紧急制冷。

在使用时，可以依据具体情况在第一倒V形板147上开出供导线穿过的槽，以免第一倒V形板147影响配电箱正常使用。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效散热的配电箱，包括箱体(1)，其特征在于：箱体(1)包括外壳体(11)和固定连接于外壳体(11)内部的内壳体(12)；

在内壳体(12)内固定连接有用于安装元器件的安装板(14)，安装板(14)竖直设置，在安装板(14)内开设有空腔(145)；在内壳体(12)外固定连接有冷却水管(124)，冷却水管(124)沿内壳体(12)的横截面的周向设置，在安装板(14)顶端固定连接有出水管(1242)，出水管(1242)另一端固定连接于冷却水管(124)上，出水管(1242)连通空腔(145)和冷却水管(124)，在出水管(1242)上固定连接有循环水泵(1241)；

在安装板(14)底部固定连接有进水管(1243)，进水管(1243)另一端固定连接于冷却水管(124)上，进水管(1243)连通冷却水管(124)和空腔(145)；

在外壳体(11)内固定连接有半导体制冷器(114)，半导体制冷器(114)抵接于冷却水管(124)；

在外壳体(11)底部开设有第一下通风口(112)，在内壳体(12)靠近第一下通风口(112)位置处开设有第二下通风口(122)；

在外壳体(11)顶部开设有第一上通风口(111)，在内壳体(12)靠近第一上通风口(111)位置处开设有第二上通风口(121)；

在外壳体(11)对应第一下通风口(112)位置处固定连接有风机(1122)，风机(1122)将外界空气吹入外壳体(11)内部。

2.根据权利要求1所述的高效散热的配电箱，其特征在于：第二下通风口(122)位于内壳体(12)底部靠近一侧位置处，在内壳体(12)内部靠近第二下通风口(122)位置处固定连接有斜挡风板(146)，斜挡风板(146)固定连接于安装板(14)上，斜挡风板(146)位于第二下通风口(122)正上方，斜挡风板(146)由固定连接于内壳体(12)一端向下倾斜设置；安装板(14)靠近第二下通风口一侧固定连接有第一倒V形板(147)，第一倒V形板(147)位于安装板(14)中间位置处，第一倒V形板(147)另一侧固定连接于内壳体(12)内。

3.根据权利要求2所述的高效散热的配电箱，其特征在于：第二上通风口(121)位于内壳体(12)顶部中间位置处，在安装板(14)靠近第二上通风口(121)位置处固定连接有第二倒V形板(148)，第二倒V形板(148)另一侧固定连接于内壳体(12)内；第二倒V形板(148)的长度大于第一倒V形板(147)的长度，第一倒V形板(147)的夹角为α，第二倒V形板(148)的夹角为β，α小于β。

4.根据权利要求2所述的高效散热的配电箱，其特征在于：在安装板(14)靠近第二下通风口(122)位置处开设有第一通槽(149)，在内壳体(12)对应第一通槽(149)对角线位置处开设有第二通槽(125)，在外壳体(11)靠近第二通槽(125)位置处开设有第三通槽(115)。

5.根据权利要求1所述的高效散热的配电箱，其特征在于：在外壳体(11)对应第一上通风口(111)位置处固定连接有多根支杆(1161)，所有支杆(1161)远离外壳体(11)一端共同固定连接有防尘罩(116)，防尘罩(116)覆盖第一上通风口(111)设置。

6.根据权利要求1所述的高效散热的配电箱，其特征在于：冷却水管(124)呈蛇形设置。

7.根据权利要求1所述的高效散热的配电箱，其特征在于：在外壳体(11)对应第一上通风口(111)位置处固定连接有第一上防尘网(1111)，第一上防尘网(1111)覆盖第一上通风口(111)；在外壳体(11)度对应第一下通风口(112)位置处固定连接有第一下防尘网(1121)，第一下防尘网(1121)覆盖第一下通风口(112)。

8.根据权利要求7所述的高效散热的配电箱，其特征在于：在内壳体(12)对应第二上通风口(121)位置处固定连接有第二上通风口(121)，第二上防尘网(1211)覆盖第二上通风口(121)；在内壳体(12)度对应第二下通风口(122)位置处固定连接有第二下防尘网(1221)，第二下防尘网(1221)覆盖第二下通风口(122)。

9.根据权利要求1所述的高效散热的配电箱，其特征在于，循环水泵(1241)和半导体制冷器(114)共同连接有控制电路，控制电路包括：

温度采集模块(2)，所述温度采集模块(2)包括固定连接于内壳体(12)内部的温度传感器(21)，温度传感器(21)实时采集内壳体(12)内部的温度并输出温度值；

第一比较模块(3)，所述第一比较模块(3)连接温度采集模块(2)并且接收温度采集模块(2)输出的温度值，第一比较模块(3)将温度值与第一预设值进行比较，当温度值大于第一预设值时，第一比较模块(3)输出高电平信号；

冷却控制模块(5)，所述冷却控制模块(5)连接第一比较模块(3)并且响应于第一比较模块(3)输出的高电平信号，当冷却控制模块(5)接收到第一比较模块(3)输出的高电平信号时控制循环水泵(1241)和半导体制冷器(114)得电开始工作。

10.根据权利要求1所述的高效散热的配电箱，其特征在于，控制电路还包括：

第二比较模块(4)，所述第二比较模块(4)连接温度采集模块(2)并且接收温度采集模块(2)输出的温度值，第二比较模块(4)将温度值与第二预设值进行比较，第二预设值小于第一预设值，当温度值大于第二预设值时，第二比较模块(4)输出高电平信号；

风冷控制模块(6)，所述风冷控制模块(6)连接第二比较模块(4)并且响应于第二比较模块(4)输出的高电平信号，当风冷控制模块(6)接收到第二比较模块(4)输出的高电平信号时，风冷控制模块(6)控制风机(1122)得电启动。