CN110061428A - 一种防尘散热开关柜 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种防尘散热开关柜，包括柜体、换热器、异型热管，通过换热器使室外冷空气与柜内热空气进行热交换，将柜内电子模块产生的热量由柜内带到柜外，进而给开关柜内的电子模块降温，换热器可以将柜外冷空气与柜内热空气以逆向对流的方式进行热交换，增强了换热效率，提高了开关柜的散热效果；在开关柜柜体的侧壁上嵌设冷凝板，在开关柜内侧顶部设置异型热管，利用热管技术将开关柜内的电子模块产生的热量吸收再传递到柜外，提高了开关柜的散热效果；在换热器进出风口处设置防尘网罩，使开关柜在散热的过程中不用打开柜门，外界的灰尘也不能进入柜内，起到很好的防尘效果，且防尘网罩为可拆卸的，可以及时清洗或者更换。

Description

一种防尘散热开关柜

技术领域

本发明涉及开关柜技术领域，尤其涉及一种防尘散热开关柜。

背景技术

开关柜是一种电气设备，控制各种设备的开与关。开关柜外线先进入柜内主控开关，然后进入分控开关，各分路按其需要设置。如仪表，自控，电动机磁力开关，各种交流接触器等，有的还设高压室与低压室开关柜，设有高压母线，如发电厂等，有的还设有为保主要设备的低周减载。开关柜内的部件主要有断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器以及各种保护装置等。开关柜的分类方法很多，如通过断路器安装方式可以分为移开式开关柜和固定式开关柜；或按照柜体结构的不同，可分为敞开式开关柜、金属封闭开关柜、和金属封闭铠装式开关柜；根据电压等级不同又可分为高压开关柜、中压开关柜和低压开关柜等。

开关柜内的电子模块单元在工作时会产生大量的热，必须及时散发掉，否则会引起开关柜内的温度上升，影响电子模块单元正常工作。

现有的方式主要是在开关柜的顶板或者侧壁开设散热孔的散热方式，利用自然空气对流来进行散热，但是由于散热孔和自然空气对流所起到的散热效果有限，因此在使用时，开关柜内的温度依然较高。

除此之外，开关柜在使用过程或者在放置过程中，灰尘也比较多，极易从散热孔进入到柜体内部，对柜内环境造成破坏，进一步缩短设备的使用寿命，也易造成电路短路问题。

发明内容

为克服现有技术中存在的散热不佳和灰尘进入柜体的问题，本发明提供了一种防尘散热开关柜。

一种防尘散热开关柜，包括柜体、换热器、异型热管，柜体的前后两侧分别设置有柜门，在柜门上至少安装有一个换热器，所述换热器包括外壳体、热交换芯片、换热隔片，换热隔片固定连接在外壳体内并将外壳体的内部分割成前腔室、后腔室，换热隔片的上下两侧分别设置有一个连通前腔室和后腔室的通孔，前腔室设置在柜体外，后腔室设置在柜体内，前腔室与后腔室内分别安装有至少两个的热交换芯片，相邻两个热交换芯片间隔且错位排布以形成弯折的空气流动通道，在前腔室的上下两侧分别设置有柜外出风口、柜外进风口，在后腔室的上下两侧分别设置有柜内进风口、柜内出风口，在柜外进风口与柜内进风口处分别安装有换气扇，柜体的左右两侧嵌设有冷凝板，所述冷凝板上设置有冷凝回路，所述异型热管位于柜体的上端，所述异型热管内有相变液体，所述异型热管与所述冷凝回路相连接，形成所述相变液体运动的循环回路，所述异型热管和冷凝回路的内侧壁还设有吸液芯，为毛细多孔材料。

在本发明一优选实施例中，所述柜外进风口、柜内进风口处都可拆卸地安装有罩住换气扇的防尘网罩。

在本发明一优选实施例中，所述柜外出风口与柜内出风口处安装有换气扇，柜外出风口与柜内出风口处可拆卸地安装有罩住换气扇的防尘网罩。

在本发明一优选实施例中，所述柜体的顶壁和/或侧壁上至少安装有一个换热器，换热器的前腔室设置在柜体外，换热器的后腔室设置在柜体内。

在本发明一优选实施例中，所述柜体的前后两侧的柜门都是双开门，双开门的每扇门面上有安装有一个换热器，换热器的前腔室设置在柜体外，换热器的后腔室设置在柜体内。

在本发明一优选实施例中，所述冷凝板朝向所述柜体外的一侧具有翅片。

在本发明一优选实施例中，所述冷凝回路通过吹胀技术形成于所述冷凝板中。

在本发明一优选实施例中，所述冷凝板采用PE板。

在本发明一优选实施例中，所述相变液体为酒精、氨水、丙酮、氢氟烃制冷剂、碳氢制冷剂中的任意一种。

在本发明一优选实施例中，所述异型热管和所述冷凝板之间连接的管路从所述冷凝板下端伸出，并向上弯折至所述异型热管。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过在开关柜柜体上安装换热器，可以使柜外冷空气与柜内热空气进行热交换，将柜内电子模块产生的热量由柜内带到柜外，进而给开关柜柜内的电子模块降温，换热器可以将柜外冷空气与柜内热空气以逆向对流的方式进行热交换，增强了换热效率，提高了开关柜的散热效果；

(2)本发明通过在柜外出风口、柜外进风口、柜内进风口、柜内出风口处设置防尘网罩，使开关柜在散热的过程中不用打开柜门，外界的灰尘也进入不到换热器与开关柜柜内，起到很好的防尘效果，且防尘网罩为可拆卸的，可以及时清洗或者更换；

(3)本发明通过在开关柜柜体的侧壁上嵌设冷凝板，在开关柜内侧顶部设置异型热管，利用热管技术将开关柜内的电子模块产生的热量吸收再传递到柜外，提高了开关柜的散热效果。

附图说明

图1是本发明一种防尘散热开关柜实施例1的主视结构示意图；

图2是图1中的散热器放大后的结构示意图；

图3是图1中的散热器放大后的左视结构示意图；

图4是本发明一种防尘散热开关柜实施例1的开关柜内剖面结构示意图；

图5是本发明一种防尘散热开关柜实施例2的开关柜内剖面结构示意图；

图6是本发明一种防尘散热开关柜实施例3的开关柜内剖面结构示意图；

图中：1-柜体；2-柜门；3-外壳体；4-热交换芯片；5-换热隔片；6-前腔室；7-后腔室；8-通孔；9-柜外出风口；10-柜外进风口；11-柜内进风口；12-柜内出风口；13-换气扇；14-防尘网罩；15-柜外冷空气；16-柜内热空气；21-冷凝板；22-冷凝回路；23-翅片。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

请参看图1-3，是一种防尘散热开关柜的优选实施例，包括柜体1、换热器、异型热管，柜体1的前后两侧分别设置有柜门2，柜门2都是双开门，在每个柜门2上安装有一个换热器，换热器包括外壳体3、热交换芯片4、换热隔片5，换热隔片5固定连接在外壳体3内并将外壳体3的内部分割成前腔室6、后腔室7，换热隔片5的上下两侧分别设置有一个连通前腔室6和后腔室7的通孔8，前腔室6设置在柜体1外，后腔室7设置在柜体1内，前腔室6与后腔室7内分别安装有至少两个的热交换芯片4，相邻两个热交换芯片4间隔且错位排布以形成弯折的空气流动通道，在前腔室6的上下两侧分别设置有柜外出风口9、柜外进风口10，在后腔室7的上下两侧分别设置有柜内进风口11、柜内出风口12，在柜外进风口10与柜内进风口11处分别安装有换气扇13。

当开关柜通电后，换热器上的换气扇13也会随之运行，在换气扇13的作用下，室外冷空气15由开关柜柜体1下部的柜外进风口10进入到前腔室6内，进入到前腔室6内的柜外冷空气15分成两股，一股直接通过通孔8、柜内出风口12进入到开关柜柜体1内给电子模块降温，另一股穿过热交换芯片4形成的弯折的空气流动通道，从柜外出风口9处排出，电子模块在运行过程中产生的柜内热空气16，由柜内进风口11进入到后腔室7后同样分成两股，一股直接通过柜内进风口11、通孔8、柜外出风口9排出到柜外，给开关柜内的电子模块降温，另一股穿过热交换芯片4形成的弯折的空气流动通道，从柜内出风口12处返回到开关柜柜体1内，柜外冷空气15与柜内热空气16通过换热隔片5进行热交换，柜内热空气16的大部分热量都被柜外冷空气15带走，被冷却的柜内热空气16从柜内出风口12处又返回到开关柜柜体1内，进而给电子模块降温，柜外冷空气15被加热后又从柜外出风口9处排出，按照这样的工作模式，给运行的电子模块进行持续散热，柜外冷空气15与柜内热空气16逆向对流，这样可以提高换热效率，相邻两个热交换芯片4间隔且错位排布以形成弯折的空气流动通道，这样不仅可以增加柜外冷空气15与柜内热空气16在换热器内的停留时间，还可以增大换热面积，进一步提高换热器的换热效率，以此达到更好的散热效果。

进一步的，在本实施例中，所述柜外进风口10、柜内进风口11处都可拆卸地安装有罩住换气扇13的防尘网罩14。

更进一步的，在本实施例中，所述柜外出风口9与柜内出风口12处安装有换气扇13，柜外出风口9与柜内出风口12处可拆卸地安装有罩住换气扇13的防尘网罩14。

加装易拆卸清理的防尘网罩14，可以有效避免外界灰尘进入到换热器内，灰尘长时间堆积在热交换芯片4与换热隔片5上，最终会影响换热器的换热效率，此外本发明由于在散热的过程中不用打开柜门2，因此外界的灰尘也进入不到开关柜柜体1内。在柜外出风口9与柜内出风口12处也安装有换气扇13，这样可以增快柜外冷空气15与柜内热空气16的循环速率，加快换热器的换热效率，增强对电子模块的散热效果。

请参看图4，本实施例中，柜体1的左右两侧还嵌设有冷凝板21，所述冷凝板21上设置有冷凝回路22，所述异型热管位于柜体1的上端，所述异型热管内有相变液体，异型热管与所述冷凝回路22相连接，形成所述相变液体运动的循环回路。异型热管和所述冷凝板21之间连接的管路从所述冷凝板21下端伸出，并向上弯折至所述异型热管。相变液体在异型热管内通过相变的方式吸收热能，并在冷凝回路22中通过相变的方式释放所吸收的热能。

进一步的，本实施例中的异型热管与冷凝回路22之间的连接方式如图4所示，相变液体的出口和入口可以均位于异型热管中的同一侧，这样会使得异型热管与冷凝回路22之间的连接管路的耗材较少，降低生产成本。

所述异型热管和冷凝回路的内侧壁还设有吸液芯，为毛细多孔材料。

在本实施例中，所述冷凝板21采用PE板，所述冷凝回路22通过吹胀技术形成于所述冷凝板21中。这样冷凝回路22与冷凝板21成为一体，而冷凝板21嵌设在柜体1侧面，使得相变液体在冷凝回路22中的运动即是在冷凝板21中运动，可以与柜外做最大限度的接触，增强了散热能力。

进一步的，异型热管中的相变液体吸收了足够的、由电子模块产生的热量后，发生物理相变，比如从液相变成气象，由于自身的物理作用或者作用到该相变液体的外部作用力，使得发生了相变的相变液体运动到冷凝板21中的冷凝回路22中。由于冷凝板21是作为柜体1的一部分，与外界直接接触，所以相变液体可以在通过冷凝板21时与外界做热量交换，即进行散热。当相变液体散发出的热量到一定程度时，相变液体会重新回到常温下的状态，例如从气相回到液相，并通过相变液体自身的物理作用和/或作用到相变液体的外部作用力，利用冷凝回路22和异型热管之间的循环回路重新回到异型热管中。如此循环，以达到为开关柜散热的目的。

在本实施例中，所述相变液体为酒精、氨水、丙酮、氢氟烃制冷剂、碳氢制冷剂中的任意一种。

进一步的，相变液体在室温状态下是液体，而吸收一定的热量之后就会变成气体，由于气体本身的扩散性，其将会进入到冷凝回路22中，通过与外界的热交换，就可以将热量散发掉，相变液体重新回到液体的状态，并返回至异型热管。当相变液体在运动时，整个循环回路内部就都具有相变液体，对于异型热管来说，相变液体从异型热管流出的口设定为出口，流入的口设定为入口。可通过异型热管内的负压环境以及异型热管和冷凝回路的内侧壁的吸液芯，毛细多孔材料来驱动相变液体在循环回路中流动。

本发明通过在开关柜柜体上安装换热器，可以使柜外冷空气与柜内热空气进行热交换，将柜内电子模块产生的热量由柜内带到柜外，进而给开关柜柜内的电子模块降温，换热器可以将柜外冷空气与柜内热空气以逆向对流的方式进行热交换，增强了换热效率，提高了开关柜的散热效果；通过在柜外出风口、柜外进风口、柜内进风口、柜内出风口处设置防尘网罩，使开关柜在散热的过程中不用打开柜门，外界的灰尘也进入不到换热器与开关柜柜内，起到很好的防尘效果，且防尘网罩为可拆卸的，可以及时清洗或者更换；通过在开关柜柜体的侧壁上嵌设冷凝板，在开关柜内侧顶部设置异型热管，利用热管技术将开关柜内的电子模块产生的热量吸收再传递到柜外，提高了开关柜的散热效果。

实施例2：

请参看图5，与实施例1的区别是，本实施例的左右侧面只取一侧面嵌设冷凝板21。

实施例3：

请参看图6，与实施例1的区别是，本实施例的左右侧面只取一侧面嵌设冷凝板，在所述冷凝板21朝向所述柜体1外的一侧具有翅片23，用来增强冷凝板21的散热能力。

实施例4：

本实施例与实施例1的区别是，在柜体1的顶壁增加一个换热器，换热器的前腔室6设置在柜体1外，换热器的后腔室7设置在柜体1内。

实施例5：

本实施例与实施例2的区别是，在柜体1没有嵌设冷凝板103的一个侧面新增一个换热器，换热器的前腔室6设置在柜体1外，换热器的后腔室7设置在柜体1内。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种防尘散热开关柜，其特征在于包括柜体(1)、换热器、异型热管，所述柜体(1)的前后两侧分别设置有柜门(2)，在柜门(2)上至少安装有一个换热器，所述换热器包括外壳体(3)、热交换芯片(4)、换热隔片(5)，换热隔片(5)固定连接在外壳体(3)内并将外壳体(3)的内部分割成前腔室(6)、后腔室(7)，换热隔片(5)的上下两侧分别设置有一个连通前腔室(6)和后腔室(7)的通孔(8)，前腔室(6)设置在柜体(1)外，后腔室(7)设置在柜体(1)内，前腔室(6)与后腔室(7)内分别安装有至少两个的热交换芯片(4)，相邻两个热交换芯片(4)间隔且错位排布以形成弯折的空气流动通道，在前腔室(6)的上下两侧分别设置有柜外出风口(9)、柜外进风口(10)，在后腔室(7)的上下两侧分别设置有柜内进风口(11)、柜内出风口(12)，在柜外进风口(10)与柜内进风口(11)处分别安装有换气扇(13)，所述柜体(1)的左右两侧嵌设有冷凝板(21)，所述冷凝板(21)上设置有冷凝回路(22)，所述异型热管位于柜体(1)的上端，所述异型热管内有相变液体，所述异型热管与所述冷凝回路(22)相连接，形成所述相变液体运动的循环回路，所述异型热管和冷凝回路的内侧壁还设有吸液芯，为毛细多孔材料。

2.根据权利要求1所述的一种防尘散热开关柜，其特征在于：所述柜外进风口(10)、柜内进风口(11)处都可拆卸地安装有罩住换气扇(13)的防尘网罩(14)。

3.根据权利要求1所述的一种防尘散热开关柜，其特征在于：所述柜外出风口(9)与柜内出风口(12)处安装有换气扇(13)，柜外出风口(9)与柜内出风口(12)处可拆卸地安装有罩住换气扇(13)的防尘网罩(14)。

4.根据权利要求1所述的一种防尘散热开关柜，其特征在于：所述柜体(1)的顶壁和/或侧壁上至少安装有一个换热器，换热器的前腔室(6)设置在柜体(1)外，换热器的后腔室(7)设置在柜体(1)内。

5.根据权利要求1所述的一种防尘散热开关柜，其特征在于：所述柜体(1)的前后两侧的柜门(2)都是双开门，双开门的每扇门面上有安装有一个换热器，换热器的前腔室(6)设置在柜体(1)外，换热器的后腔室(7)设置在柜体(1)内。

6.根据权利要求1所述的一种防尘散热开关柜，其特征在于：所述冷凝板(21)朝向所述柜体(1)外的一侧具有翅片(23)。

7.根据权利要求1所述的一种防尘散热开关柜，其特征在于：所述冷凝回路(22)通过吹胀技术形成于所述冷凝板(21)中。

8.根据权利要求1所述的一种防尘散热开关柜，其特征在于：所述冷凝板(21)采用PE板。

9.根据权利要求1所述的一种防尘散热开关柜，其特征在于：所述相变液体为酒精、氨水、丙酮、氢氟烃制冷剂、碳氢制冷剂中的任意一种。

10.根据权利要求1所述的一种防尘散热开关柜，其特征在于：所述异型热管和所述冷凝板(21)之间连接的管路从所述冷凝板(21)下端伸出，并向上弯折至所述异型热管。