CN110621145B - 密封柜体的散热方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种密封柜体的散热方法及系统，所述方法包括：检测柜体内导热系数大于空气的第一气体浓度；当所述第一气体浓度小于第一预设阈值时，将所述柜体内的空气排出；向所述柜体内充入所述第一气体直至所述第一气体浓度大于等于第一预设阈值，使所述第一气体在所述柜体和冷却装置之间循环流动进行散热。由于第一气体的导热系数大于空气的导热系数，同等体积的空气和第一气体，后者可带走更多的热量，从而快速降低柜体内的温度，使柜体内的元器件处于适温环境下工作。因此，不仅能够保证元器件的稳定性，使机柜正常运行；而且能够保证元器件的使用寿命。

Description

密封柜体的散热方法及系统

技术领域

本发明涉及电器技术领域，尤其涉及一种密封柜体的散热方法及系统。

背景技术

控制柜有许多种，比如变频控制柜、高低压控制柜、防爆控制柜等。控制柜内设有大量的元器件，由于元器件不能在高温环境下长期工作，因此，需要对元器件进行散热。在现有技术中，控制柜的冷却大多以空气为介质，但是冷却效果差。在冬天还好，因为环境温度较低，所以对元器件的影响较小。一旦在夏天，由于环境温度较高，元器件发热之后柜内的温度会持续升高，加上空气的冷却效果差，无法快速降低柜内的温度，从而影响元器件的性能，导致控制柜的运行速度变慢，甚至出现死机的现象。而且，元器件长期处于高温环境下，容易缩短元器件的使用寿命。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中以空气为介质的冷却方式导致的散热效率差，影响元器件和机柜的正常使用，提供了一种密封柜体的散热方法及系统。

一种密封柜体的散热方法，所述方法包括：检测柜体内导热系数大于空气的第一气体浓度；当所述第一气体浓度小于第一预设阈值时，将所述柜体内的空气排出；向所述柜体内充入所述第一气体直至所述第一气体浓度大于等于第一预设阈值，使所述第一气体在所述柜体和冷却装置之间循环流动进行散热。

其中，所述第一气体的密度比空气小。

其中，通过向所述柜体内充入所述第一气体将所述柜体内的空气排出。

其中，通过向所述柜体内充入密度不同于所述第一气体且不与所述第一气体反应的第二气体将所述柜体内的空气排出，直至所述第二气体浓度大于等于第二预设阈值；并在所述第一气体充入过程中对所述第二气体进行回收

其中，所述第二气体为二氧化碳。

其中，所述第一气体为氢气或氦气。

其中，当所述第一气体泄漏时，发出报警信号。

一种密封柜体的散热系统，采用上述的密封柜体的散热方法。

其中，包括：排气装置，用于排出所述柜体内的空气；第一检测仪，对所述柜体内的所述第一气体浓度进行检测；管路装置，将所述冷却装置与所述柜体连接成可供所述第一气体循环流动的散热回路；第一供气装置，用于提供所述第一气体；以及控制器，对所述第一检测仪进行控制，并根据所述第一检测仪所检测的第一气体浓度控制所述排气装置、所述管路装置以及所述第一供气装置运作。

其中，所述管路装置包括：将所述冷却装置和柜体的进气口、出气口连接成所述散热回路的管路，用于驱动所述第一气体在所述散热回路中循环流动的驱动部件。

其中，所述驱动部件包括设置在所述进气口处的第一排气风机和/或设置在所述出气口处的第二排气风机。

其中，所述驱动部件包括设置在所述柜体底部的循环风机。

其中，所述第一供气装置与所述冷却装置连通，所述管路装置包括设置在所述出气口处的第一进气阀。

其中，所述第一供气装置通过第一进气阀与所述柜体连通。

其中，还包括：第二供气装置，接收所述控制器的指令来提供或回收第二气体；第二检测仪，接收所述控制器的指令对柜体内的所述第二气体浓度进行检测。

其中，所述第二供气装置包括：第二进气阀，通过所述第二进气阀与所述柜体连接用来释放或存储所述第二气体的置换模块。

其中，还包括用于当所述第一气体发生泄漏时发出报警信号的报警器。

其中，所述管路装置或柜体内靠近所述第一气体进气口处设有第一气体干燥器。

上述密封柜体的散热方法及系统，通过检测第一气体浓度，以防止第一气体浓度达不到要求而发生意外；当第一气体浓度小于第一预设阈值时，先将柜体内的空气排出，以防止第一气体和空气混合而发生意外；然后向柜体内充入第一气体直至第一气体浓度大于等于第一预设阈值，最后使第一气体在柜体和冷却装置之间循环散热。由于第一气体的导热系数大于空气的导热系数，同等体积的空气和第一气体，后者可带走更多的热量，从而快速降低柜体内的温度，使柜体内的元器件处于适温环境下工作。因此，不仅能够保证元器件的稳定性，使机柜正常运行；而且能够保证元器件的使用寿命。

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是根据本发明的一个实施例的密封柜体的散热系统的结构示意图。

图2是根据本发明的一个实施例的密封柜体的散热方法的流程示意图。

图3是根据本发明的一个实施例的密封柜体的散热方法的整体流程示意图。

100、密封柜体的散热系统；1、柜体；2、排气装置；3、第一检测仪； 41、第一进气阀；42、管路；431、第一排气风机；432、第二排气风机；433、循环风机；5、第一供气装置；6、控制器；7、第二供气装置；71、第二进气阀；8、第二检测仪；9、冷却装置；10、报警器；11、第一气体干燥器；12、触摸屏。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做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。

图1是根据本发明的一个实施例的密封柜体的散热系统的结构示意图。

从图中可以看出，该密封柜体的散热系统100可以具有排气装置2、第一检测仪3、管路装置、第一供气装置5以及控制器6，排气装置2用于排出柜体1内的空气；第一检测仪3用于对柜体1内的第一气体浓度进行检测；管路装置用于将冷却装置9与柜体1连接成可供第一气体循环流动的散热回路；第一供气装置5与冷却装置9连通，用于提供第一气体；控制器6用于对第一检测仪3进行控制，并根据第一检测仪3所检测的第一气体浓度控制排气装置2、管路装置以及第一供气装置5运作。

其中，控制器6用于控制第一供气装置5向柜体1内充入第一气体，并当第一检测仪3检测到的第一气体浓度大于等于第一预设阈值时，控制管路装置工作。

在本实施例中，通过第一检测仪3检测第一气体浓度，以防止第一气体浓度达不到要求而发生意外；当第一检测仪3检测到的第一气体浓度小于第一预设阈值时，先将柜体1内的空气排出，以防止第一气体和空气混合而发生意外；然后向柜体1内充入第一气体直至第一气体浓度大于等于第一预设阈值，最后使第一气体在柜体1和冷却装置9之间循环散热。由于第一气体的导热系数大于空气的导热系数，同等体积的空气和第一气体，后者可带走更多的热量，从而快速降低柜体1内的温度，使柜体1内的元器件处于适温环境下工作。因此，不仅能够保证元器件的稳定性，使机柜正常运行；而且能够保证元器件的使用寿命。

在本实施例中，通过第一检测仪3连续三次检测第一气体浓度是否大于等于第一预设阈值，从而保证机柜的安全性。

在现有技术中，由于采用散热风扇并以空气为介质进行散热，外部的空气容易进入柜体内，导致粉尘堆积在元器件上，从而影响元器件的散热。由于散热风扇需要与外部空气进行流通，因此，外部的水分容易通过散热风扇进入柜体内，导致柜体的防护等级低。

在本实施例中，由于不需要与外部空气流通，整个柜体1采用密封的结构，外部的粉尘和水分无法进入柜体1内，因此，使得元器件处于安全的环境下工作，从而提高了机柜的可靠性。

以下通过三种方式介绍如何将柜体1内的空气排出：

第一种方式，在本实施例中，该密封柜体的散热系统100可以具有第二供气装置7和第二检测仪8，第二供气装置7用于向柜体1内充入或回收密度不同于第一气体且不与第一气体反应的第二气体；第二检测仪8设置在柜体1内用于检测第二气体浓度。

具体地，控制器6用于当第一检测仪3检测到的第一气体浓度小于第一预设阈值时，控制第二供气装置7向柜体1内充入第二气体，并打开排气装置2，以使柜体1内的空气从排气装置2排出；当第二检测仪8检测到的第二气体浓度大于等于第二预设阈值时，控制第一供气装置5向柜体1内充入第一气体，并关闭排气装置2，以使柜体1内的第二气体回收至第二供气装置7内。通过回收利用第二气体，从而提高第二气体的利用率，不仅降低了成本，而且更加环保。

更具体地，第二供气装置7和柜体1连通的位置临近柜体1的底部，排气装置2和柜体1连通的位置临近柜体1的顶部，第二供气装置7充入的第二气体从柜体1的底部进入，迫使空气从柜体1顶部的排气装置2排出。

第二种方式，在一个实施例中，可以直接通过充入不与空气反应的第一气体将柜体1内的空气排出。

第三种方式，在一个实施例中，该密封柜体的散热系统100可以具有真空机和真空度检测仪，真空机和柜体1连通，真空度检测仪设置在机柜内，控制器6用于控制真空机抽出柜体1内的空气，并当真空度检测仪检测到的真空度大于预设真空度时，控制真空机停止工作以及控制第一供气装置5产生第一气体。

在本实施例中，第一供气装置5与冷却装置9连通，管路装置包括设置在出气口处的第一进气阀41。第一供气装置5提供的第一气体经过冷却装置9预先冷却，从而提高散热效率。当第二检测仪8检测到的第二气体浓度大于等于第二预设阈值时，控制器6用于打开第一进气阀41，以使第一气体充入柜体1内。

在一个实施例中，第一供气装置5通过第一进气阀41与柜体1连通。

在本实施例中，管路装置包括将冷却装置9和柜体1的进气口、出气口连接成散热回路的管路42，用于驱动第一气体在散热回路中循环流动的驱动部件。

在本实施例中，驱动部件包括设置在柜体1内的第一排气风机431和/或第二排气风机432，第一排气风机431的风向由柜体1吹向冷却装置9，第二排气风机432的风向由冷却装置9吹向柜体1，控制器6用于控制第一排气风机431和/或第二排气风机432转动，以使第一气体在散热回路中循环流动。通过第一排气风机431和/或第二排气风机432能够加快第一气体循环流动的速度，从而提高散热效率。

在本实施例中，驱动部件包括设置在柜体1底部的循环风机433，控制器6用于控制循环风机433转动，以使第一气体在柜体1内循环流动，从而使柜体1内部散热均匀。

在本实施例中，第二供气装置7包括第二进气阀71，通过第二进气阀71与柜体1连接用来释放或存储第二气体的置换模块。当第一检测仪3检测到的第一气体浓度小于第一预设阈值时，控制器6用于打开第二进气阀71，以使第二气体充入柜体1内；当第一检测仪3检测到的第一气体浓度大于等于第一预设阈值时，控制器6用于关闭第二进气阀71。

在本实施例中，第一气体的密度比空气的密度小，从而减小第一气体在流动过程中的阻力，提高散热效率。

在本实施例中，第一气体为氢气，第一预设阈值为96%。由于氢气的密度只有空气的1/14，因此，能够大大减小在流动过程中的阻力，从而大大提高散热效率。由于氢气的导热系数是空气的6.7倍左右，因此，在同等体积下，氢气能够带走更多的热量，从而快速降低柜体1内元器件的温度。由于氢气不助燃，当柜体1内的元器件发生绝缘击穿时，能够避免火灾的发生，从而提高散热系统的安全性。由于氢气不起氧化作用，因此，能够提高元器件的使用寿命。

在一个实施例中，第一气体也可以为氦气。

在本实施例中，第二气体为二氧化碳，第二预设阈值为85%。将二氧化碳充入柜体1内，由于二氧化碳的密度比空气大，二氧化碳从柜体1底部进入并不断累积，迫使空气从柜体1顶部的排气装置2排出，因此，通过二氧化碳能够将柜体1内的空气排除干净，防止氢气和空气混合而发生爆炸，从而提高散热系统的安全性。

在本实施例中，柜体1上设有报警器10，报警器10用于当第一气体发生泄漏时，发出报警信号。通过报警器10实时监控柜体1内的第一气体，一旦第一气体发生泄漏，从而及时提醒用户进行处理，提高散热系统的安全性。

在本实施例中，柜体1内设有第一气体干燥器11，第一气体干燥器11能够除去第一气体中的水份，从而防止元器件受潮，保证元器件的使用寿命。

在本实施例中，第一供气装置5为电解水制氢机。

在本实施例中，柜体1上设有触摸屏12，通过触摸屏12能够方便用户操作。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种密封柜体的散热方法，该方法具体包括如下步骤：

S102，检测柜体1内导热系数大于空气的第一气体浓度。

具体地，通过第一检测仪3检测柜体1内第一气体浓度。

S104，当第一气体浓度小于第一预设阈值时，将柜体1内的空气排出。

具体地，当第一检测仪3检测到的第一气体浓度小于第一预设阈值时，将柜体1内的空气通过排气装置2排出。

在一个实施例中，空气可以通过第一气体排出。

在一个实施例中，空气也可以通过第二气体排出。

在一个实施例中，空气还可以通过真空机排出。

S106，向柜体1内充入第一气体直至第一气体浓度大于等于第一预设阈值，使第一气体在柜体1和冷却装置9之间循环流动进行散热。

具体地，控制器6控制第一供气装置5向柜体1内充入第一气体，当第一检测仪3检测到的第一气体浓度大于等于第一预设阈值时，控制器6通过管路装置使第一气体在柜体1和冷却装置9之间循环流动进行散热。

在本实施例中，该方法还包括通过向柜体1内充入密度不同于第一气体且不与第一气体反应的第二气体将柜体内的空气排出，直至第二气体浓度大于等于第二预设阈值；并在第一气体充入过程中对第二气体进行回收。

在本实施例中，该方法还包括当第一气体泄漏时，发出报警信号。

为更好的理解上述实施例，以下给出密封柜体的散热方法的整体流程，如图3所示：

第一步：检测柜体1内的第一气体浓度。

在本实施例中，第一气体为氢气。

第二步：判断柜体1内的第一气体浓度是否大于等于96%，如果第一气体浓度小于96%，进入第三步；否则，进入第九步。

第三步：打开排气装置2。

在本实施例中，排气装置2为排气阀。

第四步：使第二供气装置7中的第二气体充入柜体1内。

在本实施例中，第二气体为二氧化碳。

第五步：判断柜体1内的第二气体浓度是否大于等于85%，如果第二气体浓度大于等于85%，进入第六步，否则，转入第四步。

第六步：关闭排气装置2。

第七步：使第一供气装置5中的第一气体充入柜体1内。

第八步：判断柜体1内的第一气体浓度是否大于等于96%，如果第一气体浓度大于等于96%，进入第九步；否则，转入第七步。

第九步：启动管路装置，使第一气体在柜体1和冷却装置9之间循环散热。

以上为对本发明所提供的一种密封柜体的散热方法及系统的描述，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施例及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (13)

1.一种密封柜体的散热方法，其特征在于，所述散热方法包括：

检测柜体内导热系数大于空气且密度小于空气的第一气体浓度；

当所述第一气体浓度小于第一预设阈值时，通过从所述柜体底部向柜体内充入密度不同于所述第一气体且不与所述第一气体反应的第二气体，将所述柜体内的空气从柜体顶部的排气装置排出，直至所述第二气体浓度大于等于第二预设阈值；

当所述第二气体浓度大于等于第二预设阈值，向所述柜体内充入所述第一气体直至所述第一气体浓度大于等于第一预设阈值，并关闭所述排气装置，使所述第一气体在所述柜体和冷却装置之间循环流动进行散热；

所述第二气体为二氧化碳。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一气体为氢气或氦气。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

当所述第一气体泄漏时，发出报警信号。

4.一种密封柜体的散热系统，其特征在于，采用如权利要求1所述的密封柜体的散热方法。

5.根据权利要求4所述的密封柜体的散热系统，其特征在于，包括：

排气装置，用于排出所述柜体内的空气；

第一检测仪，对所述柜体内的所述第一气体浓度进行检测；

管路装置，将所述冷却装置与所述柜体连接成可供所述第一气体循环流动的散热回路；

第二检测仪，对柜体内的所述第二气体浓度进行检测；

第一供气装置，用于提供所述第一气体；

第二供气装置，用于提供或回收第二气体；以及控制器，对所述第一检测仪、第二检测仪进行控制，并根据所述第一检测仪所检测的第一气体浓度控制所述排气装置、所述管路装置以及所述第一供气装置运作，根据所述第二检测仪所检测的第二气体浓度控制所述第二供气装置运作。

6.根据权利要求5所述的密封柜体的散热系统，其特征在于，所述管路装置包括：将所述冷却装置和柜体的进气口、出气口连接成所述散热回路的管路，用于驱动所述第一气体在所述散热回路中循环流动的驱动部件。

7.根据权利要求6所述的密封柜体的散热系统，其特征在于，所述驱动部件包括设置在所述进气口处的第一排气风机和/或设置在所述出气口处的第二排气风机。

8.根据权利要求7所述的密封柜体的散热系统，其特征在于，所述驱动部件包括设置在所述柜体底部的循环风机。

9.根据权利要求7所述的密封柜体的散热系统，其特征在于，所述第一供气装置与所述冷却装置连通，所述管路装置包括设置在所述出气口处的第一进气阀。

10.根据权利要求5所述的密封柜体的散热系统，其特征在于，所述第一供气装置通过第一进气阀与所述柜体连通。

11.根据权利要求5所述的密封柜体的散热系统，其特征在于，所述第二供气装置包括：第二进气阀，通过所述第二进气阀与所述柜体连接用来释放或存储所述第二气体的置换模块。

12.根据权利要求5所述的密封柜体的散热系统，其特征在于，还包括用于当所述第一气体发生泄漏时发出报警信号的报警器。

13.根据权利要求5所述的密封柜体的散热系统，其特征在于，所述管路装置或柜体内靠近所述第一气体进气口处设有第一气体干燥器。

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