CN113453512A - 一种变频柜散热装置及其散热方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变频柜散热装置，包括柜体、壳体、变频器、冷凝组件和风冷组件；其中，柜体，柜体内具有一密闭空间，壳体，安装在所述柜体的内壁上，所述壳体上开设有出风口，变频器，安装在所述壳体上，变频器上开设有进气口和出气口，冷凝组件，包括制冷部及水冷管，所述水冷管穿过所述壳体，所述制冷部设置在所述柜体外且与外部水泵连接，用于为所述水冷管制冷，风冷组件，安装在所述壳体内，用于将变频器热量向水冷管传递，进气口、出气口、水冷管、风冷组件及出风口形成一风冷循环系统，同时本发明还提供一种散热方法，通过内循环和外循环的双循环系统，达到排出散发在柜体内电气元件的热量的目的。

Description

一种变频柜散热装置及其散热方法

技术领域

本发明涉及变频柜领域，具体涉及一种变频柜散热装置及其散热方法。

背景技术

就CN201810926184.2的中国专利，其公开了一种高效散热的变频器机柜，包括散热柜体、顶盖、顶部防尘网组件、变频器元件、散热机构和散热风扇，所述散热柜体的顶部设有顶盖，所述顶盖内活动安装有顶部防尘网组件，所述顶部防尘网组件上设有锁定卡条，所述顶盖上开设有与锁定卡条相配合的卡槽，所述顶部防尘网组件的下方设有若干个散热风扇，所述散热柜体下方的两个侧壁设有进风口，所述散热柜体内设有变频器元件，所述变频器元件包括发热元件，所述发热元件的上方设有散热机构，所述散热机构包括水冷散热组件和散热翼组件，风冷与水冷结合的散热结构保证散热良好，并采用便于拆卸清洁的防尘滤网，有效隔绝杂质进入，能够解决变频器的散热结构散热效果差等问题；

其虽然解决了传统型仅用风冷散热效果差(尤其是当变频器机柜位于室外，且室外的环境温度较高时)的技术问题；

但是，当采用此技术方案在实际的使用过程中仍然会存在一定的问题；

上述专利采用水冷加风冷的双散热的方式进行散热，但是，由于变频器位于机柜内，而机柜内往往不只单单仅有变频器这一单一的电气元件，柜体还会有大量的电器元件，当柜内的大量的电气元件工作时，电气元件对应的散热装置会把热量全部散出到柜体内，从而使得柜体内的温度急剧升高，众所周知，电气元件为敏感类元器件，高温会对电气元件的运行造成一定的影响，也会对电气元件的使用寿命造成一定的影响，单纯的在柜体内安装风扇以及水冷系统来散除柜体内的热量效果又不是太好也会占用空间内存本不大的柜体的使用空间；

为此，急需解决现有技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明之目的在于提供一种变频柜散热装置及其散热方法，以解决柜体内残留大量变频器散热装置排出的热量的技术问题。

为实现上述目的，本发明之一种变频柜散热装置，包括柜体、壳体、变频器、冷凝组件和风冷组件；其中，

柜体，柜体内具有一密闭空间；

壳体，安装在所述柜体的内壁上，所述壳体上开设有出风口；

变频器，安装在所述壳体上，变频器上开设有进气口和出气口；

冷凝组件，包括制冷部及水冷管，所述水冷管穿过所述壳体，所述制冷部设置在所述柜体外且与外部水泵连接，用于为所述水冷管制冷；

风冷组件，安装在所述壳体内，用于将变频器热量向水冷管传递；

所述进气口、出气口、水冷管、风冷组件及出风口形成一风冷循环系统；

通过进气口、出气口、水冷管、风冷组件及出风口形成一风冷循环系统，其具体的工作流程为变频器内的热空气在其自身的散热组件的作用下，从变频器的出气口排出，热空气经过冷凝组件的水冷管(水冷管内装有循环流动的冷凝水)，与水冷管发生热交换，热交换的过程为：热空气在水冷管外，冷凝水在水冷管内，发生热交换的热空气变为冷空气，经过壳体的出风口，再次进入到变频器的进气口为变频器散热，循环上述过程，且从壳体的出风口引出的冷空气也可以为变频柜内其它的电器元件散热，值得注意的是风冷组件为该循环系统提供动力，发生热交换的水冷管内的热水被送出柜体外，在制冷部的作用下，再次冷凝，从而可以保证柜体内的温度始终被冷空气占据，从而解决了现有的热空气占据柜体内的目的，而柜体采用密封设计，不仅起到防止柜内的冷空气的冷气流失，从而影响柜体内的散热效率，同时，若柜体不密封(漏气)，则该风冷循环系统中的风冷组件的会因漏气出现抽风力度不足，从而影响风冷效率。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述风冷组件将所述壳体分割为上下两个空腔，上空腔壁开设有开口，下空腔壁开设有出风口；

所述水冷管设置于所述开口处；

所述变频器内设有设有第一风扇，所述进气口设置于所述出风口处，所述出气口朝向所述水冷管设置。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述壳体包括横板和两个竖板；其中，

两个所述竖板分别固定连接在所述横板的两端；

竖板，固定连接在所述柜体的内壁上。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述竖板上开设有滑槽，所述风冷组件设置在所述滑槽内。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述风冷组件包括框架和第二风扇，其中；

第二风扇，设置在所述框架内；

框架，设置在所述滑槽内。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述冷凝组件还包括机壳；其中，

机壳，开设有进口和出口，进口和出口处均设有滤网；

竖板，开设有开口，所述开口与所述出口相互连通；

水冷管，穿过所述机壳内，设置在所述机壳内的所述水冷管呈螺旋状分布。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述柜体包括两个柜门，两个所述柜门开合式的设置在所述柜体上，所述柜体与所述柜门的接触部设有密封圈。

作为上述技术方案的进一步描述：

本发明另一之变频柜散热装置对变频器进行散热的方法，包括内循环系统和外循环系统，其中，

内循环系统，变频器内的热风在风冷循环系统的风路中，在冷凝组件的作用下冷却降温，冷空气进入变频器中，再次为变频器降温；

外循环系统，位于风冷循环系统的水冷管与变频器内的热风经过热交换后，水冷管内的高温液体在柜体外的制冷部的作用下进行冷凝降温，从而将柜体内的热量带入到柜体外。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：

(一)：通过进气口、出气口、水冷管、风冷组件及出风口形成一风冷循环系统，其具体的工作流程为变频器内的热空气在其自身的散热组件的作用下，从变频器的出气口排出，热空气经过冷凝组件的水冷管(水冷管内装有循环流动的冷凝水)，与水冷管发生热交换，热交换的过程为：热空气在水冷管外，冷凝水在水冷管内，发生热交换的热空气变为冷空气，经过壳体的出风口，再次进入到变频器的进气口为变频器散热，循环上述过程，且从壳体的出风口引出的冷空气也可以为变频柜内其它的电器元件散热，值得注意的是风冷组件为该循环系统提供动力，发生热交换的水冷管内的热水被送出柜体外，在制冷部的作用下，再次冷凝，从而可以保证柜体内的温度始终被冷空气占据，从而解决了现有的热空气占据柜体内的目的，而柜体采用密封设计，不仅起到防止柜内的冷空气的冷气流失，从而影响柜体内的散热效率，同时，若柜体不密封(漏气)，则该风冷循环系统中的风冷组件的会因漏气出现抽风力度不足，从而影响风冷效率，再者，防止外界杂质进入柜体内，从而影响风冷组件的运行；

(二)：设置滑槽，起到使得风冷组件可以实现拆卸式的设置在滑槽内，便于更换第二风扇，正如上述所述，风冷组件为本发明的技术核心，尤其是风冷组件内的第二风扇为该风冷循环系统提供动力，当需要更换风冷组件时，只需拆卸框架与壳体的连接件，抽出框架，即可随时更换风冷组件，简单快捷，不会因更换麻烦导致企业停工停产，壳体与柜体的内壁形成一风冷通道；

(三)：冷凝组件设置滤网，起到过滤杂质的目的，防止杂质进入到风冷循环系统中的冷凝组件内，从而影响冷凝组件的正常使用，水冷管采用螺旋状分布，起到增加机壳内的水冷管与热空气的接触面积，从而使得壳体内的热空气能够快速有效地降温；

(四)：变频器内设置第一风扇：首先增强风冷循环系统的抽风力度，使得风冷循环系统内的动力更加强劲，其次，为变频器快速散热，变频器的冷空气能够快速进入到变频器中，并快速与变频器内的电气元件发生热交换，从而加快了变频器散热的进行；

(五)：设置密封圈起到增强柜体的密封效果，防止柜体因漏气影响影响风冷循环系统的动力(降低散热效率)和使用(杂质进入)。

附图说明

图1是本发明一种变频柜散热装置的立体图；

图2是本发明一种变频柜散热装置的另一视角的立体图；

图3是本发明一种变频柜散热装置的风冷循环系统图；

图4是本发明一种变频柜散热装置的冷凝组件示意图；

图5是本发明一种变频柜散热装置的风冷组件立体图。

图中：1、柜体；2、壳体；21、横板；22、竖板；221、滑槽；222、开口；23、出风口；24、顶板；3、变频器；31、进气口；32、出气口；33、第一风扇；4、冷凝组件；41、制冷部；42、水冷管；43、水泵；44、机壳；45、滤网；5、风冷组件；51、框架；52、第二风扇。

具体实施方式

为详细说明本发明之技术内容、构造特征、所达成目的及功效，以下兹例举实施例并配合附图详予说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明提供一种实施方案：

一方面，为实现上述目的，本发明之一种变频柜散热装置，包括；

冷凝组件4：用以降低高温液体的温度，请参阅图4所示，其主要由机壳44，水冷管42、水泵43和冷凝器组成，冷凝器与水泵43之间通过水冷管42进行连接，形成一循环水路，水泵43为循环水的流动提供动力，流经冷凝器内的液体在冷凝器的作用下，实现降温，为优化整体方案，部分水冷管42穿过机壳44，穿过机壳44部分的水冷管42呈螺旋形状分布，值得注意的是，水泵43与冷凝器均为现有的元器件，在此不做过多陈述，在其具体的选型过程中，根据变频柜内的变频器3的出风口23散出的热量，进行选型，从而适配降低变频器3柜体1内的温度的目的，且壳体2的前部与后部分别安装有滤网45；

风冷组件5：为风冷循环系统提供动力，请参阅图5所示，其主要由框架51和第二风扇52组成，四个第二风扇52安装在框架51内；

壳体2：用以为风冷循环系统提供一风道，请参阅图2所示，其主要由横板21、顶板24和两个竖板22组成，两个竖板22分别一体成型在横板21的左右两侧，顶板24一体成型在横板21的顶部，顶板24的后表面与竖板22的后表面位于同一水平面上，如此，当壳体2的后表面抵接在柜体1内的后壁时，壳体2能够稳定的贴合在柜体1的后壁上，防止风冷组件5的第二风扇52在运行时，壳体2与柜体1之间形成稳定的风道，不会出现因壳体2与柜体1之间漏气漏风的情况，从而影响风冷循环系统中的变频器3的出气口32散发出的热空气与水冷管42的热交换，最终影响风冷循环系统热交换功率，壳体2的两个竖板22上开设有供风冷组件安装的滑槽221；

变频器3，其内自带第一风扇33，用以为变频器3内的电气元件散热，变频器3为现有电器元件，在此不做过多陈述；

柜体1为开合门式柜体，柜体1的开合处设有硅胶垫圈，达到密封柜体1的目的；

一种变频柜散热装置的安装方式，请参阅图1所示，并结合图2所示；

S1：安装壳体2，将壳体2安装在柜体1的后壁上；

S2：组装风冷组件5，将多个第二风扇52通过多个螺栓安装在框架51内；

S3：安装风冷组件5，将风冷组件5安装在壳体2内的滑槽221内，通过螺栓实现风冷组件5与壳体2的固定；

S4：安装变频器3，将变频器3通过螺栓安装在壳体2的前部；

S5：安装冷凝组件4中的机壳44，将机壳44安装在壳体2的前部，机壳44内自带有螺旋分布的水冷管42，如图1所示，再将机壳44外部的两条水冷管42依次接入到柜体1外部的水泵43以及冷凝器；

为优化整体方案，冷凝组件4的安装位置位于变频器3的上方，且变频器3的出气口32位于变频器3的上部，根据热空气密度小，易于向上运动，因而可以加快风冷循环系统的运行；

风冷循环系统的工作原理：请参阅图3所示，并结合图4所示，变频器3内的第一风扇33将变频器3内的发热电气元件产生的热空气吹出到变频器3的出气口32处，此处的热空气(位于柜体1内)，在风冷组件5的第二风扇52的作用下，被吸入到冷凝组件4的机壳44内，此处的热空气与水冷管42发生热交换，从而达到降低热空气的温度的目的，使得热空气变为冷空气，冷空气顺着壳体2与柜体1之间的间隙，从壳体2的底部(即壳体2的出风口23)流出，此处的冷空气，在变频器3内的第一风扇33的作用下，被吸入到变频器3内，为变频器3内的发热电气元件降温(改变了传统型的变频器3内的第一风扇33仅起到散热的效果，大大改变了变频器3的使用环境，使得该变频柜位于高温的外界环境，依旧能够保证变频器3自身处于良好的使用环境内，即变频柜内的温度较好)，而冷凝组件4中的位于机壳44内的水冷管42，由于其与热空气发生热交换，从而使得水冷管42内的冷却水温度升高，变为高温水，高温水在水泵43的作用下，被抽出到冷凝器进行制冷(从而达到将柜体1内的热量带出柜体1外)，为下一次机壳44内的水冷管42与热空气热交换准备，循环上述过程，即为风冷循环系统；

另一方面，本发明另一之变频柜散热装置对变频器3进行散热的方法，包括内循环系统和外循环系统，其中，

内循环系统，变频器3内的热风在风冷循环系统的风路中，在冷凝组件的作用下冷却降温，冷空气进入变频器3中，再次为变频器3降温；

外循环系统，位于风冷循环系统的水冷管42与变频器3内的热风经过热交换后，水冷管42内的高温液体在柜体1外的制冷部41的作用下进行冷凝降温，从而将柜体1内的热量带入到柜体1外。

通过上述方案起到如下的技术效果：

(一)：通过进气口31、出气口32、水冷管42、风冷组件5及出风口23形成一风冷循环系统，其具体的工作流程为变频器3内的热空气在其自身的散热组件的作用下，从变频器3的出气口32排出，热空气经过冷凝组件4的水冷管42(水冷管42内装有循环流动的冷凝水)，与水冷管42发生热交换，热交换的过程为：热空气在水冷管42外，冷凝水在水冷管42内，发生热交换的热空气变为冷空气，经过壳体2的出风口23，再次进入到变频器3的进气口31为变频器3散热，循环上述过程，且从壳体2的出风口23引出的冷空气也可以为变频柜内其它的电器元件散热，值得注意的是风冷组件5为该循环系统提供动力，发生热交换的水冷管42内的热水被送出柜体1外，在冷凝器的作用下，再次冷凝，从而可以保证柜体1内的温度始终被冷空气占据，从而解决了现有的热空气占据柜体1内的目的，而柜体1采用硅胶垫圈进行密封，不仅起到防止柜体1内的冷空气的冷气流失，从而影响柜体1内的散热效率，同时，若柜体1不密封(漏气)，则该风冷循环系统中的风冷组件5的会因漏气出现抽风力度不足，从而影响风冷效率，再者，防止外界杂质进入柜体1内，从而影响风冷组件5的运行；

(二)：设置滑槽221，起到使得风冷组件5可以实现拆卸式的设置在滑槽221内，便于更换第二风扇52，正如上述所述，风冷组件5为本发明的技术核心，尤其是风冷组件5内的第二风扇52为该风冷循环系统提供动力，当需要更换风冷组件5时，只需拆卸框架51与壳体2的连接件，抽出框架51，即可随时更换风冷组件5，简单快捷，不会因更换麻烦导致企业停工停产，壳体2与柜体1的内壁形成一风冷通道；

(三)：冷凝组件4设置滤网45，起到过滤杂质的目的，防止杂质进入到风冷循环系统中的冷凝组件4内，从而影响冷凝组件4的正常使用，水冷管42采用螺旋状分布，起到增加机壳44内的水冷管42与热空气的接触面积，从而使得壳体2内的热空气能够快速有效地降温；

(四)：变频器3内设置第一风扇33：首先增强风冷循环系统的抽风力度，使得风冷循环系统内的动力更加强劲，其次，为变频器3快速散热，变频器3的冷空气能够快速进入到变频器3中，并快速与变频器3内的电气元件发生热交换，从而加快了变频器3散热的进行；

(五)：设置密封圈起到增强柜体1的密封效果，防止柜体1因漏气影响影响风冷循环系统的动力(降低散热效率)和使用(杂质进入)；

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种变频柜散热装置，其特征在于：包括柜体(1)、壳体(2)、变频器(3)、冷凝组件(4)和风冷组件(5)；其中，

柜体(1)，柜体(1)内具有一密闭空间；

壳体(2)，安装在所述柜体(1)的内壁上，所述壳体(2)上开设有出风口(23)；

变频器(3)，安装在所述壳体(2)上，变频器(3)上开设有进气口(31)和出气口(32)；

冷凝组件(4)，包括制冷部(41)及水冷管(42)，所述水冷管(42)穿过所述壳体(2)，所述制冷部(41)设置在所述柜体(1)外且与外部水泵(43)连接，用于为所述水冷管(42)制冷；

风冷组件(5)，安装在所述壳体(2)内，用于将变频器(3)热量向水冷管(42)传递；

所述进气口(31)、出气口(32)、水冷管(42)、风冷组件(5)及出风口(23)形成一风冷循环系统。

2.根据权利要求1所述的一种变频柜散热装置，其特征在于：

所述风冷组件(5)将所述壳体(2)分割为上下两个空腔，上空腔壁开设有开口(222)，下空腔壁开设有出风口(23)；

所述水冷管(42)设置于所述开口(222)处；

所述变频器(3)内设有设有第一风扇(33)，所述进气口(31)设置于所述出风口(23)处，所述出气口(32)朝向所述水冷管(42)设置。

3.根据权利要求1所述的一种变频柜散热装置，其特征在于：所述壳体(2)包括横板(21)和两个竖板(22)；其中，

两个所述竖板(22)分别固定连接在所述横板(21)的两端；

竖板(22)，固定连接在所述柜体(1)的内壁上。

4.根据权利要求3所述的一种变频柜散热装置，其特征在于：所述竖板(22)上开设有滑槽(221)，所述风冷组件(5)设置在所述滑槽(221)内。

5.根据权利要求4所述的一种变频柜散热装置，其特征在于：所述风冷组件(5)包括框架(51)和第二风扇(52)，其中；

第二风扇(52)，设置在所述框架(51)内；

框架(51)，设置在所述滑槽(221)内。

6.根据权利要求3所述的一种变频柜散热装置，其特征在于：所述冷凝组件(4)还包括机壳(44)；其中，

机壳(44)，开设有进口和出口，进口和出口处均设有滤网(45)；

所述竖板(22)，开设有开口(222)，所述开口(222)与所述出口相互连通；

水冷管(42)，穿过所述机壳(44)内，设置在所述机壳(44)内的所述水冷管(42)呈螺旋状分布。

7.根据权利要求1所述的一种变频柜散热装置，其特征在于：所述柜体(1)包括两个柜门，两个所述柜门开合式的设置在所述柜体(1)上，所述柜体(1)与所述柜门的接触部设有密封圈。

8.一种采用如权利要求1-7任一项所述的变频柜散热装置对变频器进行散热的方法，其特征在于：包括内循环系统和外循环系统，其中，

内循环系统，变频器内的热风在风冷循环系统的风路中，在冷凝组件的作用下冷却降温，冷空气进入变频器中，再次为变频器降温；

外循环系统，位于风冷循环系统的水冷管与变频器内的热风经过热交换后，水冷管内的高温液体在柜体外的制冷部的作用下进行冷凝降温，从而将柜体内的热量带入到柜体外。

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