CN113690770B - 一种具有智能温控功能的开关柜及其温控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有智能温控功能的开关柜，包括柜体，所述柜体的下端设置有底座，所述底座的内部设置有温控组件，所述温控组件包括固定安装在底座中部的半导体制冷片，所述半导体制冷片散热面设置有吸热管，所述半导体制冷片的吸热面设置有冷气管，所述底座的两端设置有热气风扇和冷气风扇，所述热气风扇与吸热管的一端连通，所述冷气风扇与冷气管的一端连通；通过设计的温控组件，在使用时通过温控组件中半导体制冷片的运行进行制冷和散热，同时通过吸热管和冷气管对空气进行加热和降温，然后通入柜体内进行升温和降温，在使用时升降温更加方便有效，且不必加装多种升温和降温组件一个组件即可完成，避免增加体积。

Description

一种具有智能温控功能的开关柜及其温控方法

技术领域

本发明属于开关柜技术领域，具体涉及一种具有智能温控功能的开关柜及其温控方法。

背景技术

开关柜是一种电气设备，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；按照电压等级分类通常将AC1000V及以下称为低压开关柜、AC1000V以上称为高压开关柜，有时也将高压柜中电压为AC10kV的称为中压柜。

现有的开关柜在使用时柜内元件由于长期运行会出现温度过高，导致内部元件长时间杂高温环境中使用加快老化的现象，或在冬天使用时柜内温度过低，导致较低的温度影响内部元件运行的问题，为此我们提出一种具有智能温控功能的开关柜及其温控方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有智能温控功能的开关柜及其温控方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有智能温控功能的开关柜，包括柜体，所述柜体的下端设置有底座，所述底座的内部设置有温控组件，所述温控组件包括固定安装在底座中部的半导体制冷片，所述半导体制冷片散热面设置有吸热管，所述半导体制冷片的吸热面设置有冷气管，所述底座的两端设置有热气风扇和冷气风扇，所述热气风扇与吸热管的一端连通，所述冷气风扇与冷气管的一端连通，所述底座的上表面两端设置有热气出口和冷气出口，所述热气出口和冷气出口的上端与柜体内连通，所述热气出口与吸热管上远离热气风扇的一端连通，所述冷气出口与冷气管上远离冷气风扇的一端连通。

优选的，所述吸热管和冷气管的形状均设置为S形，且吸热管和冷气管贴合在半导体制冷片的表面。

优选的，所述底座包括与柜体固定连接的防护外壳和设置在防护外壳内部的内绝热板，所述防护外壳和内绝热板之间设置有内缓冲层和隔热层，所述内缓冲层固定安装在防护外壳的内壁上，所述隔热层固定安装在内绝热板的表面，所述内缓冲层和隔热层相互贴合固定。

优选的，所述柜体的上端两侧设置有出气口，所述底座的两端设置有进气口，且进气口的位置与冷气风扇和热气风扇的位置对应，所述进气口的一侧设置有防尘网。

优选的，所述柜体的内部两端设置有导气管，且导气管位于热气出口和冷气出口的上端，所述导气管的一侧设置有排气口，所述柜体的内壁设置有温度传感器。

优选的，所述导气管包括管道主体，所述管道主体的一侧设置有阶梯导向板，所述阶梯导向板的内壁固定连接有导向斜板。

优选的，所述导气管的内部对应排气口的位置设置有开关组件，所述排气口的内侧设置有防尘网。

优选的，所述开关组件包括转动安装在管道主体内壁上的转动外环和固定安装在管道主体内壁上的开关电动杆，所述转动外环的下侧设置有连接架，所述开关电动杆一端的活塞杆滑动安装在连接架内，所述转动外环的内侧转动连接有连接杆，所述连接杆的一端转动连接有开关板，所述管道主体的一侧设置有导向环，且开关板位于导向环的内侧。

优选的，所述转动外环的表面开设有限位槽，所述限位槽的内部设置有定位钉，且定位钉固定安装在管道主体上。

一种具有智能温控功能的开关柜的温控方法，包括以下步骤：

S1、通过温度传感器对柜体内的温度进行感应，然后半导体制冷片运行进行散热和吸热；

S2、在柜体内温度过低时，通过热气风扇运行使空气进入吸热管内，通过吸热管吸收半导体制冷片散发的热量，然后对内部的空气加热，然后通过热气出口进入柜体内；

S3、在柜体内温度过高时，通过冷气风扇运行使空气进入冷气管内，通过冷气管吸收空气热量，然后通过半导体制冷片吸热作用对内部的空气降温，再通过冷气出口进入柜体内；

S4、空气通过热气出口或冷气出口进入柜体内部的导气管内，通过导气管的阶梯导向板和导向斜板对空气进行导向，从而使空气均匀从排气口排出，且在排出时根据温度传感器的感应通过开关组件控制排气口开关，可以准确对温度过高或过低的位置进行快速升降温。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.通过设计的温控组件，在使用时通过温控组件中半导体制冷片的运行进行制冷和散热，同时通过吸热管和冷气管对空气进行加热和降温，然后通入柜体内进行升温和降温，在使用时升降温更加方便有效，且不必加装多种升温和降温组件一个组件即可完成，避免增加体积。

2.通过设计的导气管、排气口和温度传感器，在使用时通过温度传感器感应柜体内部稳定，通过导气管导向使冷气风扇和热气风扇运行通入的热气和冷气均匀分布在底座内，从而均匀对柜体内进行制冷或加热。

3.通过设计的开关组件，在使用时可以对排气口进行开合和关闭，从而根据需要对柜体内的对应位置进行准确的降温和加热，从而能够达到准确进行温度控制的作用，从而进行快速的升降温。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的底座结构示意图；

图3为本发明的导气管安装示意图；

图4为本发明的导气管结构示意图；

图5为本发明的开关组件结构示意图；

图中：1、底座；2、柜体；3、出气口；4、进气口；5、温控组件；6、防护外壳；7、内缓冲层；8、隔热层；9、内绝热板；10、半导体制冷片；11、吸热管；12、冷气管；13、热气风扇；14、热气出口；15、冷气风扇；16、冷气出口；17、导气管；18、排气口；19、温度传感器；20、管道主体；21、阶梯导向板；22、导向斜板；23、开关组件；24、转动外环；25、连接杆；26、开关板；27、导向环；28、定位钉；29、限位槽；30、连接架；31、开关电动杆。

具体实施方式

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，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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。

实施例一：

请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：一种具有智能温控功能的开关柜，包括柜体2，柜体2的下端设置有底座1，底座1的内部设置有温控组件5，温控组件5包括固定安装在底座1中部的半导体制冷片10，半导体制冷片10散热面设置有吸热管11，半导体制冷片10的吸热面设置有冷气管12，底座1的两端设置有热气风扇13和冷气风扇15，热气风扇13与吸热管11的一端连通，冷气风扇15与冷气管12的一端连通，底座1的上表面两端设置有热气出口14和冷气出口16，热气出口14和冷气出口16的上端与柜体2内连通，热气出口14与吸热管11上远离热气风扇13的一端连通，冷气出口16与冷气管12上远离冷气风扇15的一端连通，通过冷气风扇15运行使外部空气进入冷气管12内，然后通过半导体制冷片10吸热作用对冷气管12和内部的空气降温，再通过冷气出口16进入柜体2内进行降温，在温度过低时通过热气风扇13运行使空气进入吸热管11内，通过吸热管11吸收半导体制冷片10散发的热量，然后对内部的空气加热，然后通过热气出口14进入柜体2内，从而对柜体2内加热。

进一步地，可参阅图1和图2，吸热管11和冷气管12的形状均设置为S形，且吸热管11和冷气管12贴合在半导体制冷片10的表面，底座1包括与柜体2固定连接的防护外壳6和设置在防护外壳6内部的内绝热板9，防护外壳6和内绝热板9之间设置有内缓冲层7和隔热层8，内缓冲层7固定安装在防护外壳6的内壁上，隔热层8固定安装在内绝热板9的表面，内缓冲层7和隔热层8相互贴合固定，通过底座1的内缓冲层7和隔热层8对底座1内进行隔温，从而减少半导体制冷片10的运行影响外部的温度变化，柜体2的上端两侧设置有出气口3，底座1的两端设置有进气口4，且进气口4的位置与冷气风扇15和热气风扇13的位置对应，进气口4的一侧设置有防尘网，方便空气通过进气口4进入底座1内，并通过出气口3方便柜体2排气。

一种具有智能温控功能的开关柜的温控方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、通过温度传感器19对柜体2内的温度进行感应，然后半导体制冷片10运行进行散热和吸热；

S2、在柜体2内温度过低时，通过热气风扇13运行使空气进入吸热管11内，通过吸热管11吸收半导体制冷片10散发的热量，然后对内部的空气加热，然后通过热气出口14进入柜体2内；

S3、在柜体2内温度过高时，通过冷气风扇15运行使空气进入冷气管12内，通过冷气管12吸收空气热量，然后通过半导体制冷片10吸热作用对内部的空气降温，再通过冷气出口16进入柜体2内。

从上述描述可知，本发明具有以下有益效果：

实施例二：

请参阅图1至图5所示，在实施例一的基础上，本发明提供一种技术方案：柜体2的内部两端设置有导气管17，且导气管17位于热气出口14和冷气出口16的上端，导气管17的一侧设置有排气口18，柜体2的内壁设置有温度传感器19，导气管17包括管道主体20，管道主体20的一侧设置有阶梯导向板21，阶梯导向板21的内壁固定连接有导向斜板22，通过热气出口14和冷气出口16进入柜体2内的导气管17内的气体，通过阶梯导向板21和导向斜板22对气体进行导向，从而使气体均匀从排气口18排出从而对柜体2内均匀升降温。

进一步地，可参阅图4和图5，导气管17的内部对应排气口18的位置设置有开关组件23，排气口18的内侧设置有防尘网，开关组件23包括转动安装在管道主体20内壁上的转动外环24和固定安装在管道主体20内壁上的开关电动杆31，转动外环24的下侧设置有连接架30，开关电动杆31一端的活塞杆滑动安装在连接架30内，转动外环24的内侧转动连接有连接杆25，连接杆25的一端转动连接有开关板26，管道主体20的一侧设置有导向环27，且开关板26位于导向环27的内侧，转动外环24的表面开设有限位槽29，限位槽29的内部设置有定位钉28，且定位钉28固定安装在管道主体20上，通过开关组件23控制排气口18的开关，从而可以根据需要对固定位置进行快速升降温。

一种具有智能温控功能的开关柜的温控方法，包括以下步骤：

S1、通过温度传感器19对柜体2内的温度进行感应，然后半导体制冷片10运行进行散热和吸热；

S2、在柜体2内温度过低时，通过热气风扇13运行使空气进入吸热管11内，通过吸热管11吸收半导体制冷片10散发的热量，然后对内部的空气加热，然后通过热气出口14进入柜体2内；

S3、在柜体2内温度过高时，通过冷气风扇15运行使空气进入冷气管12内，通过冷气管12吸收空气热量，然后通过半导体制冷片10吸热作用对内部的空气降温，再通过冷气出口16进入柜体2内；

S4、空气通过热气出口14或冷气出口16进入柜体2内部的导气管17内，通过导气管17的阶梯导向板21和导向斜板22对空气进行导向，从而使空气均匀从排气口18排出，且在排出时根据温度传感器19的感应通过开关组件23控制排气口18开关，可以准确对温度过高或过低的位置进行快速升降温。

采用上述的导气管17、排气口18和温度传感器19，在使用时通过温度传感器19感应柜体2内部稳定，通过导气管17导向使冷气风扇15和热气风扇13运行通入的热气和冷气均匀分布在底座1内，从而均匀对柜体2内进行制冷或加热。

采用上述的开关组件23，在使用时可以对排气口18进行开合和关闭，从而根据需要对柜体2内的对应位置进行准确的降温和加热，从而能够达到准确进行温度控制的作用，从而进行快速的升降温。

本发明的半导体制冷片10，也叫热电制冷片是一种热泵。它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。半导体制冷片10是一个热传递的工具。当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转移，热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端。但是半导体自身存在电阻当电流经过半导体时就会产生热量，从而会影响热传递。而且两个极板之间的热量也会通过空气和半导体材料自身进行逆向热传递。当冷热端达到一定温差，这两种热传递的量相等时，就会达到一个平衡点，正逆向热传递相互抵消。此时冷热端的温度就不会继续发生变化。为了达到更低的温度，可以采取散热等方式降低热端的温度来实现。

本发明的工作原理及使用流程：在使用时把开关柜安装在使用位置，在运行时会出现内部温度过高，可以通过冷气风扇15运行使外部空气进入冷气管12内，然后通过半导体制冷片10吸热作用对冷气管12和内部的空气降温，再通过冷气出口16进入柜体2内的导气管17内，然后根据温度传感器19的感应通过开关组件23控制排气口18开关，对温度较高位置进行快速降温，在温度过低时通过热气风扇13运行使空气进入吸热管11内，通过吸热管11吸收半导体制冷片10散发的热量，然后对内部的空气加热，然后通过热气出口14进入柜体2内的导气管17内，通过阶梯导向板21和导向斜板22对空气进行导向，从而使空气均匀从排气口18排出从而对柜体2内均匀加热，在使用时通过底座1的内缓冲层7和隔热层8对底座1内进行隔温，从而减少半导体制冷片10的运行影响外部的温度变化，在开关组件23开关时通过开关电动杆31驱动连接架30从而带动转动外环24转动，转动外环24带动连接杆25推动开关板26转动，从而使开关板26转动对排气口18进行开关。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种具有智能温控功能的开关柜，包括柜体(2)，其特征在于：所述柜体(2)的下端设置有底座(1)，所述底座(1)的内部设置有温控组件(5)，所述温控组件(5)包括固定安装在底座(1)中部的半导体制冷片(10)，所述半导体制冷片(10)散热面设置有吸热管(11)，所述半导体制冷片(10)的吸热面设置有冷气管(12)，所述底座(1)的两端设置有热气风扇(13)和冷气风扇(15)，所述热气风扇(13)与吸热管(11)的一端连通，所述冷气风扇(15)与冷气管(12)的一端连通，所述底座(1)的上表面两端设置有热气出口(14)和冷气出口(16)，所述热气出口(14)和冷气出口(16)的上端与柜体(2)内连通，所述热气出口(14)与吸热管(11)上远离热气风扇(13)的一端连通，所述冷气出口(16)与冷气管(12)上远离冷气风扇(15)的一端连通；所述底座(1)包括与柜体(2)固定连接的防护外壳(6)和设置在防护外壳(6)内部的内绝热板(9)，所述防护外壳(6)和内绝热板(9)之间设置有内缓冲层(7)和隔热层(8)，所述内缓冲层(7)固定安装在防护外壳(6)的内壁上，所述隔热层(8)固定安装在内绝热板(9)的表面，所述内缓冲层(7)和隔热层(8)相互贴合固定；所述柜体(2)的内部两端设置有导气管(17)，且导气管(17)位于热气出口(14)和冷气出口(16)的上端，所述导气管(17)的一侧设置有排气口(18)，所述柜体(2)的内壁设置有温度传感器(19)；所述导气管(17)包括管道主体(20)，所述管道主体(20)的一侧设置有阶梯导向板(21)，所述阶梯导向板(21)的内壁固定连接有导向斜板(22)；所述导气管(17)的内部对应排气口(18)的位置设置有开关组件(23)，所述排气口(18)的内侧设置有防尘网；所述开关组件(23)包括转动安装在管道主体(20)内壁上的转动外环(24)和固定安装在管道主体(20)内壁上的开关电动杆(31)，所述转动外环(24)的下侧设置有连接架(30)，所述开关电动杆(31)一端的活塞杆滑动安装在连接架(30)内，所述转动外环(24)的内侧转动连接有连接杆(25)，所述连接杆(25)的一端转动连接有开关板(26)，所述管道主体(20)的一侧设置有导向环(27)，且开关板(26)位于导向环(27)的内侧；所述转动外环(24)的表面开设有限位槽(29)，所述限位槽(29)的内部设置有定位钉(28)，且定位钉(28)固定安装在管道主体(20)上。

2.根据权利要求1所述的一种具有智能温控功能的开关柜，其特征在于：所述吸热管(11)和冷气管(12)的形状均设置为S形，且吸热管(11)和冷气管(12)贴合在半导体制冷片(10)的表面。

3.根据权利要求1所述的一种具有智能温控功能的开关柜，其特征在于：所述柜体(2)的上端两侧设置有出气口(3)，所述底座(1)的两端设置有进气口(4)，且进气口(4)的位置与冷气风扇(15)和热气风扇(13)的位置对应，所述进气口(4)的一侧设置有防尘网。

4.一种具有智能温控功能的开关柜的温控方法，其特征在于：包括权利要求1-3任一所述开关柜，温控方法具体步骤如下：

S1、通过温度传感器(19)对柜体(2)内的温度进行感应，然后半导体制冷片(10)运行进行散热和吸热；

S2、在柜体(2)内温度过低时，通过热气风扇(13)运行使空气进入吸热管(11)内，通过吸热管(11)吸收半导体制冷片(10)散发的热量，然后对内部的空气加热，然后通过热气出口(14)进入柜体(2)内；

S3、在柜体(2)内温度过高时，通过冷气风扇(15)运行使空气进入冷气管(12)内，通过冷气管(12)吸收空气热量，然后通过半导体制冷片(10)吸热作用对内部的空气降温，再通过冷气出口(16)进入柜体(2)内；

S4、空气通过热气出口(14)或冷气出口(16)进入柜体(2)内部的导气管(17)内，通过导气管(17)的阶梯导向板(21)和导向斜板(22)对空气进行导向，从而使空气均匀从排气口(18)排出，且在排出时根据温度传感器(19)的感应通过开关组件(23)控制排气口(18)开关，可以准确对温度过高或过低的位置进行快速升降温。

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