CN203181484U - 户外智能终端箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于放置设备的控制箱，尤其是一种用于放置电子设备的户外智能终端箱。本实用新型主要针对现有控制箱柜散热不良、易凝露的缺点，提供一种具有高效降温、可靠防凝露、能量消耗低的户外智能终端箱。其具体技术方案为：一种户外智能终端箱，包括箱体外壳，箱体外壳内设置有用于放置智能装置的机箱，箱体外壳外侧设置有拉门，其特征在于，所述的箱体外壳内部、机箱的周围设置有自循环式热管、散热片和风扇。

Description

户外智能终端箱

技术领域

本实用新型涉及一种用于放置设备的控制箱，尤其是一种用于放置电子设备的户外智能终端箱。

背景技术

目前，随着数字化变电站数量的增多，在电气设备的安装过程中，越来越多的智能终端被安装在开关场地的一次设备附近，这样既可以节省安装费又可以减少安装过程的复杂程度。但由于现场的运行环境比较恶劣，高温，粉尘、水汽等各种外界因素都会引起智能控制设备的损坏，为了保证其中各元器件的正常运行，需要给智能终端提供一个良好的工作环境。

近年来，电子技术发展迅速，随着电子器件的频率及集成电路集成度的提高，单位容积发热量迅速增大。电气设备的运行实践表明，随着温度的升高，电子器件的失效率呈指数上升趋势。超出器件的工作温度范围时，其性能显著下降，不能稳定工作，影响系统的可靠性。研究表明，单个半导体元件的温度超出正常范围 10℃，系统的可靠性下降50%。在许多环境条件恶劣的场合，电子器件必须放在一个密闭的机柜中，以防止环境中的灰尘、腐蚀性气体和雨水等对电子器件的损害，但这同时也会影响电子器件的散热，可能导致电气设备或系统功能的降低、失效或损坏。为了保证密闭机柜中电子器件的可靠工作，机柜中的电子器件散发的热量必须及时地排至外部．由于机柜是密封的，散热条件较差，因此，为了保证系统高效可靠地工作，必须采取一些必要的措施加强其散热，将电子器件产生的热量及时排到外界环境中，以保持机柜内的温度在正常工作范围内 。

根据DL/T 478-2001《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》要求，现场安装的微机型自动装置的工作环境要求是在正常工作大气条件下环境温度:为－5℃一+40℃；相对湿度:5一95％，即装置内部既无凝露，也不应结冰。

放置在开关场地的智能控制箱最主要的作用是给内部装置提供一个相对良好的环境，减少外界温、湿度和电磁干扰的影响。在保证运行的可靠性的同时应尽量减少对外部能量的依赖和损耗。

密闭工业机柜的常用散热方式主要有以下几种类型。

1）工业机柜壳体直接对外散热： 

一般情况下将电子设备紧靠机柜的侧壁安装，电子元件散发的热量可直接通过壳体的侧壁传导出去。然而，由于往往只有一部分壳体侧壁和发热体接触，大部分侧壁起不到散热作用，所以散热效果比较差。此方式仅适用于散热量小的场合，如一些通讯中继设备的散热。

2）制冷型工业机柜散热：

此方法是在密闭工业机柜内安装一套小型制冷装置来消除器件散发的热量，维持电子器件的正常工作温度，国内外已有这方面的成熟产品。这种方法优点是有较大的散热量，容易实现温度控制。缺点是价格昂贵；耗能量大；结构复杂；安装不便；控制相对复杂；维护工作量大。因此，适用于对工作温度要求高的电子设备。

3） 新型密闭工业机柜热管散热器：

热管结构及传热原理：

在众多的传热元件中，热管是最有效的传热元件之一，它可以将大量的热量通过很小的截面远距离传输而不需外加动力。热管是依靠自身内部工作液体的相变来实现传热的传热元件，具有结构紧凑、高导热性、良好的等温性、热流密度可变性和良好的环境适应性等基本特性，在电子电器工程中应用很多。热管的典型结构如图1示。它以一封闭的管子作为壳体，内表面镶套着多孔毛细吸液芯，壳体抽成一定的真空后充以适当的工作液体，使紧贴管壁的吸液芯中充满工作液体即成热管。热管的一端为蒸发段（吸热段），另一端为冷凝段（放热段），根据应用需要在两段中间可布置绝热段，如图2所示。 

热管的工作过程：

热管蒸发段受热，使工作液体吸热汽化，蒸汽在压差的作用下高速流向冷凝段，在冷凝段向冷源放出汽化潜热而凝结成液体，凝结液在毛细吸液芯的作用下，从冷凝段返回蒸发段，完成一个循环。如此循环不停，热源的热量就不停地由热管的一端传到另一端。

防止內箱凝露：

在昼夜温差大且空气潮湿的地方，端子箱柜体内顶部、内壁均有可能凝结水珠。凝结的水珠在重力的作用下，若滴落至运行的端子排上，会造成二次回路的短路或接地，甚至造成断路器的误动，危害极大，因此迫切需要减少凝露在户外智能箱内发生。

凝露及发生机理：

凝露：是指环境温度低于当时的露点温度,空气中的水蒸气凝结成水珠。

露点温度：是指空气中水蒸气达到饱和状态而液化成露珠所需要温度。

相对湿度：是指在一定时间内,某处空气中所含水蒸汽量与该气温下饱和水蒸汽量的百分比。

(1)在一定的温度条件下，空气中的相对湿度越高,露点温度越接近环境空气温度，凝露越容易发生；

(2)露点温度接近环境空气温度,凝露容易发生；

(3)不管空气中的温度如何,形成结露的露点温度始终是低于环境温度。要想防止凝露的发生,必须使不允许发生凝露部位的表面温度始终高于其环境空气的凝露点温度。

因此扩大环境温度与露点温度的差值是预防凝露发生的关键。

发明内容

本实用新型主要针对现有控制箱柜散热不良、易凝露的缺点，发明一种具有高效降温、可靠防凝露、能量消耗低的户外智能终端箱。

本实用新型的上述技术问题是通过以下技术方案得以实施的：一种户外智能终端箱，包括箱体外壳，箱体外壳内设置有用于放置智能装置的机箱，箱体外壳外侧设置有拉门，其特征在于，所述的箱体外壳内部、机箱的周围设置有循环式热管、散热片和风扇。

作为优选，所述的箱体外壳内部分隔为若干部分，其中，中间部分设置成密闭内箱，密闭内箱和箱体外壳的两侧壁面之间设置成侧壁箱体。设置成铝制外壳密闭內箱，利于夏季高温散热，防止外部潮气进入；设置含有热绝缘填料的侧壁箱体，用于容纳外部散热片和风扇，有利于夏季高温期间內箱热量的散发，同时减少夏季外部热量进入和冬季内部热量散发。

作为优选，所述的密闭内箱中部设置有机箱，机箱上方设置有自循环式热管，紧贴智能终端装置上部的自循环式热管，用于吸收智能终端装置产生的热量，并且将吸收的热量散发，为了提高散热效果，可以将热管做成各种合适的形状，使热管的蒸发段和发热元件接触，而热管的冷凝段与壳体侧壁接触，热量通过热管分散到壳体的各个部分，增大散热面积，大大提高散热效率；所述自循环式热管的上方设置有内箱散热片和内箱风扇，在冬季和潮湿的季节，除了有利于散发智能终端的热量之外，还能够提高內箱温度，减少凝露的发生。

作为优选，所述的侧壁箱体中部设置有外箱散热片和外箱风扇。用于夏季高温期间散发内箱热量。

作为优选，所述的箱体外壳的前后面分别设置有双层绝缘结构的前拉门、后拉门；设置成双层热绝缘结构的前拉门、后拉门，有利于减少夏季外部热量进入和冬季内部热量散发。

综上所述，本实用新型与现有技术相比具有如下优点。

本实用新型不开设观察窗，有效防止内部产生凝露。

本实用新型采用热管散热技术，既可避免风冷散热的降温效果有限，噪音大，风扇使用寿命短的缺点；又可避免水冷散热体积大、安装和维护不方便，容易滴漏、安全性不高，价格相对较高的缺点；可以大大缩短 品研发周期、节约设备投资、降低研发经费，提高产品的性能和科技含量。

附图说明

图1是热管典型结构示意图；

图2是热管分段布置示意图；

图3是本实用新型的结构示意图。

图中标号为：1、箱体外壳；2、机箱；3、密闭内箱；4、侧壁箱体；5、自循环式热管；6、外箱散热片；7、外箱风扇；8、内箱风扇；9、内箱散热片；10、前拉门；11、蒸发段；12、蒸汽；13、冷凝段；21、管壳；22、吸液芯；23、蒸发段；24、绝热段；25、冷凝段。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1：

如图3所示，一种户外智能终端箱，包括一个箱体外壳1，箱体外壳1的内部空间被分隔为三部分，其中，中间部分设置成铝质外壳密闭内箱3，该铝质外壳密闭内箱3和箱体外壳1的两侧壁面之间设置成侧壁箱体4，侧壁箱体4含有热绝缘填料。

所述箱体外壳1内中间部分的密闭内箱3中部设置有一个铝质外壳密闭机箱2，该铝质外壳密闭机箱2上方设置有自循环式热管5，自循环式热管5蒸发段和放置智能终端装置的密闭机箱接触，而冷凝段与箱体外壳1接触，所述自循环式热管5的上方设置有内箱散热片9和内箱风扇8。

所述箱体外壳1内两侧的侧壁箱体4中部设置有外箱散热片6和外箱风扇7。

所述的箱体外壳1的前后面分别设置有双层绝缘结构的前拉门10、后拉门。

采用热管散热技术既可避免风冷散热的降温效果有限，噪音大，风扇使用寿命短的缺点。又可避免水冷散热体积大、安装和维护不方便，容易滴漏、安全性不高，价格相对较高的缺点。可以大大缩短 品研发周期、节约设备投资、降低研发经费，提高产品的性能和科技含量

在电力电子行业，因为热管自冷散热系统无需风扇、没有噪音、免维修、安全可靠、使用寿命长，热管风冷甚至自冷可以取代水冷系统，节约水资源和相关的辅助设备投资。此外，热管散热还能将发热件集中，甚至密封，而将散热部分移到外部或远处，能防尘、防潮、防爆，提高电器 设备的安全可靠性和应用范围 。因而可以广泛应用在工业变流技术、软启动技术、变频调速技术、无功补偿 技术等 电力半导体分立器件、模块和组件等 电力电子设备上。可以说热管散热器的出现，是解决电力电子装置散热问题的重大突破。

通过上述的换热过程，实现将密闭机柜内的热量传递到外部环境中而与环境大气没有任何气体交换。

本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种户外智能终端箱，包括箱体外壳（1），箱体外壳内设置有用于放置智能装置的机箱（2），箱体外壳外侧设置有拉门，其特征在于，所述的箱体外壳内部、机箱的周围设置有自循环式热管（5）、散热片和风扇。

2.根据权利要求1所述的户外智能终端箱，其特征在于，所述的箱体外壳内部分隔为若干部分，其中，中间部分设置成密闭内箱（3），密闭内箱和箱体外壳的两侧壁面之间设置成侧壁箱体（4）。

3.根据权利要求2所述的户外智能终端箱，其特征在于，所述的密闭内箱（3）中部设置有机箱，机箱上方设置有自循环式热管，所述自循环式热管的上方设置有内箱散热片（9）和内箱风扇（8）。

4.根据权利要求2所述的户外智能终端箱，其特征在于，所述的侧壁箱体中部设置有外箱散热片（6）和外箱风扇（7）。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的户外智能终端箱，其特征在于，所述的箱体外壳的前后面分别设置有双层绝缘结构的前拉门（10）、后拉门。

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