CN205161018U - 电气柜温度湿度控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电气柜温度湿度控制系统，涉及电气设备领域。其中的系统包括：蒸发器；膨胀阀；和膨胀阀控制装置；其中，所述膨胀阀设置在所述蒸发器与制冷剂储存器之间，所述膨胀阀控制装置与所述膨胀阀电连接，用于调节所述膨胀阀的开度，所述蒸发器能够与电气柜内部的空气进行热交换。本实用新型利用蒸发器对电气柜的温度和湿度进行控制，既可以降低电气柜内部的温度，也可以使电气柜内部的热空气冷凝，冷凝水排出电气柜，从而有效降低电气柜的温度和湿度，兼顾温度和湿度的调节，在电气柜内形成相对恒温恒湿的环境。并且，通过膨胀阀控制装置调节制冷剂的流量，可以实现电气柜温湿度控制力度的调节。

Description

电气柜温度湿度控制系统

技术领域

本实用新型涉及电气设备领域，特别涉及一种电气柜温度湿度控制系统。

背景技术

电气柜内的温度和湿度保持在合理的范围之内对保证电气柜的可靠性及寿命十分重要。电气柜内分布着诸多电器元件，若电气柜内温度过高，轻则导致元器件降额使用，重则导致元器件过温损毁，系统无法正常工作；若电气柜内湿度过高，则将导致柜体内出现凝露，一方面导致各种电器元件因电化学腐蚀损坏，影响电气柜的可靠性及寿命，另一方面因凝露导致的电气连接短路可能会引起系统工作异常，甚至酿成事故。

目前电气柜降温大多采用风冷散热方式，通过风扇将电气柜内的热空气抽出去达到散热目的。电气柜除湿大多采用电加热器持续通电的方法，此方法的缺陷是电加热器持续加热，影响柜体降温，使得降温和除湿无法兼顾。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的一个技术问题是电气柜的降温和除湿无法兼顾的问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供一种电气柜温度湿度控制系统，包括：蒸发器；膨胀阀；和膨胀阀控制装置；其中，所述膨胀阀设置在所述蒸发器与制冷剂储存器之间，所述膨胀阀控制装置与所述膨胀阀电连接，用于调节所述膨胀阀的开度，所述蒸发器能够与电气柜内部的空气进行热交换。

在一个实施例中，所述系统还包括：温湿度控制单元；其中，所述温湿度控制单元与所述膨胀阀控制装置电连接，用于根据电气柜内部的温度和湿度向所述膨胀阀控制装置传输控制信号，所述膨胀阀控制装置用于根据所述温湿度控制单元传输的控制信号调节所述膨胀阀的开度。

在一个实施例中，所述温湿度控制单元用于根据电气柜内部的温度和湿度计算凝露点温度，如果凝露点温度高于预设温度，根据电气柜内部的温度与凝露点温度的差值生成控制信号并传输给所述膨胀阀控制装置，如果凝露点温度低于预设温度，根据电气柜内部的温度与预设温度的差值生成控制信号并传输给所述膨胀阀控制装置。

在一个实施例中，所述系统还包括：温湿度检测单元；其中，所述温湿度检测单元与所述温湿度控制单元电连接，用于检测电气柜内部的温度和湿度，并传输给所述温湿度控制单元。

在一个实施例中，所述温湿度检测单元包括至少一个温度传感器和至少一个湿度传感器，各个温度传感器和各个湿度传感器分布在电气柜内部的各个监控点处。

在一个实施例中，所述系统还包括排水阀，位于所述蒸发器下方，用于将所述蒸发器产生的冷凝水排出电气柜。

在一个实施例中，所述系统还包括风扇，所述蒸发器位于所述风扇形成的风路上。

在一个实施例中，所述风扇包括向电气柜内吹风的第一风扇和从电气柜内抽风的第二风扇，所述蒸发器位于所述第一风扇和所述第二风扇形成的风路上。

在一个实施例中，所述第一风扇和所述第二风扇分别固定在电气柜的两侧壁，所述蒸发器固定在与所述第二风扇同侧的电气柜的侧壁，并且位于所述第二风扇的下方。

本实用新型利用蒸发器对电气柜的温度和湿度进行控制，既可以降低电气柜内部的温度，也可以使电气柜内部的热空气冷凝，冷凝水排出电气柜，从而有效降低电气柜的温度和湿度，兼顾温度和湿度的调节，在电气柜内形成相对恒温恒湿的环境。并且，通过膨胀阀控制装置调节制冷剂的流量，可以实现电气柜温湿度控制力度的调节。此外，本实用新型还提出并实现了根据电气柜的内部环境智能地对温湿度进行调节的方案。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型电气柜温度湿度控制系统一个实施例的结构示意图。

图2是本实用新型电气柜温度湿度控制系统再一个实施例的结构示意图。

图3是本实用新型温湿度控制单元的控制过程示意图。

图4是本实用新型电气柜温度湿度控制系统又一个实施例的结构示意图。

图5A和图5B是风扇以及蒸发器的其中一种位置关系的正视图和侧视图。

图6是本实用新型电气柜温度湿度控制方法一个实施例的流程示意图。

图7是本实用新型电气柜温度湿度控制方法再一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

为了解决电气柜降温和除湿无法兼顾的问题，提出本实用新型。

图1是本实用新型电气柜温度湿度控制系统一个实施例的结构示意图。

如图1所示，本实施例的电气柜温度湿度控制系统包括：蒸发器10；膨胀阀20；和膨胀阀控制装置30。其中，膨胀阀20设置在蒸发器10与制冷剂储存器之间，膨胀阀控制装置30与膨胀阀20电连接，用于调节膨胀阀20的开度，例如可以通过调节膨胀阀20驱动电路的占空比来调节膨胀阀20的开度，从而控制进入蒸发器10的制冷剂的流量。在本实用新型中，电连接包括电气连接或/和电信号连通，电信号连通包括有线和无线的连通方式。蒸发器10能够与电气柜内部的空气进行热交换，蒸发器10利用制冷剂降低电气柜内部的温度，并使电气柜内部的热空气冷凝，将冷凝水排出电气柜。冷凝水可以通过排水阀排出，排水阀可以设置在蒸发器10的下方，更加有利于冷凝水的排出。蒸发器的温湿度控制方案可以有效降低电气柜的温度和湿度，兼顾温度和湿度的调节，在电气柜内形成相对恒温恒湿的环境。并且，通过调节制冷剂的流量，可以实现电气柜温湿度控制力度的调节。

本实用新型还提出并实现了一种根据电气柜的内部环境智能地对温湿度进行调节的方案，下面具体说明。

图2是本实用新型电气柜温度湿度控制系统再一个实施例的结构示意图。

如图2所示，在图1所示实施例的基础上，本实施例的电气柜温度湿度控制系统还包括：温湿度控制单元40。其中，温湿度控制单元40与膨胀阀控制装置30电连接，用于根据电气柜内部的温度和湿度向膨胀阀控制装置30传输控制信号，膨胀阀控制装置30用于根据温湿度控制单元40传输的控制信号调节膨胀阀20的开度。从而实现根据电气柜的内部环境对温湿度进行智能地调节。

示例性地，如图3所示，温湿度控制单元40的控制过程如下：

S302，温度和湿度与凝露点温度呈一定的函数曲线关系，因此可以根据电气柜内部的温度和湿度计算凝露点温度。

示例性的，凝露点温度可以依据函数曲线关系通过计算得出。为了简化计算的复杂度，本实用新型还提出一种简化的凝露点计算方法。具体的，湿度为90％时，凝露点温度大概比室温低2℃左右；湿度为80％时，凝露点温度大概比室温低4℃左右；湿度为70％时，凝露点温度大概比室温低6℃左右；湿度为60％时，凝露点温度大概比室温低8℃左右。通过这种简化的计算方法可以更加快捷地计算出凝露点，并且可以降低对器件计算能力的要求。

S304，判断凝露点温度是否高于预设温度。

在控制初期，柜内温度较高，根据柜内的温度和湿度算出的凝露点温度也较高，往往高于预设温度，如果凝露点温度高于预设温度，执行S306，通过蒸发器10进行降温和除湿。如果凝露点温度低于预设温度，执行S308，如果凝露点温度基本等于预设温度，则可以不改变当前的控制条件。从而使得电气柜内的环境温度基本维持在预设温度，而湿度也被控制在一定范围内无法产生凝露。

S306，如果凝露点温度高于预设温度，计算电气柜内部的温度与凝露点温度的差值，根据电气柜内部的温度与凝露点温度的差值生成控制信号。然后执行S310。

其中，基于差值可以采用PI(proportionalintegral，比例和积分)调节方式生成控制信号。例如，采用PI调节器，将电气柜内部的温度与凝露点温度的差值的比例(P)和积分(I)通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制。

S308，如果凝露点温度低于预设温度，计算电气柜内部的温度与预设温度的差值，根据电气柜内部的温度与预设温度的差值生成控制信号。然后执行S310。

与S306类似的，S308可以采用PI调节器，将电气柜内部的温度与预设温度的差值的比例(P)和积分(I)通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制。

S310，控制信号传输给膨胀阀控制装置30，以调节膨胀阀20的开度，控制进入蒸发器10的制冷剂的流量。

进一步的，可以循环执行S302～S310进行温湿度控制，使电气柜内的环境温度基本维持在预设温度，而湿度也被控制在一定范围内无法产生凝露。

上述温湿度控制方案采用闭环控制，通过信号反馈实现温湿度随电气柜的内部环境智能地调节。

实现上述控制过程的温湿度控制单元40可以包括比较单元、差值计算单元、PI调节器。其中，比较单元用于比较凝露点温度和预设温度，并输出给差值计算单元。差值计算单元用于如果凝露点温度高于预设温度，计算电气柜内部的温度与凝露点温度的差值，并输出给PI调节器，如果凝露点温度低于预设温度，计算电气柜内部的温度与预设温度的差值，并输出给PI调节器。PI调节器将输入差值的比例(P)和积分(I)通过线性组合构成控制量并输出。

如图2所示，本实施例的电气柜温度湿度控制系统还包括：温湿度检测单元50。温湿度检测单元50包括至少一个温度传感器和至少一个湿度传感器，例如设置2-4个传感器，传感器数量可以根据需要设置，各个温度传感器和各个湿度传感器分布在电气柜内部的各个监控点处，从而可以实现对电气柜内不同区域的温湿度控制。监控点例如可以是柜内温度以及湿度要求严格的地方。其中，温湿度检测单元50与温湿度控制单元40电连接，可以实时检测电气柜内部的温度和湿度，并传输给温湿度控制单元40。从而实现根据电气柜的当前最新的内部环境对温湿度进行实时地调节。

电气柜的空间通常来说都是比较封闭的，因此，为了进一步改善降温和除湿的效果，如图4所示，还可以在电气柜温度湿度控制系统设置风扇60，使电气柜内的空气能够流通起来，蒸发器10可以设置在风扇60形成的风路上，从而提高降温和除湿的效果。风扇60可以是吹风风扇或/和抽风风扇，优选的，本实用新型设置向电气柜内吹风的第一风扇602和从电气柜内抽风的第二风扇604，蒸发器10设置在第一风扇602和第二风扇604形成的风路上，从而加快柜内空气的流通，进一步提高降温和除湿的效果。

图5A和图5B是风扇以及蒸发器的其中一种位置关系的正视图和侧视图。如图5A和图5B所示，第一风扇602和第二风扇604分别固定在电气柜的两侧壁，蒸发器10固定在与第二风扇604同侧的电气柜的侧壁，并且位于第二风扇604的下方。蒸发器10的安装口可以与第一风扇602的吹风口相对设置，高度基本相同。工作过程为，第一风扇602向电气柜内吹风，将电气柜内水平方向的湿热空气吹向蒸发器10，蒸发器10利用制冷剂降低电气柜内部的温度，并将第一风扇602吹来的湿热空气冷凝，将冷凝水排出电气柜，可以降低电气柜内水平方向的温湿度；蒸发器10周围的干冷空气通过位于其上方的第二风扇604的抽风作用向上流动，并通过第二风扇604排出电气柜，以降低电气柜内竖直方向的温湿度。

本实用新型还提出一种电气柜温度湿度控制方法，如图6所示，该方法包括：

S602，调节膨胀20阀的开度，以控制进入蒸发器10的制冷剂的流量。其中，调节膨胀阀开度的具体方法可以参考图3实施例的描述。

S604，蒸发器10利用制冷剂降低电气柜内部的温度，并使电气柜内部的热空气冷凝，将冷凝水排出电气柜。

如图7所示，该方法还包括：S703，利用风扇在电气柜内部形成风路，将蒸发器10设置在风扇形成的风路上。优选的，设置向电气柜内吹风的第一风扇602和从电气柜内抽风的第二风扇604，蒸发器10设置在第一风扇602和第二风扇604形成的风路上。蒸发器10与风扇配合对电气柜温湿度进行控制的工作过程如下：第一风扇602向电气柜内吹风，将电气柜内水平方向的湿热空气吹向蒸发器10；蒸发器10利用制冷剂降低电气柜内部的温度，并将第一风扇602吹来的湿热空气冷凝，将冷凝水排出电气柜；蒸发器10周围的干冷空气通过位于其上方的第二风扇604的抽风作用向上流动，并通过第二风扇604排出电气柜，以降低电气柜内竖直方向的温湿度。

本实用新型利用蒸发器对电气柜的温度和湿度进行控制，既可以降低电气柜内部的温度，也可以使电气柜内部的热空气冷凝，冷凝水排出电气柜，从而有效降低电气柜的温度和湿度，兼顾温度和湿度的调节，在电气柜内形成相对恒温恒湿的环境。并且，通过调节制冷剂的流量，可以实现电气柜温湿度控制力度的调节。此外，本实用新型还提出并实现了根据电气柜的内部环境智能地对温湿度进行调节的方案。

本实用新型的整个制冷循环是通过外部系统引入的制冷剂，进入制冷剂存储器，再通过膨胀阀进入蒸发器，蒸发吸热后的制冷剂再流入外部系统中。所述外部系统包括压缩机、冷凝器等常规空调制冷系统部件。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电气柜温度湿度控制系统，其特征在于，包括：

蒸发器；

膨胀阀；和

膨胀阀控制装置；

其中，所述膨胀阀设置在所述蒸发器与制冷剂储存器之间，所述膨胀阀控制装置与所述膨胀阀电连接，用于调节所述膨胀阀的开度，所述蒸发器能够与电气柜内部的空气进行热交换。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

温湿度控制单元；

其中，所述温湿度控制单元与所述膨胀阀控制装置电连接，用于根据电气柜内部的温度和湿度向所述膨胀阀控制装置传输控制信号，所述膨胀阀控制装置用于根据所述温湿度控制单元传输的控制信号调节所述膨胀阀的开度。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：

温湿度检测单元；

其中，所述温湿度检测单元与所述温湿度控制单元电连接，用于检测电气柜内部的温度和湿度，并传输给所述温湿度控制单元。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述温湿度检测单元包括至少一个温度传感器和至少一个湿度传感器，各个温度传感器和各个湿度传感器分布在电气柜内部的各个监控点处。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

排水阀，位于所述蒸发器下方，用于将所述蒸发器产生的冷凝水排出电气柜。

6.如权利要求1-5任一项所述的系统，其特征在于，还包括风扇，所述蒸发器位于所述风扇形成的风路上。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述风扇包括向电气柜内吹风的第一风扇和从电气柜内抽风的第二风扇，所述蒸发器位于所述第一风扇和所述第二风扇形成的风路上。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一风扇和所述第二风扇分别固定在电气柜的两侧壁，所述蒸发器固定在与所述第二风扇同侧的电气柜的侧壁，并且位于所述第二风扇的下方。