CN206022975U - 一种电气柜智能除湿装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电气柜智能除湿装置，利用空气冷凝的原理，引导空气中的水气在本设备冷槽内凝露，并通过导管排出。所述装置包括柜体、MCU处理器、温湿度传感器、制冷片控制模块、风扇控制模块、凝水面和排水槽，温湿度传感器的输出端与中央处理模块的输入端连接，中央处理模块的输出端分别与制冷片控制模块的输入端和风扇控制模块的输入端连接，凝水面与排水槽连接。本实用新型在凝水面产生非常低的温度，使空气中水分冷凝在凝水面，并通过排水孔排出柜外，空气中湿度下降；即使环境温度变化，由于电柜内空气中水分非常少，也不会再产生凝露；完全打破凝露产生的条件，变被动为主动，能有效防止凝露的产生，解决了电柜常见的湿度困扰。

Description

一种电气柜智能除湿装置

技术领域

本实用新型涉及除湿领域，尤其涉及一种电气柜智能除湿装置。

背景技术

在一些特殊的工作环境下，电气柜对空气的湿度有着较高的要求，湿度过高时，在柜内元器件表面与柜内空气存在温差的情况下容易发生凝露现象，在元器件表面或柜内壁形成水珠凝结，影响设备的绝缘性能导致电气设备损坏不能正常运行，造成了事故的发生。同时湿度过高时，霉菌生长加快，金属腐蚀加快，会影响电气设备的工作特性，引起电气设备过快老化，影响使用寿命，严重的甚至会导致安全事故发生。

通常电气柜除湿采用加热器，并通过温湿度控制器来实现对电柜内温湿度的自动控制。加热器工作时，电柜内温度不断升高，由于较高温度的空气能包含更多的水分，从而促使在设备上的凝露蒸发，进而防止水气直接在柜内电气设备端子排等上凝露，预防闪络、短路等事故。但由于较高温度空气中包含的水分一直保留在空气中，当昼夜等环境温度变化时，空气中的水分析出，较大的空气湿度将迅速导致凝露。所以运行检修人员经常发现安装有加热型除湿器的电柜，端子排、柜壁上仍有严重凝露，危害设备安全运行。

因此，有必要提出一种新的技术方案以解决上述问题。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型提供一种电气柜智能除湿装置，其除湿效果好，不产生凝露。

本实用新型提供的电气柜智能除湿装置，所述装置包括柜体、MCU处理器、温湿度传感器、制冷片控制模块、风扇控制模块、凝水面和排水槽，所述MCU处理器、温湿度传感器、制冷片控制模块、风扇控制模块、凝水面和排水槽均位于所述柜体内，所述温湿度传感器的输出端与中央处理模块的输入端连接， 所述中央处理模块的输出端分别与所述制冷片控制模块的输入端和风扇控制模块的输入端连接，所述凝水面与所述排水槽连接，用于冷凝空气中的水分。

进一步的，所述装置还包括用于为所述中央处理模块供电的电源模块，所述电源模块的输出端与所述中央处理模块的输入端连接。

进一步的，所述柜体内还包括制冷片和风扇，所述制冷片与所述制冷片控制模块连接，通过所述制冷片控制模块控制所述制冷片的启闭，所述风扇与所述风扇控制模块连接，通过风扇控制模块控制风扇的启闭。

进一步的，所述凝水面设置于所述制冷片上。

进一步的，所述温湿度传感器为AM2321型号的传感器，其中AM2321的通信方式采用单总线和12C标准版通信方式。

进一步的，所述MCU处理器内部集成有MAX810的复位电路、4路PWM、8路高速和10位A/D转换。

进一步的，所述柜体的外侧还设置有显示屏(11)，所述显示屏为七段LED显示器，1位显示器由八个发光二极管组成，其中七个发光二极管a-g控制七个笔画的亮或暗，另一个控制一个小数点的亮或暗。

进一步的，所述柜体的外侧还设置有用于设置温湿度阈值的按键(12)。

进一步的，所述电源模块采用MC33063A芯片，所述MC33063A芯片的集成电路包括具有温度自动补偿功能的基准电压发生器、比较器、占空比可控的振荡器、R-S触发器和大电流输出开关电路。

与现有技术相比，本实用新型的电气柜智能除湿装置具有如下优点：

本实用新型的除湿装置，其充分利用了“温差大时易凝露”的特点，在产品凝水面产生非常低的温度，使空气中水分冷凝在凝水面，并通过排水孔排出柜外。由于电柜内水分不断减少排出柜外，空气中湿度显著下降；即使环境温度变化，由于电柜内空气中水分非常少，也不会再产生凝露；完全打破凝露产生的条件，变被动为主动，能有效防止凝露的产生，从根本上解决了电柜常见的湿度困扰。

附图说明

图1是本实用新型电气柜智能除湿装置的结构示意图；

图2是本实用新型电气柜智能除湿装置的系统框图；

图3(a)-(c)是本实用新型七段显示器的结构示意图；

图4是本实用新型按键电路示意图；

图5是本实用新型电源模块的电路示意图。

其中，1-柜体，11-显示屏，12-按键。

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，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图3，图1是本实用新型电气柜智能除湿装置的系统框图；图2是本实用新型电气柜智能除湿装置的系统框图。如图1和图2所示，所述装置包括柜体1、MCU处理器、温湿度传感器、制冷片控制模块、风扇控制模块、(未图示)和排水槽(未图示)，所述MCU处理器、温湿度传感器、制冷片控制模块、风扇控制模块、凝水面和排水槽均位于所述柜体1内，所述温湿度传感器的输出端与中央处理模块的输入端连接，所述中央处理模块的输出端分别与所述制冷片控制模块的输入端和风扇控制模块的输入端连接，所述凝水面与所述排水槽连接，用于冷凝空气中的水分。

所述装置还包括用于为所述中央处理模块供电的电源模块，所述电源模块的输出端与所述中央处理模块的输入端连接。

所述柜体内还包括制冷片和风扇，所述制冷片与所述制冷片控制模块连接，通过所述制冷片控制模块控制所述制冷片的启闭，所述风扇与所述风扇控制模块连接，通过风扇控制模块控制风扇的启闭。

所述凝水面设置于所述制冷片上。

所述温湿度传感器用于采集柜体内空气温湿度，并将湿度信息传送给所述MCU处理器，所述MCU处理对温湿度信息进行判断，当空气湿度超过设定的阈值时，MCU处理器发出信号给制冷片控制模块，所述制冷片控制模块控制制冷片开 始制冷工作，此时空气中的水分不断冷凝在凝水面，依靠重力掉落到积水槽内，并通过排水孔排出柜体。若MCU处理器判断空气湿度在允许的阈值范围内，则制冷片停止制冷工作，所述MCU处理器发出信号给风扇控制模块，所述风扇控制模块控制风扇开始工作，从而起到定时抽风循环的功能。

所述柜体的外侧还设置有用于设置温湿度阈值的按键12。

本实用新型的电柜专用除湿器(排水型)的核心部件是一个最多可达到零下30度的凝水面。它充分利用了“温差大时易凝露”的特点，来实现除湿。由于电柜内温度一般在零上，而凝水面温度非常低，凝水面与柜体内温差较大，而较大的温差极易凝水。空气中水分不断冷凝在凝水面，依靠重力掉落到积水槽内，并通过排水孔排出箱外。由于电柜内水分不断减少排出柜外，空气中湿度显著下降。而空气较干燥时，又促使凝露在设备表面的水不断向空气中蒸发，然后又被凝水排出。所以工作半小时后，即使环境温度变化，由于柜体内空气中水分非常少，也不会再产生凝露，从根本上解决了湿度困扰。

本实用新型的除湿装置采用AM2321作为温湿度传感器，单片机采集传感器数字，通过按键设置的阀值，单片机来判断湿度是否超过或者低于设定的阀值，超过阀值控制制冷片工作，进行冷凝排水，若湿度在允许范围内，制冷片则停止工作，风扇起到定时抽风循环的功能。

本实用新型的MCU处理器(单片机)采用STC12C系列产品，它是STC生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍，内部集成MAX810专用复位电路，4路PWM，8路高速10位A/D转换，针对电机控制、强干扰场合。

本实用新型的温湿度传感器采用AM2321进行设计，AM2321数字温湿度传感器是一款含有己校准数字信号输出的温湿度复合型传感器。采用专用的温湿度采集技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容式感湿元件和一个高精度集成测温元件，并与一个高性能微处理器相连接。该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。AM2321通信方式采用单总线、标准I2C两种通信方式。标准单总线接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选择。I2C通信方式采用标准 的通信时序，用户可直接挂在I2C通信总线上，无需额外布线，使用简单。两种通信方式都采用直接输出经温度补偿后的湿度、温度及校验CRC等数字信息，用户无需对数字输出进行二次计算，也无需要对湿度进行温度补偿，便可得到准确的温湿度信息。两种通信方式可自由切换，用户可自由选择，使用方便，应该领域广泛。产品为4引线，连接方便，特殊封装形式可根据用户需求而提供。

请参阅图3，图3(a)-(c)是本实用新型七段显示器的结构示意图。如图3所示，显示屏11设置于所述柜体1的外侧。发光二极管的阳极连在一起的称为共阳极显示器(参见(b)所示)，阴极连在一起的称为共阴极显示器(参见(c)所示)。1位显示器由八个发光二极管组成，其中七个发光二极管a-g控制七个笔画(段)的亮或暗(参见(a)所示)，另一个控制一个小数点的亮或暗，这种笔画式的七段显示器能显示的字符较少，字符的开头有些失真，但控制简单，使用方便。

本设计中，为了接线方便，单片机的I/O口足够用，采用了种显示方式——动态显示方式，动态扫描显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一。其接口电路是把所有显示器的8个笔划段a-h同名端连在一起，而每一个显示器的公共极COM是各自独立地受I/O线控制。CPU向字段输出口送出字形码时，所有显示器接收到相同的字形码，但究竟是那个显示器亮，则取决于COM端，而这一端是由I/O控制的，所以我们就可以自行决定何时显示哪一位了。而所谓动态扫描就是指我们采用分时的方法，轮流控制各个显示器的COM端，使各个显示器轮流点亮。

在轮流点亮扫描过程中，每位显示器的点亮时间是极为短暂的(约1ms)，但由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位显示器并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。

请参阅图4，图4是本实用新型按键电路示意图。如图4所示。当单片机检测带I/O口有低电平时说明有按键按下，否则没有按键，按键功能用来设置温湿度阀值。

请参阅图5，图5是本实用新型电源模块的电路示意图。如图5所示，该电 路采用的MC33063A芯片进行设计，该器件本身包含了DC/DC变换器所需要的主要功能的单片控制电路且价格便宜。它由具有温度自动补偿功能的基准电压发生器、比较器、占空比可控的振荡器，R-S触发器和大电流输出开关电路等组成。该器件可用于升压变换器、降压变换器、反向器的控制核心，由它构成的DC/DC变换器仅用少量的外部元器件。主要应用于以微处理器(MPU)或单片机(MCU)为基础的系统里。

MC34063集成电路主要特性：输入电压范围：2.5～40V，输出电压可调范围：1.25～40V，输出电流可达：1.5A，工作频率：最高可达100kHz，低静态电流，短路电流限制，可实现升压或降压电源变换器。

本实用新型的电气柜智能除湿装置具有如下优点：

本实用新型的除湿装置，其充分利用了“温差大时易凝露”的特点，在产品凝水面产生非常低的温度，使空气中水分冷凝在凝水面，并通过排水孔排出柜外。由于电柜内水分不断减少排出柜外，空气中湿度显著下降；即使环境温度变化，由于电柜内空气中水分非常少，也不会再产生凝露；完全打破凝露产生的条件，变被动为主动，能有效防止凝露的产生，从根本上解决了电柜常见的湿度困扰。

上述说明已经充分揭露了本实用新型的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本实用新型的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本实用新型的权利要求书的范围。相应地，本实用新型的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (9)

1.一种电气柜智能除湿装置，其特征在于：所述装置包括柜体(1)、MCU处理器、温湿度传感器、制冷片控制模块、风扇控制模块、凝水面和排水槽，所述MCU处理器、温湿度传感器、制冷片控制模块、风扇控制模块、凝水面和排水槽均位于所述柜体(1)内，所述温湿度传感器的输出端与中央处理模块的输入端连接，所述中央处理模块的输出端分别与所述制冷片控制模块的输入端和风扇控制模块的输入端连接，所述凝水面与所述排水槽连接，用于冷凝空气中的水分。

2.根据权利要求1所述的电气柜智能除湿装置，其特征在于：所述装置还包括用于为所述中央处理模块供电的电源模块，所述电源模块的输出端与所述中央处理模块的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的电气柜智能除湿装置，其特征在于：所述柜体内还包括制冷片和风扇，所述制冷片与所述制冷片控制模块连接，通过所述制冷片控制模块控制所述制冷片的启闭，所述风扇与所述风扇控制模块连接，通过风扇控制模块控制风扇的启闭。

4.根据权利要求3所述的电气柜智能除湿装置，其特征在于：所述凝水面设置于所述制冷片上。

5.根据权利要求1至4任一所述的电气柜智能除湿装置，其特征在于：所述温湿度传感器为AM2321型号的传感器，其中AM2321的通信方式采用单总线和12C标准版通信方式。

6.根据权利要求1至4任一所述的电气柜智能除湿装置，其特征在于：所述MCU处理器内部集成有MAX810的复位电路、4路PWM、8路高速和10位A/D转换。

7.根据权利要求1至4任一所述的电气柜智能除湿装置，其特征在于：所述柜体的外侧还设置有显示屏(11)，所述显示屏为七段LED显示器，1位显示器由八个发光二极管组成，其中七个发光二极管a-g控制七个笔画的亮或暗，另一个控制一个小数点的亮或暗。

8.根据权利要求1至4任一所述的电气柜智能除湿装置，其特征在于：所述柜体的外侧还设置有用于设置温湿度阈值的按键(12)。

9.根据权利要求2所述的电气柜智能除湿装置，其特征在于：所述电源模块采用MC33063A芯片，所述MC33063A芯片的集成电路包括具有温度自动补偿功能的基准电压发生器、比较器、占空比可控的振荡器、R-S触发器和大电流输出开关电路。