CN206117477U - 一种变频器室冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变频器室冷却系统，属于变频器领域。本实用新型的变频器室冷却系统，包括变频器室单元和冷却单元；变频器室单元包括变频器、墙体和热风回收管，墙体围成用于放置变频器的密闭空间；密闭空间通过热风回收管与外界的换热装置连通，换热装置用于将热风回收管中排出的空气冷却后再通入密闭空间内；冷却单元包括凉水塔，凉水塔用于向换热装置内通入经过其冷却后的循环水。本实用新型对变频器的降温效果明显，运行的安全性较高。

Description

一种变频器室冷却系统

技术领域

本实用新型涉及变频器领域，更具体地说，涉及一种变频器室冷却系统。

背景技术

高压变频器主要为电力电子技术集成产品，其在正常工作时部分电能通过电子元器件、电器设备(如功率单元、隔离变压器、电抗器等)转换成热能的形式散失，因此高压变频器冷却散热问题是设备稳定和安全运行的重要环节之一。高压变频器通常的冷却方式为强制空气冷却，如专利公开号：CN 204388281 U，公开日：2015年6月10日，发明创造名称为：一种用于变频器室散热装置，该申请案公开了一种用于变频器室散热装置，包括：变频器室内部装有变频器柜，变频器室的右边外墙上设有进气口，变频器室的左边上部设有第一排气口和第二排气口，进气口上设有冷却风扇，冷却风扇的右边设有过滤网，第一排气口上设有排风扇，第二排气口上装有钢丝网格，过滤网网孔为5×5mm。该申请案的变频器室散热装置虽然安装简单、成本较低，但是采用这种强制空气冷却的方式对变频器进行冷却，存在以下难以克服的缺陷：由于室外环境较差，粉尘多堵塞了变频器室进风口的过滤网和设备上的过滤网，造成进风量不足，达不到理想的降温效果，使设备温度大幅上升，危及设备的正常运行，一旦变频设备出现故障，会影响企业的正常生产，给企业造成经济损失，而且空气中的灰尘易在变频器内积累，增加了清理过滤网及变频器内部的的工作量。

现有技术中还公开了利用冷却介质直接冷却变频器的技术方案，如专利公开号：CN 103095098 A，公开日：2013年5月8日，发明创造名称为：变频器散热冷却系统及其控制方法和装置，该申请案公开了一种变频器散热冷却系统及其控制方法和装置，该方法包括：检测第一温度，其中，第一温度为变频器逆变和整流模块散热片在第一时刻的温度；判断第一温度是否大于预设温度；在第一温度大于预设温度时，控制阀门打开，否则控制阀门关闭，其中，在阀门处于打开状态时，冷却介质在变频器散热冷却系统中循环，在阀门处于关闭状态时，冷却介质在变频器散热冷却系统中静止。该申请案能够实时检测变频器逆变和整流模块散热片的温度，在该温度超过预设的安全温度时，控制冷却介质在散热冷却系统中循环，使得变频器散热冷却效果更好。但是采用这种利用冷却介质直接冷却变频器的技术方案，制造成本太高，且安全性较差，一旦冷却介质管路破裂，漏出的冷却介质将危及高压变频器的安全运行。

综上所述，如何克服现有变频器散热冷却方式存在的降温效果差、安全性差等不足，是现有技术中亟需解决的技术问题。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有变频器散热冷却方式存在的降温效果差、安全性差等不足不足，提供了一种变频器室冷却系统，对变频器的降温效果明显，运行的安全性较高。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的变频器室冷却系统，包括变频器室单元和冷却单元；

所述变频器室单元包括变频器、墙体和热风回收管，所述墙体围成用于放置所述变频器的密闭空间；所述密闭空间通过热风回收管与外界的换热装置连通，所述换热装置用于将热风回收管中排出的空气冷却后再通入所述密闭空间内；

所述冷却单元包括凉水塔，所述凉水塔用于向所述换热装置内通入经过其冷却后的循环水。

作为本实用新型更进一步的改进，所述换热装置包括空水冷却机构和抽风机，该空水冷却机构内部包括相互传热的空气流通通道和冷却水流通通道，所述抽风机与空气流通通道连通，所述空气流通通道的进口与所述热风回收管连通，空气流通通道的出口与所述密闭空间的内部连通。

作为本实用新型更进一步的改进，所述变频器室单元还包括冷风分流器和聚风筒；所述冷风分流器与所述空气流通通道的出口连通，且所述冷风分流器用于将所述空气流通通道出口排出的空气分成若干股排出；

所述聚风筒将所述变频器整体罩住，所述聚风筒的顶部与所述热风回收管连通，所述聚风筒的底部沿周向等间距设有若干冷风入口，每个冷风入口与所述冷风分流器分成的一股空气对应连通。

作为本实用新型更进一步的改进，所述空气流通通道的出口通过冷风排出罩与所述冷风分流器连通，所述冷风排出罩为孔径渐阔的喇叭状。

作为本实用新型更进一步的改进，所述空水冷却机构与地面之间设置有垫高层。

作为本实用新型更进一步的改进，所述空水冷却机构上设有与其内部连通的排水管。

作为本实用新型更进一步的改进，所述冷却水流通通道的进口为冷水入口，该冷水入口通过管路与所述凉水塔底部的循环水池连通；所述冷却水流通通道的出口为热水出口，该热水出口通过管路与所述凉水塔的顶部连通。

作为本实用新型更进一步的改进，各个空水冷却机构上的热水出口分别通过单独的一段第一热水分管与热水母管连通，每个凉水塔底部的循环水池分别通过单独的一段第二热水分管与所述热水母管连通；

各个空水冷却机构上的冷水入口分别通过单独的一段第三冷水分管与第二冷水母管连通，各个冷却水泵分别连接在单独的一段第二冷水分管上，所述第二冷水母管通过相互并联的第二冷水分管与第一冷水母管连通，每个凉水塔的顶部分别通过单独的一段第一冷水分管与所述第一冷水母管连通。

作为本实用新型更进一步的改进，所述第一热水分管上依次设有水流开关、压力表、温度计和手动蝶阀，所述第三冷水分管上依次设有排气阀、压力表、温度计和手动蝶阀；

所述第二冷水母管上、所述热水母管上均分别设有超声波流量计，所述第一冷水母管上设有过滤器；

所述第一冷水分管上设有电动开关阀、压力表，所述第二热水分管上同样设有电动开关阀、压力表；

所述冷却水泵的前后两端均设有手动蝶阀。

作为本实用新型更进一步的改进，所述凉水塔底部的循环水池内设有PH计及自动加药装置。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型中，通过热风回收管将放置变频器的密闭空间内的热空气排出，然后通过换热装置将热风回收管中排出的热空气冷却后再通入密闭空间内，实现了对变频器的有效散热，且通过凉水塔向换热装置内通入经过其冷却后的循环水，源源不断地将变频器运行时产生的热量带走，对变频器的降温效果明显，且换热装置置于密闭空间的外界，换热过程与变频器的运行保持独立，系统运行的安全性较高。

(2)本实用新型中，抽风机用于将热风回收管中排出的热空气源源不断抽出，经过空气流通通道的换热后再送入密闭空间的内部，形成了空气流动的内循环，循环的空气经过预处理后洁净度高、潮气少，避免了采用强制空气冷却的方式时，将室外环境中的粉尘送入变频器室内而造成的灰尘积累及堵塞问题。

(3)本实用新型中，通过聚风筒和冷风分流器的配合使用，能够使得被空水冷却机构冷却后的空气从变频器底部的四周均匀地向变频器顶部流动，一方面提高了变频器被整体冷却的均匀性，提升冷却效果，另一方面，冷却后的空气在聚风筒的限制下仅沿着变频器的周围流动，空气流动区域紧紧围绕着需要散热的变频器，大大提升了变频器被冷却的效率。

(4)本实用新型中，空水冷却机构上设有与其内部连通的排水管，通过排水管能及时发现空水冷却机构内冷却水流通通道上发生的泄漏，并将泄漏的循环水及时排出。

(5)本实用新型提供了一种冷却单元的具体部件及其连接方式，通过上述的冷却单元能够将多个空水冷却机构与多个凉水塔进行连通，实现了多个变频器的集中冷却散热；其中，水管系统设有温度计、压力表，用于检测循环水路的温度、压力，确保换热系统正常有效运行及日常监控。

(6)本实用新型中，通过PH计能够及时监测凉水塔底部循环水池内循环水的PH值，当PH值超出规定值时，通过自动加药装置对循环水池内进行加药调节，使得循环水的PH值满足设计需求，确保空水冷却机构的正常使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型中变频器室单元的结构示意图；

图2为本实用新型中冷却单元的结构示意图；

图3为本实用新型中变频器室单元的另一结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、变频器；2、墙体；3、热风回收管；4、空水冷却机构；401、热水出口；402、冷水入口；403、排水管；404、垫高层；5、聚风筒；501、冷风入口；502、冷风分流器；503、冷风排出罩；601、第一热水分管；602、热水母管；603、第二热水分管；604、凉水塔；605、第一冷水分管；606、第一冷水母管；607、第二冷水分管；608、冷却水泵；609、第二冷水母管；610、第三冷水分管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

高压变频器主要为电力电子技术集成产品，其在正常工作时部分电能通过电子元器件、电器设备转换成热能的形式散失，因此高压变频器冷却散热问题是设备稳定和安全运行的重要环节之一。高压变频器通常的冷却方式为强制空气冷却和冷却介质直接冷却，但是采用强制空气冷却的方式对变频器进行冷却，存在以下难以克服的缺陷：由于室外环境较差，粉尘多堵塞了变频器室进风口的过滤网和设备上的过滤网，造成进风量不足，达不到理想的降温效果，使设备温度大幅上升，危及设备的正常运行，一旦变频设备出现故障，会影响企业的正常生产，给企业造成经济损失，而且空气中的灰尘易在变频器内积累，增加了清理过滤网及变频器内部的的工作量；采用冷却介质直接冷却变频器的技术方案，制造成本太高，且安全性较差，一旦冷却介质管路破裂，漏出的冷却介质将危及高压变频器的安全运行。因此，如何克服现有变频器散热冷却方式存在的降温效果差、安全性差等不足，是现有技术中亟需解决的技术问题，本实施例的变频器室冷却系统较好的解决了上述问题，具体如下：

参考图1和图2，本实施例的变频器室冷却系统，包括变频器室单元和冷却单元；变频器室单元包括变频器1、墙体2和热风回收管3，墙体2围成用于放置变频器1的密闭空间；密闭空间通过热风回收管3与外界的换热装置连通，换热装置用于将热风回收管3中排出的空气冷却后再通入密闭空间内；冷却单元包括凉水塔604，凉水塔604用于向换热装置内通入经过其冷却后的循环水。

本实施例中，通过热风回收管3将放置变频器1的密闭空间内的热空气排出，然后通过换热装置将热风回收管3中排出的热空气冷却后再通入密闭空间内，实现了对变频器1的有效散热，且通过凉水塔604向换热装置内通入经过其冷却后的循环水，源源不断地将变频器1运行时产生的热量带走，对变频器1的降温效果明显，且换热装置置于密闭空间的外界，换热过程与变频器1的运行保持独立，系统运行的安全性较高。

实施例2

参考图1和图2，本实施例的变频器室冷却系统，其结构与实施例1基本相同，更进一步的：换热装置包括空水冷却机构4和抽风机，该空水冷却机构4内部包括相互传热的空气流通通道和冷却水流通通道，抽风机与空气流通通道连通，空气流通通道的进口与热风回收管3连通，空气流通通道的出口与密闭空间的内部连通。

本实施例中，抽风机用于将热风回收管3中排出的热空气源源不断抽出，经过空气流通通道的换热后再送入密闭空间的内部，形成了空气流动的内循环，循环的空气经过预处理后洁净度高、潮气少，避免了采用强制空气冷却的方式时，将室外环境中的粉尘送入变频器室内而造成的灰尘积累及堵塞问题。

实施例3

参考图2和图3，本实施例的变频器室冷却系统，其结构与实施例2基本相同，更进一步的：变频器室单元还包括冷风分流器502和聚风筒5；冷风分流器502与空气流通通道的出口连通，且冷风分流器502用于将空气流通通道出口排出的空气分成若干股排出；聚风筒5将变频器1整体罩住，聚风筒5的顶部与热风回收管3连通，聚风筒5的底部沿周向等间距设有若干冷风入口501，每个冷风入口501与冷风分流器502分成的一股空气对应连通。

本实施例中，通过聚风筒5和冷风分流器502的配合使用，能够使得被空水冷却机构4冷却后的空气从变频器1底部的四周均匀地向变频器1顶部流动，一方面提高了变频器1被整体冷却的均匀性，提升冷却效果，另一方面，冷却后的空气在聚风筒5的限制下仅沿着变频器1的周围流动，空气流动区域紧紧围绕着需要散热的变频器1，大大提升了变频器1被冷却的效率。(本实施例中，聚风筒5推荐使用保温材料制作，例如酚醛泡沫，以提升变频器1被冷却的效率。)

实施例4

参考图2和图3，本实施例的变频器室冷却系统，其结构与实施例3基本相同，更进一步的：空气流通通道的出口通过冷风排出罩503与冷风分流器502连通，冷风排出罩503为孔径渐阔的喇叭状。

本实施例中，冷却后的空气从空气流通通道的出口排出，再通过孔径渐阔的喇叭状冷风排出罩503排出，风速得到降低，为冷却后的空气在冷风分流器502中被均匀地分为独立的多股提供条件。(本实施例中，推荐在冷风排出罩503上设置过滤网，以保证循环的空气始终保持较高的洁净度；同时，推荐在冷风排出罩503上设置除湿网，例如附着生石灰的网格，以避免空水冷却机构4中的水汽进入变频器1对其造成的危害。)

实施例5

参考图2和图3，本实施例的变频器室冷却系统，其结构与实施例4基本相同，更进一步的：空水冷却机构4与地面之间设置有垫高层404。

本实施例中，空水冷却机构4与地面之间设置有垫高层404，避免周围环境的热量通过地面传递到空水冷却机构4而降低空气流通通道中空气被冷却的效果。其中垫高层404推荐使用保温材料制作，例如泡沫混凝土，以提高垫高层404的绝热效果；垫高层404周围推荐设置防漏水的积液水盘。

实施例6

参考图1和图2，本实施例的变频器室冷却系统，其结构与实施例5基本相同，更进一步的：空水冷却机构4上设有与其内部连通的排水管403。

本实施例中，空水冷却机构4上设有与其内部连通的排水管403，通过排水管403能及时发现空水冷却机构4内冷却水流通通道上发生的泄漏，并将泄漏的循环水及时排出。

实施例7

参考图2和图3，本实施例的变频器室冷却系统，其结构与实施例6基本相同，更进一步的：冷却水流通通道的进口为冷水入口402，该冷水入口402通过管路与凉水塔604底部的循环水池连通(循环水池能够对循环水中的大颗粒杂质起到沉淀作用)；冷却水流通通道的出口为热水出口401，该热水出口401通过管路与凉水塔604的顶部连通。各个空水冷却机构4上的热水出口401分别通过单独的一段第一热水分管601与热水母管602连通，每个凉水塔604底部的循环水池分别通过单独的一段第二热水分管603与热水母管602连通；各个空水冷却机构4上的冷水入口402分别通过单独的一段第三冷水分管610与第二冷水母管609连通，各个冷却水泵608分别连接在单独的一段第二冷水分管607上(推荐使用两个冷却水泵608，一用一备，确保设备安全稳定运行)，第二冷水母管609通过相互并联的第二冷水分管607与第一冷水母管606连通，每个凉水塔604的顶部分别通过单独的一段第一冷水分管605与第一冷水母管606连通；第一热水分管601上依次设有水流开关、压力表、温度计和手动蝶阀，第三冷水分管610上依次设有排气阀(用于将循环水中混入的气体排出)、压力表、温度计和手动蝶阀；第二冷水母管609上、热水母管602上均分别设有超声波流量计，第一冷水母管606上设有过滤器(即利用滤网直接拦截循环水中的杂质、漂浮物和颗粒物等，同时降低水的浊度，减少污垢)；第一冷水分管605上设有电动开关阀、压力表，第二热水分管603上同样设有电动开关阀、压力表；冷却水泵608的前后两端均设有手动蝶阀。

本实施例提供了一种冷却单元的具体部件及其连接方式，通过上述的冷却单元能够将多个空水冷却机构4与多个凉水塔604进行连通，实现了多个变频器1的集中冷却散热；其中，水管系统设有温度计、压力表，用于检测循环水路的温度、压力，确保换热系统正常有效运行及日常监控。

实施例8

本实施例的变频器室冷却系统，其结构与实施例7基本相同，更进一步的：凉水塔604底部的循环水池内设有PH计及自动加药装置。

本实施例中，通过PH计能够及时监测凉水塔604底部循环水池内循环水的PH值，当PH值超出规定值时，通过自动加药装置对循环水池内进行加药调节，使得循环水的PH值满足设计需求，确保空水冷却机构4的正常使用。(本实施例中冷却水流通通道推荐使用换热效率高的铜管，且冷却水流通通道考虑设置为倾斜布置形式，其最低点设置放空阀，确保能够将内部存水全部放空；同时，冷却水流通通道上建议增加辅热功能，例如加热电阻丝，在气温低于零度且设备不运行时，启动辅热装置，避免系统出现冻裂损坏现象。)

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种变频器室冷却系统，其特征在于：包括变频器室单元和冷却单元；

所述变频器室单元包括变频器(1)、墙体(2)和热风回收管(3)，所述墙体(2)围成用于放置所述变频器(1)的密闭空间；所述密闭空间通过热风回收管(3)与外界的换热装置连通，所述换热装置用于将热风回收管(3)中排出的空气冷却后再通入所述密闭空间内；

所述冷却单元包括凉水塔(604)，所述凉水塔(604)用于向所述换热装置内通入经过其冷却后的循环水。

2.根据权利要求1所述的变频器室冷却系统，其特征在于：所述换热装置包括空水冷却机构(4)和抽风机，该空水冷却机构(4)内部包括相互传热的空气流通通道和冷却水流通通道，所述抽风机与空气流通通道连通，所述空气流通通道的进口与所述热风回收管(3)连通，空气流通通道的出口与所述密闭空间的内部连通。

3.根据权利要求2所述的变频器室冷却系统，其特征在于：所述变频器室单元还包括冷风分流器(502)和聚风筒(5)；所述冷风分流器(502)与所述空气流通通道的出口连通，且所述冷风分流器(502)用于将所述空气流通通道出口排出的空气分成若干股排出；

所述聚风筒(5)将所述变频器(1)整体罩住，所述聚风筒(5)的顶部与所述热风回收管(3)连通，所述聚风筒(5)的底部沿周向等间距设有若干冷风入口(501)，每个冷风入口(501)与所述冷风分流器(502)分成的一股空气对应连通。

4.根据权利要求3所述的变频器室冷却系统，其特征在于：所述空气流通通道的出口通过冷风排出罩(503)与所述冷风分流器(502)连通，所述冷风排出罩(503)为孔径渐阔的喇叭状。

5.根据权利要求4所述的变频器室冷却系统，其特征在于：所述空水冷却机构(4)与地面之间设置有垫高层(404)。

6.根据权利要求5所述的变频器室冷却系统，其特征在于：所述空水冷却机构(4)上设有与其内部连通的排水管(403)。

7.根据权利要求6所述的变频器室冷却系统，其特征在于：所述冷却水流通通道的进口为冷水入口(402)，该冷水入口(402)通过管路与所述凉水塔(604)底部的循环水池连通；所述冷却水流通通道的出口为热水出口(401)，该热水出口(401)通过管路与所述凉水塔(604)的顶部连通。

8.根据权利要求7所述的变频器室冷却系统，其特征在于：各个空水冷却机构(4)上的热水出口(401)分别通过单独的一段第一热水分管(601)与热水母管(602)连通，每个凉水塔(604)底部的循环水池分别通过单独的一段第二热水分管(603)与所述热水母管(602)连通；

各个空水冷却机构(4)上的冷水入口(402)分别通过单独的一段第三冷水分管(610)与第二冷水母管(609)连通，各个冷却水泵(608)分别连接在单独的一段第二冷水分管(607)上，所述第二冷水母管(609)通过相互并联的第二冷水分管(607)与第一冷水母管(606)连通，每个凉水塔(604)的顶部分别通过单独的一段第一冷水分管(605)与所述第一冷水母管(606)连通。

9.根据权利要求8所述的变频器室冷却系统，其特征在于：所述第一热水分管(601)上依次设有水流开关、压力表、温度计和手动蝶阀，所述第三冷水分管(610)上依次设有排气阀、压力表、温度计和手动蝶阀；

所述第二冷水母管(609)上、所述热水母管(602)上均分别设有超声波流量计，所述第一冷水母管(606)上设有过滤器；

所述第一冷水分管(605)上设有电动开关阀、压力表，所述第二热水分管(603)上同样设有电动开关阀、压力表；

所述冷却水泵(608)的前后两端均设有手动蝶阀。

10.根据权利要求7～9任意一项所述的变频器室冷却系统，其特征在于：所述凉水塔(604)底部的循环水池内设有PH计及自动加药装置。