CN210274997U - 一种整体式高压变频器冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种整体式高压变频器冷却装置，涉及冷却设备技术领域。本实用新型包括一体式结构的换热模块，换热模块包括位于高压变频室内的室内换热器和位于高压变频室外的室外换热器，室内换热器用于冷却高压变频室内的高温气体，室外换热器用于冷却制冷剂。本实用新型还设有应急排风口，应急排风口用于在换热模块故障时自动打开，使高温气体从应急排风口处排出。本实用新型能适用于高压变频器的冷却过程，本实用新型结构简单、冷却效果好，安装和维护方便、成本低，运行过程中能耗低，并能在换热模块故障时自动进行应急排风降温。

Description

一种整体式高压变频器冷却装置

技术领域

本实用新型涉及冷却设备技术领域，具体涉及一种整体式高压变频器冷却装置。

背景技术

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，高压大功率变频调速装置不断地成熟起来，原来一直难于解决的高压问题，近年来通过器件串联或单元串联得到了很好的解决。

高压变频器一般安装在高压变频室内，高压变频器在运行过程中会产生高温，这些热量主要通过高压变频器顶部的散热风机散出，因此在高压变频器的散热风机出口处会存在大量的高温气体(50℃左右)，这些高温气体会使高压变频室内的温度升高，需要对高压变频室内进行及时的降温，否则将会出现高温烧毁高压变频器的现象。

现有技术中降低高压变频室温度的方式有两种，一种是采用室内空调的方法，该种方法虽然能起到良好的降温效果，但是由于空调的安装和运维成本均很高，且其能耗巨大，导致该种方法的综合成本很高。另一种是采用水冷换热器进行冷却，该种方法通过将高压变频室内的高温气体抽取到位于高压变频室外的水冷换热器与冷却水进行换热，将换热后的低温气体输送到高压变频室内，以此达到降温的目的。该种方法的运行能耗虽然较低，但是该种方法需要配套水泵、冷却塔以及大量的管道进行使用，其安装成本较高，安装工程量大，且冷却效果也较为一般，并且在运行过程中会损耗大量的水资源，不能适应当下节能环保的生产理念。

实用新型内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型目的在于提供一种整体式高压变频器冷却装置。本实用新型结构简单、冷却效果好，安装和维护方便、成本低，运行过程中能耗低，并能在换热模块故障时自动进行应急排风降温。

本实用新型所述的一种整体式高压变频器冷却装置，包括电控模块、换热模块和高压变频室；所述的高压变频室内用于安装高压变频器；所述的换热模块为一体式结构，所述的换热模块包括位于高压变频室内的室内换热器以及位于高压变频室外的室外换热器；所述的室内换热器设有相互换热的第一热风通道和制冷剂通道；所述的室外换热器内部设有空腔，所述的室外换热器设有用于抽取空腔内气体的抽风机；所述的空腔内设有相互换热的第二热风通道和冷风通道；所述的空腔设有与室外换热器外部连通的进风口；

所述的第一热风通道一端连通散热风机的出口，另一端连通高压变频室内部；所述的制冷剂通道内设有制冷剂，所述的制冷剂通道与第二热风通道首尾连通；在所述的冷风通道和进风口之间设有降温机构，所述的冷风通道一端通过降温机构连通所述的进风口，另一端连通所述的空腔；

所述的高压变频室设有与散热风机的出口相连通的应急排风口，在所述的应急排风口处设有电动阀，所述的电控模块根据换热模块的运行状态控制电动阀的开闭。

优选地，所述的降温机构包括湿膜、水泵、水槽和补水管；所述的湿膜设置在进风口的一侧，所述的进风口处流入的气体经过湿膜；所述的水泵连通水槽用于抽取水槽内的水为湿膜供水，所述的补水管连通水槽。

优选地，所述的进风口处设有过滤网。

优选地，还包括警示灯和蜂鸣器，所述的电控模块根据换热模块的运行状态控制警示灯和蜂鸣器的开闭。

本实用新型所述的一种整体式高压变频器冷却装置，其优点在于：

1、一体式结构的换热模块，在安装时将换热模块的中部嵌接入高压变频室的墙体内。高压变频器产生的高温气体进入室内换热器的第一热风通道内，制冷剂在制冷剂通道内流通。高温气体与制冷剂相互换热，制冷剂带走高温气体的热量，使高温气体的温度降低后从第一热风通道的出口排出。制冷剂由于吸热蒸发变为气态的制冷剂，气态的制冷剂进入到室外换热器的第二热风通道中。室外换热器抽取外界的空气并进行降温，外界的空气与气态的制冷剂进行换热，使气态的制冷剂液化，液化后的制冷剂将回流至室内换热器中重复利用。风机持续抽取室外换热器内部的气体，使空气受负压作用持续进入室外换热器内部。本实用新型通过上述结构能有效冷却高温气体，并且制冷剂可重复利用，装置自身形成一个冷却降温循环，结构简单，无需配套大量的水泵、冷却塔和水管进行使用，安装和维护方便且成本低，冷却效果好，运行过程中能耗低，具有良好的实用价值和经济效益。换热模块为一体式的结构，安装方便。设有应急排风口，在换热模块故障时能自动打开应急排风口进行排风，避免高压变频器因高温损坏。

2、经过湿膜的气体能有效的降温加湿，且其降温过程为等焓降温，具有良好的降温效果。

3、过滤网能有效滤除外界空气中的杂质，防止随气流进入设备内部损坏设备。

4、在换热模块故障时电控模块控制警示灯和蜂鸣器开启，使警示灯发出警示光，蜂鸣器发出蜂鸣声，提示工作人员换热模块故障，及时进行维修处理。

附图说明

图1是本实用新型所述一种整体式高压变频器冷却装置的结构示意图；

图2是本实用新型室外换热器的结构示意图；

图3是本实用新型换热过程的结构框图。

附图标记说明：1-换热模块，2-室内换热器，21-第一热风通道，22-制冷剂通道，3-室外换热器，31-抽风机，32-第二热风通道，33-冷风通道，34-降温机构，341-湿膜，342-水泵，343-水槽，344-补水管，35-进风口，4-应急排风口，5-电动阀，6-高压变频器，61-散热风机。

具体实施方式

如图1至图3所示，本实用新型所述的一种整体式高压变频器冷却装置，包括一体式结构的换热模块1。换热模块1的中部嵌入高压变频室的墙体内，换热模块1包括室内换热器2和室外换热器3，室内换热器2包括外壳，在外壳内设有空腔，空腔内设有若干换热管，该换热管即为第一热风通道21。空腔内换热管外部的空间即为制冷剂通道22，用于供制冷剂流通。室内换热器2在工作时，散热风机61发出的高温气体进入第一热风通道21内，而制冷剂在第一热风通道21外部流动，两者之间通过第一热风通道21的管壁换热。制冷剂带走高温气体内的热量，使其温度降低，然后从第一热风通道21的出口排出，使高压变频室内的温度降低。本实施例中，制冷剂可以选用氨或R-134a或R-404A。

制冷剂通道22与第二热风通道32首尾连通，形成一个密闭循环。制冷剂由于吸收了高温气体中的热量气化，变成气态制冷剂，气体制冷剂会流动至室外换热器3的第二热风通道32中。室外换热器3内部设有空腔，空腔内设有相互换热的第二热风通道32和冷风通道33，第二热风通道32与制冷剂通道22首尾连通，用于供气态制冷剂在其内部流通换热。冷风通道33通过降温机构34与进风口35连通。进风口35是设置在室外换热器3外壳上的开口，进风口35连通空腔与外界空气，外界空气从此处进入空腔内。在进风口35的相对一侧设有抽风机31，抽风机31与空腔内部相连通，用于将空腔内部的气体抽往外界，使空腔内部形成负压，使外界空气在负压作用下从进风口35进入空腔内。降温机构34用于使进风口35处流入的空气降温增湿。降温机构34包括湿膜341、水槽343、水泵342和补水管344。湿膜341平行于进风口35所在平面设置在进风口35的内侧，使进风口35处流入的空气经过湿膜341，湿膜341具有使经过的气体降温增湿的作用，且其降温过程为等焓降温。水槽343连通水泵342，还连通补水管344。补水管344连通外界供水装置，如市政补水或生活用水等，补水管344为水槽343补水。水泵342的进水口连通水槽343，出水口设置在湿膜341的正上方，水泵342将水槽343内的水抽取到湿膜341的上方流出，为湿膜341补水，使流经湿膜341的气体温度大幅降低。

在进风口35处设置过滤网，过滤网为空气过滤网，主要用于过滤进气口处流入的空气中的杂质，防止杂质随气流进入设备内而导致损坏设备。

外界空气经过湿膜341后进入冷风通道33内，其温度远低于气态制冷剂的温度。在室外换热器3的冷却过程中作为冷却介质使用，外界空气与气态制冷剂进行换热，使第二热风通道32中的气态制冷剂冷凝液化，变为液态制冷剂。而由于第二热风通道32与制冷剂通道22首尾连通，所以液态制冷剂会回流到制冷剂通道22中，重复用于高温气体冷却过程。在第二热风通道32与制冷通道内可以设置微型水泵，用于为液态制冷剂的回流提供动力，使液态制冷剂回流到制冷剂通道22中。

参阅图3，本实施例完整的冷却流程如下所述：散热风机61送出的高温气体进入第一热风通道21内，与制冷剂通道22内的制冷剂进行换热，大幅降低自身的温度。降温后的气体从第一热风通道21的出口排出，流入高压变频室内，降低高压变频室内的温度。而制冷剂由于吸收了热量，发生气化现象，变为气态制冷剂，流动至室外换热器3的第二热风通道32中。室外换热器3抽取外界空气，并经过湿膜341降温后流入到冷风通道33中作为冷却介质与气态制冷剂换热，降低气态制冷剂的温度，使其冷凝液化。液化后的制冷剂会回流到制冷剂通道22中，重复用于高温气体冷却过程。而冷风通道33中的气体在吸收热量温度升高后，则从冷风通道33的出口排出到空腔内，被抽风机31抽出。

高压变频室设有应急排风口4，应急排风口4与散热风机61的出风口通过塑料管道连通。在应急排风口4处设有电动阀5，电动阀5通过电控模块控制开闭。

本实施例中，电动阀5由电动执行机构和阀体组成，电动执行机构用于接受电控制，通过电控制改变阀体的开闭。电动执行机构的型号为：ZAJ-3。

电控模块选用常用的电控柜，电控柜为常见的电气控制部件，具有正常运行时可借助手动或自动开关接通或分断电路，故障或不正常运行时借助保护电器切断电路或报警的功能。

电控柜的主要部件包括断路器、接触器和热继电器，电控柜主要通过上述部件的导通或关断实现控制功能。本实施例中，断路器的型号为：施耐德IC65N/3P/D20A/3P；接触器的型号为：施耐德LC1-D18M7C；热继电器的型号为：施耐德LRD16C(9-13A)。电控柜通过上述部件及其他电气元件控制电动阀5的开闭。

本实施例中，换热模块1的运行状态为室内换热器2和室外换热器3正常运行或发生故障。在室内换热器2和室外换热器3的主电路中均设有电流传感器，电流传感器用于检测主电路中的电流，并生成对应的检测信号发送至电控柜中。主电路中的电流可以反映室内换热器2和室外换热器3的运行状态，可以根据室内换热器2和室外换热器3的工作电流预设一个电流范围，当主电路电流不处于该电流范围时，电控柜判断室内换热器2或室外换热器3发生故障，控制电动阀5开启，使散热风机61处流出的高温气体从应急排风口4排出，防止高压变频室内的温度升高导致高压变频器6损坏。电控柜还可以与警示灯和蜂鸣器信号连接，当电控柜判断室内换热器2和室外换热器3存在故障时，控制警示灯和蜂鸣器发出警报，提示工作人员及时维修处理。

安装槽为设置在换热模块1中部的凹槽，其主要作用是嵌入高压变频室的墙体内，方便安装并且使墙体与换热模块1连接稳固。

本实施例中，换热模块1为一体式的结构，室内换热器2和室外换热器3都安装在换热模块1内。换热模块1的中部设有安装槽，在安装时将换热模块1嵌入高压变频室的墙体内，并通过螺栓将换热模块1与地面固定，将管道依次连通，然后检查各处的气密性，即可完成本实施例的高压变频器冷却装置的安装。由于换热模块1为一体式结构，在安装时就无需使用管道将室内换热器2与室外换热器3连通，这就大大的减少了安装时的工作量，方便安装。换热模块1能有效保护室内换热器2与室外换热器3之间的连通管道，减少因连通管道损坏而带来的设备故障，延长本实用新型的使用寿命。换热模块1安装在地面，一方面在安装和维护时较为方便，另一方面也更为安全。

本实用新型通过上述结构能有效冷却高温气体，并且制冷剂可重复利用，装置自身形成一个冷却降温循环，结构简单，无需配套大量的水泵342、冷却塔和水管进行使用，安装和维护方便且成本低，冷却效果好，运行过程中能耗低，具有良好的实用价值和经济效益。换热模块1为一体式的结构，安装方便。设有应急排风口4，在换热模块1故障时能自动打开应急排风口4进行排风，避免高压变频器6因高温损坏。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种整体式高压变频器冷却装置，所述的高压变频器(6)设有散热风机(61)；其特征在于，所述的高压变频器冷却装置包括电控模块、换热模块(1)和高压变频室；所述的高压变频室用于安装高压变频器(6)；所述的换热模块(1)为一体式结构，所述的换热模块(1)包括位于高压变频室内的室内换热器(2)以及位于高压变频室外的室外换热器(3)；所述的室内换热器(2)设有相互换热的第一热风通道(21)和制冷剂通道(22)；所述的室外换热器(3)内部设有空腔，所述的室外换热器(3)设有用于抽取空腔内气体的抽风机(31)；所述的空腔内设有相互换热的第二热风通道(32)和冷风通道(33)；所述的空腔设有与室外换热器(3)外部连通的进风口(35)；

所述的第一热风通道(21)一端连通散热风机(61)的出口，另一端连通高压变频室内部；所述的制冷剂通道(22)内设有制冷剂，所述的制冷剂通道(22)与第二热风通道(32)首尾连通；在所述的冷风通道(33)和进风口(35)之间设有降温机构(34)，所述的冷风通道(33)一端通过降温机构(34)连通所述的进风口(35)，另一端连通所述的空腔；

所述的高压变频室设有与散热风机(61)的出口相连通的应急排风口(4)，在所述的应急排风口(4)处设有电动阀(5)，所述的电控模块根据换热模块(1)的运行状态控制电动阀(5)的开闭。

2.根据权利要求1所述一种整体式高压变频器冷却装置，其特征在于，所述的降温机构(34)包括湿膜(341)、水泵(342)、水槽(343)和补水管(344)；所述的湿膜(341)设置在进风口(35)的一侧，所述的进风口(35)处流入的气体经过湿膜(341)；所述的水泵(342)连通水槽(343)用于抽取水槽(343)内的水为湿膜(341)供水，所述的补水管(344)连通水槽(343)。

3.根据权利要求1所述一种整体式高压变频器冷却装置，其特征在于，所述的进风口(35)处设有过滤网。

4.根据权利要求1所述一种整体式高压变频器冷却装置，其特征在于，还包括警示灯和蜂鸣器，所述的电控模块根据换热模块(1)的运行状态控制警示灯和蜂鸣器的开闭。

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