CN213278876U - 一种换热除湿型变电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种换热除湿型变电站，包括箱体，箱体的一侧连接有第一热交换器，箱体与该侧相对的另一侧连接有第二热交换器；箱体顶部开设出风口，并通过管道和阀门连接有旋风分离器和风机，风机的入口与旋风分离器相连通，风机的出口与外部环境相连通。本实用新型通过箱体连接的第一热交换器和第二热交换器，实现箱体内部换热降温的功能，通过箱体顶部设置的风机及旋风分离器将湿气抽出箱体，并配合加热网鼓入干风对箱体内空气风干除湿。

Description

一种换热除湿型变电站

技术领域

本实用新型涉及供电设备技术领域，具体涉及一种换热除湿型变电站。

背景技术

变电站是改变电压的场所，其内部设置有多种电气装置，如变压器、互感器、开关设备、防雷设备等。由于天气炎热之后，变电站内的内部组件工作产生热量，容易导致变电站内部温度过高，影响各元件的正常工作。

此外，智能电网中超高的电压和超大功率、超大电流的设备必然会引起发热问题，由于变电设备的发热现象，会导致变电设备故障的发生，对电网的稳定运行有很大的影响。变电设备运行过程中产生的大量热量，会使室内环境温度升高，并导致变压设备油和绕组温升增大，影响设备的使用寿命，因此要将变电设备产生的热量及时散发掉，以保障变电设备的安全运行。

变电站大多是建立在室外环境离地面比较近的基础上，安装基础周围通常比较潮湿，虽然柜体具有一定的密封功能，但在下雨过后，湿气变得更为严重时，部分潮湿的空气会沿着柜门缝隙等侵入柜体中，大量的小水滴会凝结在电气装置上面，易导致电气装置表面生锈，甚至是漏电的情况，存在一定的安全隐患。

目前已有的变电设备的散热装置有通风散热装置、水冷却装置、室内制冷装置、蒸发冷却装置、油箱散热装置、管式散热装置等，但均存在一定的缺陷，其中，或存在需要消耗能源或水源，并产生噪声的问题，或存在油箱油压大，容易渗漏油，油箱强度要求高，循环油泵易损坏的问题，或存在不利于安全防火的问题，或存在传送热量较小、传送管道多、体积大、成本高等问题。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种换热除湿型变电站，利用第一热交换器和第二热交换器，与变电站内的热空气热量交换，并通过出风口处连接的旋风分离器和风机，可实现对变电站内部的散热及除湿。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

提供一种换热除湿型变电站，包括箱体，

箱体的一侧连接有第一热交换器，

第一热交换器包括分别与箱体连通的换热通道和吸热通道，

换热通道内设有开设进水口和出水口的储水箱，储水箱内部设置连接有电源的水泵，水泵通过抽水管连接有位于出水口处的喷头，换热通道内设有将空气鼓入箱体内的鼓风机，吸热通道内设有将空气从箱体内抽出的抽风机；

箱体与该侧相对的另一侧连接有第二热交换器，

第二热交换器包括换热器、电磁驱动装置和冷水箱，三者由铜管串联连接成闭合回路，且铜管内循环流动有传热介质，

换热器为换热板，换热板内部设有使铜管穿过的通孔，换热板上分布有散热翅片；

箱体顶部开设出风口，并通过管道和阀门连接有旋风分离器和风机，风机的入口与旋风分离器相连通，风机的出口与外部环境相连通。

本方案通过第一热交换器的吸热通道和换热通道，利用两个风机的作用实现箱体内的空气的流动，箱体内的热空气经抽风机吸入吸热通道排出，鼓水泵从将储水箱内的水从喷头喷出用于与周围空气换热降低空气温度，鼓风机将降温后的空气鼓入箱体内完成箱体内空气的第一次热交换换热；箱体内的第二热交换器利用高压电产生的电磁场为传热介质提供动力在铜管内流动，通过换热器的换热板与箱体空气换热，传热介质在冷水箱内吸热降温，循环为箱体空气进行降温，实现箱体空气的第二次热交换换热；进入箱体内的空气当其有水分较多时，通过启动箱体顶部的旋风分离器和风机，将箱体内的湿气抽出，实现除湿功能。

进一步的，电磁驱动装置包括前后平行设置的两个电极片，两个电极片连接有高压电并在两电极片间产生电磁场。

所述的电磁驱动装置由高压电产生的电磁场取代永磁铁，电磁驱动装置的前后两个电极片形成电极后，可使得传热介质在电磁驱动装置的流道中产生电流，所述电磁驱动装置为传热介质提供驱动力，使其在热管中循环流动，并将传热介质引入到冷水箱中实现制冷。

进一步的，所述的换热通道远离箱体的一端、吸热通道远离箱体的一端通过连通管连通，连通管上开设有与外界连通的通风口。

进一步的，所述的吸热通道与连通管在连接处设置有与连接处大小相配的电热网。

电热网在通电后可以加热周围的空气，通过鼓风机的作用，将加热的空气鼓入箱体内，达到在冬季为变电站通入暖气的效果，

作为优选，所述的传热介质为液态的金属镓或镓基合金。

优选采用低熔点导热率高的液态金属，所述传热介质可选用不同合金系列的液态金属，所述液态金属包括镓、镓基合金、铋、铋基合金、铟、铟基合金、铟锡合金、铋铟锡合金、镓锡合金中的一种或几种，也可以是其他合金成分的液态金属。

进一步的，所述的冷水箱内装有冷却介质，冷却介质为冷却液或冷却油。

冷却介质用于与对铜管内的传热介质进行热交换并使传热介质温度降低，用于与变电站内热空气进行交换，降低变电站内的温度。

作为优选，所述的储水箱一侧与换热通道之间呈倾斜设置，且出水口位于储水箱该倾斜设置的一侧的顶端。

储水箱的一侧与换热通道之间呈倾斜设置，且喷头安装在靠近储水桶的顶端，为了使喷头喷洒的水雾可以顺着倾斜的斜边向下流过，蒸发吸收空气的热量，使得换热通道的空气与水雾进行充分的热交换，降低空气的温度。

作为优选，所述的箱体内侧底部沿箱体的高度方向分别设置有第一隔板和第二隔板，第一隔板、第二隔板以及箱体的侧壁形成密闭的防潮隔离腔。

通过设置防潮隔离腔，能够有效减少潮气由箱体外部向内的渗入，避免由箱体内部潮湿带来的一系列安全隐患。

本实用新型的有益效果：

一、通过换热通道下方设置储水箱，储水箱的顶部出水口安装于水泵连接的喷头，当变电站内部温度较高时，可以通过吸热通道内部的抽风机将箱体内的热空气抽出通过连通管的通风口排出，并可通过喷头喷洒水雾来与空气热交换，使得散热通道的鼓风机将低于箱体内空气温度的外界空气鼓入箱体内，实现对箱体内换热降温，当两个风机同时开启后，使得吸热通道和换热通道间形成循环的抽风系统，不仅可以节约能源，而且可实现快速降温。

二、第二热交换器的铜管中的传热介质通过换热器把热量从热源带出，通过使用电磁驱动装置为系统的传热介质提供驱动力，使传热介质在热管循环流动，无回转运动，无噪声，密封性好，有效的解决高压变电站变压器发热问题，并且依靠高压电磁场驱动，优化了散热器结构，提高能源利用率。

三、通过设置防潮隔离腔，能够有效减少潮气由箱体外部向内的渗入，避免由箱体内部潮湿带来的一系列安全隐患；通过设置风机和旋风分离器，在箱体内部湿度较大时，能够有效实现汽水分离，降低箱体内部的湿度。

本实用新型设计合理，不仅可以有效避免由于变电站箱体潮湿带来的安全隐患，提高了设备的运行安全系数，而且具有良好的通风换热能力，有效防止变电站内温度升高，影响变电站内电路元件的正常工作。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中储水箱的结构示意图；

图3为本实用新型中换热器的结构示意图；

图4为本实用新型中第二热交换器的结构示意图；

图中所示：

1、箱体，2、换热通道，3、吸热通道，4、储水箱，5、水泵，6、连通管，7、鼓风机，8、抽风机，9、通风口，10、加热网，11、换热器，12、电磁驱动器，13、冷水箱，14、铜管，15、传热介质，16、冷却介质，17、出风口，18、阀门，19、旋风分离器，20、风机，21、隔板，22、防潮隔离腔，23、抽水管，24、喷头，25、进水口，26、换热前板，27、换热后板，28、翅板，29、通孔。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

一种换热除湿型变电站，包括箱体1，箱体1的一侧连接有第一热交换器，其中，第一热交换器包括分别与箱体1连通的换热通道2和吸热通道3，换热通道2内设有开设进水口25和出水口的储水箱4，所述的储水箱4一侧与换热通道2之间呈倾斜设置，且出水口位于储水箱4该倾斜设置的一侧的顶端，储水箱4内部设置连接有电源的水泵5，水泵5通过抽水管23连接有位于出水口处的喷头24。

换热通道2内设有将空气鼓入箱体1内的鼓风机7，吸热通道2内设有将空气从箱体1内抽出的抽风机8；鼓风机7和抽风机8可以单独工作，也可以一同工作，方便实现对箱体1内降温换热的功能。

如图1所示，所述的换热通道2远离箱体1的一端、吸热通道3远离箱体1的一端通过连通管6连通，连通管6上开设有与外界连通的通风口9。

作为本实用新型的一种实施方式，所述的换热通道2位于吸热通道2下方，两者相互平行安装，换热通道2的顶部一端设置有连通管6，连通管6的上方设置吸热通道3。连通管6的一端封闭另一端设有为通风口9，连通管6的上下两管壁分别与换热通道2和吸热通道3连通，吸热通道3与连通管6在连接处设置有与连接处大小相配的电热网10。连通管6与散热通道2的连接处位于储水箱4斜面的顶端，便于喷头24喷水与连接处的空气进行热交换，热空气可被倾斜斜面进行导流，加速空气流动。

上述的箱体1与该侧相对的另一侧连接有第二热交换器，第二热交换器包括换热器11、电磁驱动装置12和冷水箱13，三者由铜管14串联连接成闭合回路，且铜管14内循环流动有传热介质15，所述的传热介质15为液态的金属镓或镓基合金。作为优选，如图1所示，铜管14在冷水箱13的冷却介质中的浸水部分采用螺旋管结构，可增大铜管14在冷水箱13中的散热面积，使得铜管14在冷水箱13的冷却介质中实现快速自然冷却，可根据实际工作环境来设定铜管14的数量、热传导系统数、管长、管径、螺旋直径及螺旋圈数等参数。所述铜管14的螺旋部分在安装不干涉情况下，为了更有利于散热，应尽可能增加其螺旋直径和圈数。

换热器11为换热板，换热板包括换热前板26和换热后板27，两者之间设有使铜管14穿过的通孔29，换热板上分布有散热翅片28；由换热板采用导热性能良好的材料制成，铜管14从两板之间的通孔29里垂直穿过，所述通孔29作为铜管14通道，以便铜管15与热源进行热交换。

所述的冷水箱13内装有冷却介质16，冷却介质16为冷却液或冷却油，用于对铜管14内的传热介质15进行热交换并使传热介质15温度降低，用于与变电站内热空气进行交换，降低变电站内的温度。

电磁驱动装置12包括前后平行设置的两个电极片，两个电极片连接有高压电并在两电极片间产生电磁场，电磁驱动装置由高压电在X轴方向提供磁场，由直流电源在Y轴方向提供电极电压，电极从流道前后侧插入传热介质中，传热介质在Z轴方向流动。

所述电磁驱动装置12由高压电产生的电磁场取代永磁铁，电磁驱动装置的前后两个电极片形成电极后，可使得传热介质在电磁驱动装置12的流道中产生电流，电磁驱动装置为传热介质15提供驱动力，使其在铜管14中循环流动，并将传热介质15引入到冷水箱13中实现制冷。

作为本实用新型的一种实施方式，电磁驱动装置12包括多个流道，由高压电在X轴方向提供磁场，由直流电源在Y轴方向提供电极电压形成电场，电极从流道前后侧插入传热介质15中，传热介质15在Z轴方向流动。电磁驱动装置12的电极磁场、电场及流道方向相互垂直分布。电磁驱动装置12采用绝缘抗腐蚀材料制成，电极优选采用1mm厚的铜片。直流电源采用60V锂电池，电磁驱动装置12的电源可根据实际工作场合及负载大小来选定其容量、额定电压和额定电流，也可以用直流电源来代替。

箱体1顶部开设出风口17，并在出风口17处连接有旋风分离器19和风机20，风机20的入口与旋风分离器19相连通，风机20的出口与外部环境相连通。

箱体1内侧底部沿箱体1的高度方向分别设置有第一隔板和第二隔板，两隔板21以及箱体1的侧壁形成密闭的防潮隔离腔22。

本实用新型在使用时，需要变电站降温时，第一热交换器可以通过喷头24向换热通道2内部喷洒水雾，吸热通道3内部的抽风机8将变电站内部的热风抽入连通管6排出变电站，一部分的气流流入散热通道2，经过冷水降温之后被鼓风机7鼓入变电站箱体1内，进行降温；由于吸热管道3和散热管道2之间的气流不能完全覆盖到整个箱体1内，因此利用第二热交换器进行补充换热，通过两个电极片连接的高压电并在两电极片间产生电磁场，电磁驱动装置12由高压电在X轴方向提供磁场，由直流电源在Y轴方向提供电极电压，电极从流道前后侧插入传热介质15中，传热介质15在Z轴方向流动，铜管14内的传热介质15在换热器11和冷水箱13内循环流动进行换热，以保证箱体1内的热空气可以充分换热，以降低箱体1内空气温度。

第一热交换器通过加湿空气降低空气温度与箱体1内的空气进行热交换，再加之外界气候条件如雨水天气等因素，会对箱体1内的湿度产生影响，通过箱体1顶部的出风口17，利用旋风分离器19和风机20，将湿气抽出箱体，同时可以利用加热网10加热周围空气，使得气体升温到一定温度后进入箱体1内部进行换气和风干，有效起到箱体1除湿作用。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制，参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。

Claims (8)

1.一种换热除湿型变电站，包括箱体，其特征在于：

箱体的一侧连接有第一热交换器，

第一热交换器包括分别与箱体连通的换热通道和吸热通道，

换热通道内设有开设进水口和出水口的储水箱，储水箱内部设置连接有电源的水泵，水泵通过抽水管连接有位于出水口处的喷头，换热通道内设有将空气鼓入箱体内的鼓风机，吸热通道内设有将空气从箱体内抽出的抽风机；

箱体与该侧相对的另一侧连接有第二热交换器，

第二热交换器包括换热器、电磁驱动装置和冷水箱，三者由铜管串联连接成闭合回路，且铜管内循环流动有传热介质，

换热器为换热板，换热板内部设有使铜管穿过的通孔，换热板上分布有散热翅片；

箱体顶部开设出风口，并通过管道和阀门连接有旋风分离器和风机，风机的入口与旋风分离器相连通，风机的出口与外部环境相连通。

2.根据权利要求1所述的换热除湿型变电站，其特征在于：所述的电磁驱动装置包括前后平行设置的两个电极片，两个电极片连接有高压电并在两电极片间产生电磁场，电磁驱动装置由高压电在X轴方向提供磁场，由直流电源在Y轴方向提供电极电压，电极从流道前后侧插入传热介质中，传热介质在Z轴方向流动。

3.根据权利要求1所述的换热除湿型变电站，其特征在于：所述的换热通道远离箱体的一端、吸热通道远离箱体的一端通过连通管连通，连通管上开设有与外界连通的通风口。

4.根据权利要求3所述的换热除湿型变电站，其特征在于：所述的吸热通道与连通管在连接处设置有与连接处大小相配的电热网。

5.根据权利要求1所述的换热除湿型变电站，其特征在于：所述的传热介质为液态的金属镓或镓基合金。

6.根据权利要求1所述的换热除湿型变电站，其特征在于：所述的冷水箱内装有冷却介质，冷却介质为冷却液或冷却油。

7.根据权利要求1所述的换热除湿型变电站，其特征在于：所述的储水箱一侧与换热通道之间呈倾斜设置，且出水口位于储水箱该倾斜设置的一侧的顶端。

8.根据权利要求1所述的换热除湿型变电站，其特征在于：所述的箱体内侧底部沿箱体的高度方向分别设置有第一隔板和第二隔板，第一隔板、第二隔板以及箱体的侧壁形成密闭的防潮隔离腔。

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