CN214379646U - 智能温度调节系统内循环气流导向装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能温度调节系统内循环气流导向装置，该装置包括分布在电气柜内部的回风主管、出风主管、辅助出风管，所述回风主管与智能温度调节系统上的至少一个内循环进风口B相连通，所述出风主管、辅助出风管均与智能温度调节系统上的至少一个内循环出风口A相连通。在回风主管末端连接有回风支管，在出风主管和辅助出风管末端连接有出风支管，所述回风支管、出风支管表面均设置有通风孔。利用该装置能快速、精准的将聚集在顶部和设备缝隙中的热空气抽走进行换热，同时将冷空气导向特定方向以及发热集中部位，实现了柜内温度的精细化调控和均衡，保证了系统稳定、安全运行。

Description

智能温度调节系统内循环气流导向装置

技术领域

本实用新型涉及电气控制柜技术领域，具体涉及一种智能温度调节系统内循环气流导向装置。

背景技术

随着智能电网的快速发展，近年来越来越多的电力设备由户内开放式安装转向户外封闭式安装，在这个过程中会大量使用各类电气控制柜。户外控制柜内部最佳工作温度一般在35-40℃之间，无遮挡的情况下柜体受到太阳直射温度会升高，电力设备本身耗散的热量同样会导致柜内温度升高，双重作用下很容易达到甚至超出允许的使用温度范围。实验发现电气柜内温度最高可达56℃，设备长时间在如此高温下超负荷运行，会降低各个元器件的性能及使用寿命，严重影响整个系统的稳定性、安全性，甚至发生故障造成重大安全事故。研究表明元器件所处的环境温度每升高10℃，其失效率一般会增加一个数量级。电气柜作为电力系统设备的主要载体，其安全性和可靠性非常重要。因此，如何有效控制密封户外机柜内部温度，为设备创造良好的运行环境，是户外控制柜设计及电力系统稳定运行的关键所在。

针对上述问题，此前我们曾开发了一种智能温度调节系统并将其应用于变电站控制柜(CN104932571A)。该系统由至少一个密集型大功率半导体温度调节块模组、内循环散温片、内循环散温风机、至少一个相变换热均温板、至少一个热导管、至少一个外循环微型化翅片格栅管群相变散热器、外循环散热器风机和智能管理电路组成。其中每个密集型大功率半导体温度调节块模组与每个外循环微型化翅片格栅管群相变散热器通过两根热导管连接形成封闭内循环回路，内循环散温风机设置在内循环散温片上并通过强制排风模式对内循环散温片进行强制散温，内循环散温片与密集型大功率半导体温度调节块模组的内循环面无缝隙贴合。每个相变换热均温板分别与每个密集型大功率半导体温度调节块模组的外循环面无缝隙贴合，每个相变换热均温板内部充填由无机水合盐材料合成的复合相变工质。相变换热均温板为铜制直接传导吸收式的密封箱体式结构，所述密封箱体式结构内部充填由无机水合盐材料合成的复合相变工质，用以快速吸收密集型大功率半导体温度调节块模组释放的高热流密度热源。外循环微型化翅片格栅管群相变散热器包括强制空冷翅片群、相变格栅管群，其中相变格栅管群内部充填由无机水合盐材料合成的复合相变工质，相变格栅管群横向穿插在强制空冷翅片群中并与强制空冷翅片群的翅片紧密接触，形成外循环微型化翅片格栅管群相变散热器。外循环散热器风机通过风冷模式对强制空冷翅片群与相变格栅管群进行强制散热。热导管内部还充填液汽相变工质，热导管穿过相变换热均温板内部与外循环微型化翅片格栅管群相变散热器连接，热导管横向穿插于强制空冷翅片群中并与强制空冷翅片群的翅片形成紧密接触，形成外循环微型化分布式相变循环高效散热系统。该智能温度控制系统半嵌入式安装在控制柜门板上，通过内外循环风冷系统的热交换和物质交换作用，将柜内空气中的热量和水分向柜外转移，有效的降低了柜内温度。

经过几年的使用后，我们发现该系统基本能满足电气柜内部温度调节与控制功能，但是也发现了一些新问题：一是该智能温度调节系统一般安装在柜体一侧中间位置(温度传感器也集成在该部位)，导致柜体内部上下、左右、前后的温度并不均衡，越靠近智能温度调节系统的位置温度越低，不同部位的温差可达5℃以上，对于大型电气柜这种现象更为突出；二是电力设备层层码放在柜体内部，层与层之间空间很小，热空气难出去冷空气难进来，对于以前后多排方式布置设备的机柜这种情况更加明显；三是某些设备发热量偏大，即便柜内温度维持在正常工作温度范围之内，这些设备的温度依然偏高，需要进行针对性的补充降温。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种智能温度调节系统内循环气流导向装置。该装置包括分布在电气柜内部的回风主管3和出风主管4，所述回风主管3与智能温度调节系统上的至少一个内循环进风口B相连通，所述出风主管4与智能温度调节系统上的至少一个内循环出风口A相连通。

进一步的，在回风主管3末端连接有回风支管6，在出风主管4末端连接有出风支管7，所述回风支管6、出风支管7表面均设置有通风孔9。

更进一步的，所述回风支管6、出风支管7均为T字形，T字形支管的其中一根风管位于两排设备之间，以便快速抽走缝隙间的热气或者向缝隙间吹送冷气，更快更好的实现温度调控效果。

更进一步的，所述回风支管6固定在柜体顶部，用于快速抽取聚集在柜顶的热空气(热空气较轻容易在顶部聚集)；所述出风支管7固定在柜体底部，用于向上吹送冷空气。

进一步的，该装置还包括辅助出风管5，所述辅助出风管5一端与智能温度调节系统其中一个内循环出风口A相连通，另一端与十字支管8相连通，所述十字支管8位于上下层、前后排设备之间，在十字支管8表面设置有通风孔9。辅助出风管是专门为某些发热量较大的设备设计的，当柜内温度维持在正常范围时，这些设备表面可能依然烫手，此时从十字支管8吹出来的冷风近距离正对着这些设备吹风，强制进行冷却(避免了冷气被前排设备遮挡的情况发生)，保证了局部温度调控效果。

进一步的，在回风主管3或出风主管4上还连接有十字支管8，所述十字支管8位于上下层、前后排设备之间，在十字支管8表面设置有通风孔9。回风主管或出风主管端部设置的十字支管能够增强不同层、不同排设备之间的通风散热效果，避免了热量在狭小空间存蓄，杜绝局部过热现象。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：(1)在原先开发的智能温度调节系统基础上，设计了配套的内循环气流导向管道，两者搭配使用能够更好、更快的调控大型、复杂电气柜内部温度；(2)对于安放有多层、多排设备的电气柜，通过管道定向导流热空气和冷空气，防止了局部过热以及柜内温度不均的现象；(3)所有管道均采用绝缘、阻燃、防静电的电力专用管，安全性高、可靠性好。

附图说明

图1为智能温度调节系统内外循环原理示意图；

图2为本实用新型智能温度调节系统内循环气流导向装置示意图。

其中1-电气控制柜，2-智能温度调节系统，3-回风主管，4-出风主管，5-辅助出风管，6-回风支管，7-出风支管，8-十字支管，9-通风孔，10-设备，A-内循环出风口，B-内循环进风口，C-外循环出风口，D-外循环进风口。

具体实施方式

为使本领域普通技术人员充分理解本实用新型的技术方案和有益效果，以下结合具体实施例进行进一步说明。

本实用新型所述的智能温度调节系统具体结构及原理参见发明人较早前申报并获授权的中国专利CN104932571A和CN204518299U。该智能温度调节系统主要包括密集型大功率半导体温度调节块模组、内循环散温片、内循环散温风机、相变换热均温板、热导管、外循环微型化翅片格栅管群相变散热器、外循环散热器风机以及若干个内外循环进出风口。该智能温度调节系统通常以半嵌入式的方式固定在电气柜的背板或侧板上，内循环散温风机将柜内热空气由内循环进风口B抽入系统内部，通过内循环散温片、密集型大功率半导体温度调节块模组、相变换热均温板等的热交换作用后温度降低，从内循环出风口A吹出。外循环散热器风机将外界冷空气由外循环进风口D抽入系统内部，通过强制空冷翅片群、相变格栅管群、热导管等将柜体内热量和水分导出，升温后的热气流从外循环出风口C排出，由此实现内外循环的物质和能量交换。整个过程可简化成如图1所示的示意图，其中箭头代表气流方向。

为了进一步增强、改进该智能温度调节系统的使用效果，我们开发了一套内循环气流导向装置。该装置主要包括回风主管3、出风主管4、辅助出风管5、回风支管6、出风支管7、十字支管8，各个支管上设置有通风孔9。其中回风主管3一端与内循环进风口B固定联通，另一端与回风支管6或十字支管8联通。出风主管4一端与内循环出风口A固定联通，另一端与出风支管7或十字支管8联通。辅助出风管5一端与内循环出风口A固定联通，另一端与十字支管8联通。为了保证绝对安全和控温效果，所有风管都布置在两个设备的间隙中，不会从设备的上下左右表面穿过(即投影不会落到设备表面)。

该智能温度调节系统原本通过侧面的两排内循环出风口A和内循环进风口B完成柜体内部空气的循环和热交换，但是一方面由于叠放设备的阻挡导致空气循环效果有待提升，另一方面考虑到电气控制柜(如变压器)体积较大，内部密密麻麻横竖布置有许多设备(工作情况下会发热)，距离较远的地方(如图2中的左上角和左下角)温度降不下来或者降下来需要的时间过长。为此在柜体内部布置了管道，通过顶部的回风支管6以及位置靠上、架设在前后排、上下层间的十字支管8将聚集在顶部和设备缝隙中的热空气精准、快速抽走进行换热，同时通过底部的出风主管4以及位置居中、架设在前后排、上下层间的辅助出风管5将冷空气精准导向特定方向以及发热集中部位。

湖北地区夏季最热的三伏天，同样的变电控制柜没有安装该内循环气流导向装置时，智能温度调节系统启动后可能需要30分钟以上，柜内温度才能恢复到40℃以内，并且监测发现局部依然存在过热情况，此时智能温度调节系统近乎满负荷运行。改造完安装上该内循环气流导向装置后，同样条件下智能温度调节系统启动10分钟左右，柜内温度基本不超过40℃，并且柜内各处温度相差不大，发热量大的设备温度也正常了。

Claims (6)

1.一种智能温度调节系统内循环气流导向装置，其特征在于：该装置包括分布在电气柜内部的回风主管和出风主管，所述回风主管与智能温度调节系统上的至少一个内循环进风口B相连通，所述出风主管与智能温度调节系统上的至少一个内循环出风口A相连通。

2.如权利要求1所述的一种智能温度调节系统内循环气流导向装置，其特征在于：在回风主管末端连接有回风支管，在出风主管末端连接有出风支管，所述回风支管、出风支管表面均设置有通风孔。

3.如权利要求2所述的一种智能温度调节系统内循环气流导向装置，其特征在于：所述回风支管、出风支管均为T字形，T字形支管的其中一根风管位于两排设备之间。

4.如权利要求2所述的一种智能温度调节系统内循环气流导向装置，其特征在于：所述回风支管固定在柜体顶部，所述出风支管固定在柜体底部。

5.如权利要求1所述的一种智能温度调节系统内循环气流导向装置，其特征在于：该装置还包括辅助出风管，所述辅助出风管一端与智能温度调节系统其中一个内循环出风口A相连通，另一端与十字支管相连通；所述十字支管位于上下层、前后排设备之间，在十字支管表面设置有通风孔。

6.如权利要求1所述的一种智能温度调节系统内循环气流导向装置，其特征在于：在回风主管或出风主管上还连接有十字支管，所述十字支管位于上下层、前后排设备之间，在十字支管表面设置有通风孔。

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