CN219555450U - 一种高功率pcs户外柜 - Google Patents

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孙斌
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张春晓
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Abstract

本实用新型提供了一种高功率PCS户外柜,包括柜体、柜体左侧设置的功率子柜、以及柜体右侧设置的控制子柜,所述控制子柜为密闭式结构,功率子柜与控制子柜之间相互隔离;所述柜体上对应控制子柜上方的位置设有进风子柜,柜体上对应功率子柜下方的位置设有出风子柜,所述进风子柜右侧设有进风口,左侧设有与功率子柜连通的出风口;所述进风子柜上设有换热器,所述换热器一端伸入进风子柜内,另一端伸入控制子柜内。本实用新型所述的一种高功率PCS户外柜,可有效解决PCS户外柜的高防护与有效散热的问题,在高防护等级下运用低成本的强迫风冷解决散热PCS户外柜的散热问题,散热效果好,散热效率高。

Description

一种高功率PCS户外柜
技术领域
本实用新型属于储能技术领域,尤其是涉及一种高功率PCS户外柜。
背景技术
目前储能市场上PCS柜体一般放置于集装箱内,对PCS柜体的防护等级也就没有那么高,但由于集装箱的成本高,体积大,因此需要一种高功率PCS户外柜,即免去集装箱的额外成本,这就对高功率PCS柜体的防护等级提出了更高的要求,高功率PCS户外柜内部的防护以及柜体的散热能力直接影响设备能否可靠运行。柜内包含许多敏感性的电子元器件,而高防护和散热又是一对矛盾体,因此在保证高防护的前提下,又需要有良好的散热,这就对柜体内部的风道提出了更高的要求。
现有的PCS机柜设计布局,有相对低防护等级的完全开放式散热设计,有高防护等级的全封闭设计,也有封闭与开放的组合形式。其中,现有封闭与开放的组合设计中,高防护高阻力会给散热风扇选型带来很大困难,亦会大幅增加制造成本,而且高防护高阻力也会影响PCS机柜内空气流动,进而影响换热器的换热效率,导致换热器对PCS机柜内热量的传导效果下降,影响了PCS机柜整体的散热效果,不利于PCS机柜内敏感元器件的稳定运行。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型旨在提出一种高功率PCS户外柜,以解决现有PCS机柜设计布局不合理,导致换热器对PCS机柜内热量的传导效果不佳,影响了PCS机柜整体散热效果的问题。
为达到上述目的,本实用新型的技术方案是这样实现的:
一种高功率PCS户外柜,包括柜体、柜体左侧设置的功率子柜、以及柜体右侧设置的控制子柜,所述控制子柜为密闭式结构,功率子柜与控制子柜之间相互隔离;所述柜体上对应控制子柜上方的位置设有进风子柜,柜体上对应功率子柜下方的位置设有出风子柜,所述进风子柜右侧设有进风口,左侧设有与功率子柜连通的出风口;所述进风子柜上设有换热器,所述换热器一端伸入进风子柜内,另一端伸入控制子柜内;所述出风子柜上方设有与功率子柜连通的进气口,下方设有排气口。
进一步的,所述功率子柜上对应出风口的位置设有第一离心风机。
进一步的,所述功率子柜内对应第一离心风机下方的位置设有逆变模块散热器,所述逆变模块散热器至少间隔设置两个,功率子柜内对应第一离心风机与逆变模块散热器之间的位置设有挡风板;所述挡风板上设有过气孔,所述过气孔与逆变模块散热器一一对应设置,逆变模块散热器一端与过气孔连通,另一端与出风子柜的进气口连通。
进一步的,所述出风子柜内对应进气口的位置设有电抗器,所述排气口对应电抗器下方设置。
进一步的,所述柜体上对应进风口的位置设有百叶窗。
进一步的,所述进风子柜内对应进风口与换热器之间的位置设有第一轴流风机。
进一步的,所述控制子柜内对应换热器下方的位置依次设有用于安装电子元件的电子元器件室、以及用于安装断路器的断路元器件室,所述电子元器件室与断路元器件室连通。
进一步的,所述控制子柜内对应电子元器件室左侧的位置设有直流母线电容组,对应电子元器件室右侧的位置设有第二离心风机。
进一步的,所述断路元器件室内设有断路器和第二轴流风机,所述断路器对应第二离心风机设置,所述第二轴流风机对应直流母线电容组设置。
相对于现有技术,本实用新型所述的一种高功率PCS户外柜具有以下优势:
(1)本实用新型所述的一种高功率PCS户外柜,可有效解决PCS户外柜的高防护与有效散热的问题,在高防护等级下运用低成本的强迫风冷解决散热PCS户外柜的散热问题,散热效果好,散热效率高,且风道结构简单,气流流通顺畅,有利于提高换热器的散热效果,适合在实际应用中推广与使用。
(2)本实用新型所述的一种高功率PCS户外柜,采用内部风道与外部风道相结合的方式,通过采用合理的风道设计,使得敏感电子元器件在内循环室有良好的散热,外循环中的防护等级不高的器件也有良好的散热,且内循环风道和外风道气流流通均较为顺畅,不易造成气流的阻塞,使得换热器能进行高效的散热,进而解决了PCS柜体防护与散热问题,提高了风冷型柜体的应用极限。
(3)本实用新型所述的一种高功率PCS户外柜,通过采用密闭的控制子柜,将所有敏感电子元件均设置在密封的内循环腔室内,隔绝了敏感电子元件与外接的联系,有利于提高这种户外柜对环形的适应能力、以及在恶劣环形下运行的可靠性。
(4)本实用新型所述的一种高功率PCS户外柜,通过对换热器安装位置的设计,使换热器连接控制子柜和进风子柜,并运用进风子柜内的第一离心风机以增大通过换热器的风量,提升换热器的工作能力,提高了换热器对控制子柜内热量的传导效率,从而有利于进一步提高控制子柜内热量向外传导的效果,加速控制子柜内的热量向外传导发散。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
图1为本实用新型实施例所述一种高功率PCS户外柜的结构示意图;
图2为本实用新型实施例所述一种高功率PCS户外柜的剖视图;
图3为图2的左视图;
图4为本实用新型实施例所述一种高功率PCS户外柜中换热器的结构示意图。
附图标记说明:
1、柜体;2、控制子柜;3、进风子柜;4、百叶窗;5、换热器;6、第一轴流风机;7、第一离心风机;8、功率子柜;9、逆变模块散热器;10、直流母线电容组;11、出风子柜;12、电抗器;13、断路元器件室;14、第二轴流风机;15、断路器;16、电子元器件室;17、第二离心风机;18、挡风板。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
一种高功率PCS户外柜,如图1至图4所示,包括柜体1、柜体1左侧设置的功率子柜8、以及柜体1右侧设置的控制子柜2,所述控制子柜2为密闭式结构,功率子柜8与控制子柜2之间相互隔离;所述柜体1上对应控制子柜2上方的位置设有进风子柜3,柜体1上对应功率子柜8下方的位置设有出风子柜11,所述进风子柜3右侧设有进风口,左侧设有与功率子柜8连通的出风口;所述进风子柜3上设有换热器5,所述换热器5一端伸入进风子柜3内,另一端伸入控制子柜2内;所述出风子柜11上方设有与功率子柜8连通的进气口,下方设有排气口。
可选的,柜体1可以采用焊接框架结构,强迫风冷冷却,通过采用上进风下出风的方式,有效提高了柜体1的散热效果。同时通过采用左侧功率子柜8与右侧密闭控制子柜2相结合的方式,形成了开放与封闭相结合形式的散热结构,不仅实现了对控制子柜2内电子元件的隔离防护,而且有利于确保电子元件的散热效果。
在实际应用过程中,功率子柜8和控制子柜2均可以焊接固定在柜体1上,其中控制子柜2为密闭结构柜(即IP65等级),且与外接隔离,防护等级高,PCS大部分电子元件置于此区域内,由换热器5与外界实现高效换热。
可选的,功率子柜8上对应出风口的位置设有第一离心风机7。示例性的,功率子柜8通过进风子柜3和出风子柜11与外接连通,防护等级较低,但通风散热效果更好,逆变模块散热器9翅片、电抗器12等发热量大、低防护要求的器件置于此区域,以实现更好的散热效果。
在实际应用过程中,功率子柜8通过进风子柜3上进风,并通过出风子柜11底部出风,实现空气的快速流动散热。通过将控制子柜2内部风道与功率子柜8外部风道相结合的方式,设计合理的风道,使得敏感电子元器件在控制子柜2有良好的散热,功率子柜8中的防护等级不高的器件也有良好的散热,进而解决PCS柜体1防护与散热问题,提高了风冷型柜体1的应用极限。
可选的,功率子柜8内对应第一离心风机7下方的位置设有逆变模块散热器9,所述逆变模块散热器9至少间隔设置两个,功率子柜8内对应第一离心风机7与逆变模块散热器9之间的位置设有挡风板18;所述挡风板18上设有过气孔,所述过气孔与逆变模块散热器9一一对应设置,逆变模块散热器9一端与过气孔连通,另一端与出风子柜11的进气口连通。示例性的,逆变模块散热器9可以安装在逆变模块上,也可以通过螺钉安装固定在功率子柜8上,以提高逆变模块散热器9在功率子柜8内的稳定性。通过将逆变模块散热器9对应进气口设置,并采用间隔设置的方式,有利于气流通过各个逆变模块散热器9,提高气流对逆变模块散热器9的散热效果,满足逆变模块的散热需求。
在实际应用过程中,挡风板18可以焊接固定在功率子柜8上,挡风板18上对应过气孔的位置可以设置与逆变模块散热器9配合的套筒或凹陷部,以确保经出风口进入功率子柜8的气流能顺利的经过气孔进入逆变模块散热器9,最后再经出风子柜11的进气口进入出风子柜11,实现对逆变模块散热器9的高效散热。
可选的,出风子柜11内对应进气口的位置设有电抗器12,所述排气口对应电抗器12下方设置。电抗器12也叫电感器,在电路中的应用十分广泛,在电路中因为存在电磁感应的效果,所以存在一定的电感性,能够起到阻止电流变化的作用。通过将电抗器12对应进气口和排气口设置,有利于经进气口流向排气口的气流实现对电抗器12的高效散热。
可选的,柜体1上对应进风口的位置设有百叶窗4。与其他过滤结构相比,百叶窗4不仅能够对异物起到一定的拦截过滤效果,而且百叶窗4还具有良好的通风效果,不易对气流产生阻碍,气流可以顺畅的经进风口进入进风子柜3,有利于提高这种户外柜的风冷散热效果。在实际使用过程中,百叶窗4可以采用IP55等级的百叶窗,使得功率子柜8可以达到IP55的防尘放水等级。
可选的,进风子柜3内对应进风口与换热器5之间的位置设有第一轴流风机6。示例性的,第一轴流风机6可以通过螺钉安装在进风子柜3上,其中,第一轴流风机6的进风端朝向进风口设置,出风端朝向换热器5设置。通过在进风口与换热器5之间设置第一轴流风机6,第一轴流风机6可以将经进风口进入的冷空气,快速吹向换热器5,从而提高换热器5的换热效率,加速控制子柜2内热量从换热器5散发到进风子柜3内,并最终通过气流带出柜体,实现高效散热。
在实际应用过程中,进风子柜3和控制子柜2之间可以设置隔板,隔板可以固定在柜体上,换热器5则可以固定在隔板上,以使得换热器5一端伸入进风子柜3内,另一端伸入控制子柜2内,本领域技术人员也可以根据实际需要选择其他方式安装换热器5,以实现换热器5将热量从控制子柜2内向进风子柜3内传导即可,在这里不再赘述。
可选的,控制子柜2内对应换热器5下方的位置依次设有用于安装电子元件的电子元器件室16、以及用于安装断路器15的断路元器件室13,所述电子元器件室16与断路元器件室13连通,控制子柜2内对应电子元器件室16左侧的位置设有直流母线电容组10,对应电子元器件室16右侧的位置设有第二离心风机17。
示例性的,第二离心风机17可通过螺钉安装固定在控制子柜2上,且第二离心风机17对应换热器5设置,用于驱动控制子柜2内的热空气流过换热器5,使得空气中的热量能被换热器5传导出去。其中,第二离心风机17的进气端朝向换热器5设置,出气端朝向断路元器件室13。
在实际应用过程中,断路元器件室13内设有断路器15和第二轴流风机14,所述断路器15对应第二离心风机17设置,所述第二轴流风机14对应直流母线电容组10设置。通过将断路器15对应第二离心风机17设置,经第二离心风机17吹出的气流,可以直接流过断路器15表面,从而带走断路器15发出的热量,实现对断路器15的有效散热。此外,第二轴流风机14的出气端朝向直流母线电容组10设置,进气端朝向断路器15设置。通过将第二轴流风机14对应直流母线电容组10设置,使得第二离心风机17和第二轴流风机14可以交错设置,在第二离心风机17和第二轴流风机14的驱动下,控制子柜2内可以形成循环流动的气流,并通过流过换热器5,实现气流中热量的散发,有利于提高控制子柜2整体的散热效果。
在实际使用过程中,柜体1中包括两个风道,即进风子柜3、功率子柜8以及出风子柜11连通形成的外风道,控制子柜2内由换热器5、第二离心风机17以及第二轴流风机14形成的内循环风道。
这种户外柜的散热原理具体如下:气体经进风口进入进风子柜3后,第一轴流风机6将气流吹向换热器5,并利用气流带走换热器5传导到进风子柜3的热量,实现对控制子柜2的高效散热,之后气流可以经第一离心风机7、逆变模块散热器9以及排气口排出出风子柜11,气流流动过程中可以持续对外风道内的器件进行散热。同时,控制子柜2内的空气在第二离心风机17以及第二轴流风机14的带动下,形成内循环气流,内循环气流持续流过换热器5,并将控制子柜2内的热量通过气流传导到换热器5上,并通过换热器5传导到进风子柜3内,从而实现了对控制子柜2内热量的散发,确保控制子柜2内的器件能持续稳定的工作。
此外,由于控制子柜2为密闭式结构,因此内循环风道属于封闭空间,控制子柜2内的敏感电子元件均可以在封闭的空间内进行循环散热,外界恶劣环境不易对电子元件产生影响,有利于提高这种户外柜对环形的适应能力、以及在恶劣环形下运行的可靠性。
本实用新型提供的这种PCS户外柜,采用内部风道与外部风道相结合的方式,设计合理的风道,使得敏感电子元器件在内循环室有良好的散热,外循环中的防护等级不高的器件也有良好的散热,且内循环风道和外风道气流流通均较为顺畅,不易造成气流的阻塞,使得换热器能进行高效的散热,进而解决了PCS柜体防护与散热问题,提高了风冷型柜体的应用极限。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高功率PCS户外柜,其特征在于:包括柜体(1)、柜体(1)左侧设置的功率子柜(8)、以及柜体(1)右侧设置的控制子柜(2),所述控制子柜(2)为密闭式结构,功率子柜(8)与控制子柜(2)之间相互隔离;所述柜体(1)上对应控制子柜(2)上方的位置设有进风子柜(3),柜体(1)上对应功率子柜(8)下方的位置设有出风子柜(11),所述进风子柜(3)右侧设有进风口,左侧设有与功率子柜(8)连通的出风口;所述进风子柜(3)上设有换热器(5),所述换热器(5)一端伸入进风子柜(3)内,另一端伸入控制子柜(2)内;所述出风子柜(11)上方设有与功率子柜(8)连通的进气口,下方设有排气口。
2.根据权利要求1所述的一种高功率PCS户外柜,其特征在于:所述功率子柜(8)上对应出风口的位置设有第一离心风机(7)。
3.根据权利要求2所述的一种高功率PCS户外柜,其特征在于:所述功率子柜(8)内对应第一离心风机(7)下方的位置设有逆变模块散热器(9),所述逆变模块散热器(9)至少间隔设置两个,功率子柜(8)内对应第一离心风机(7)与逆变模块散热器(9)之间的位置设有挡风板(18);所述挡风板(18)上设有过气孔,所述过气孔与逆变模块散热器(9)一一对应设置,逆变模块散热器(9)一端与过气孔连通,另一端与出风子柜(11)的进气口连通。
4.根据权利要求1所述的一种高功率PCS户外柜,其特征在于:所述出风子柜(11)内对应进气口的位置设有电抗器(12),所述排气口对应电抗器(12)下方设置。
5.根据权利要求1所述的一种高功率PCS户外柜,其特征在于:所述柜体(1)上对应进风口的位置设有百叶窗(4)。
6.根据权利要求1所述的一种高功率PCS户外柜,其特征在于:所述进风子柜(3)内对应进风口与换热器(5)之间的位置设有第一轴流风机(6)。
7.根据权利要求1所述的一种高功率PCS户外柜,其特征在于:所述控制子柜(2)内对应换热器(5)下方的位置依次设有用于安装电子元件的电子元器件室(16)、以及用于安装断路器(15)的断路元器件室(13),所述电子元器件室(16)与断路元器件室(13)连通。
8.根据权利要求7所述的一种高功率PCS户外柜,其特征在于:所述控制子柜(2)内对应电子元器件室(16)左侧的位置设有直流母线电容组(10),对应电子元器件室(16)右侧的位置设有第二离心风机(17)。
9.根据权利要求8所述的一种高功率PCS户外柜,其特征在于:所述断路元器件室(13)内设有断路器(15)和第二轴流风机(14),所述断路器(15)对应第二离心风机(17)设置,所述第二轴流风机(14)对应直流母线电容组(10)设置。
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