CN223785617U - 一种电气柜散热结构及电气柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电气柜散热结构及电气柜，属于电气设备技术领域，包括柜体、换热器、第一风机和第二风机。柜体具有封闭腔体；换热器设置在柜体的后侧板的上半部分；换热器具有内循环出风口和内循环回风口，内循环出风口和内循环回风口均朝向柜体的前侧板，且内循环出风口位于内循环回风口的下方；第一风机设置在内循环出风口的前下方，出风端朝向柜体的下侧板；第二风机设置在封闭腔体的前下角点处，进风端朝向柜体的后侧板。本实用新型的第一风机与第二风机配合，能使换热器输出的冷风在封闭腔体内形成循环流动，增大气流流动路径，且能够对封闭腔体内远离换热器的区域散热，从而避免局部热点问题，提升电气柜的整体散热效果。

Description

一种电气柜散热结构及电气柜

技术领域

本实用新型属于电气设备技术领域，更具体地说，是涉及一种电气柜散热结构及电气柜。

背景技术

某些电气柜会应用在高温、高湿、高尘等恶劣环境，为了保护其内部的电器件，要求电气柜具备高密封性能和高防护等级，因此只能对电气柜采用封闭式散热。

现有技术中，为了对封闭柜体内部的电器件散热，会在电气柜的门板上背设空空换热器，利用空空换热器形成热传导，以带走电气柜内部的热量。但是，对于大功率的电气柜，内部通常布设多个电器件，包括发热量较大的高发热器件和发热量较小的低发热器件，因此其内部空间大，尤其是远离空空换热器的区域会存在局部热点问题，导致电气柜整体散热效果差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电气柜散热结构及电气柜，旨在解决现有技术中存在的大功率的电气柜内部存在局部热点、散热效果差的技术问题。

为实现上述目的，第一方面，本实用新型实施例提供一种电气柜散热结构，包括：

柜体，具有封闭腔体；

换热器，设置在所述柜体的后侧板的上半部分；所述换热器具有内循环出风口和内循环回风口，所述内循环出风口和所述内循环回风口均朝向所述柜体的前侧板，且所述内循环出风口位于所述内循环回风口的下方；

第一风机，设置在所述内循环出风口的前下方，出风端朝向所述柜体的下侧板；以及

第二风机，设置在所述封闭腔体的前下角点处，进风端朝向所述柜体的后侧板。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述柜体的前侧板的内侧设有封板，所述封板与所述柜体的前侧板围成竖向通道；

所述竖向通道的进风端与所述第二风机的出风端连通；所述竖向通道的出风端位于所述竖向通道的进风端的上方；

流经所述竖向通道的热风可通过所述柜体的前侧板换热。

一些实施例中，所述电气柜散热结构还包括：

第三风机，设置在所述封闭腔体内，且位于所述第二风机的上方，出风端朝向所述内循环回风口。

一些实施例中，所述第三风机的进风端对准所述竖向通道的出风端。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一风机为调速风机。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述内循环出风口处连接有第四风机，所述第四风机的出风端倾斜向下。

本实用新型提供的电气柜散热结构的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型电气柜散热结构，换热器背设在柜体后侧板的上半部分，第一风机设置在换热器的内循环出风口的前下方，且出风端朝向柜体的下侧板，第二风机设置在封闭腔体的前下角点处，且进风端朝向柜体的后侧板，第一风机与第二风机配合，能够使换热器输出的冷风依次流经封闭腔体的后下半部、前下半部及前上半部，增大气流流动路径，且能够对封闭腔体内远离换热器的前下区域散热，从而避免局部热点问题，提升电气柜的整体散热效果。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种电气柜，包括：

上述的电气柜散热结构；以及

低发热器件组，设置在所述第一风机及所述第二风机的输风路径上。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述低发热器件组包括：

第一低发热器件，位于所述封闭腔体的后下半部，且对准所述第一风机的出风端；

第二低发热器件，位于所述封闭腔体的前下半部，且对准所述第二风机的进风端；以及

第三低发热器件，位于所述封闭腔体的前上半部，且位于所述第二风机的上方。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述电气柜还包括：

多相高发热器件，沿所述柜体的左右方向间隔布设在所述封闭腔体内，且位于所述换热器的正前方；每相所述高发热器件均贴合连接有散热器；

其中，所述封闭腔体内还设有与所述散热器一一对应的多组散热风道，所述散热器位于对应的所述散热风道内；每相邻的两组所述散热风道之间形成过流通道；所述内循环出风口朝向各个所述过流通道；所述第一风机设置在多个所述过流通道的下端，且与各个所述过流通道连通。

一些实施例中，各个所述过流通道的下端还封挡有隔挡板。

本实用新型提供的电气柜的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型电气柜散热结构，由于采用了上述的电气柜散热结构，可使换热器输出的冷风在封闭腔体内形成循环流动，能够对封闭腔体内远离换热器的区域散热，从而避免局部热点问题，提升电气柜的整体散热效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型实施例提供的储能逆变器机柜的结构示意图一（图中没有显示柜体的左侧板）；

图2为本实用新型实施例提供的储能逆变器机柜的结构示意图二（图中没有显示柜体的左侧板）；

图3为本实用新型实施例提供的储能逆变器机柜的结构示意图三（图中没有显示柜体的左侧板）。

图中：

1、柜体；11、封闭腔体；12、封板；13、竖向通道；14、散热风道；15、隔挡板；

2、换热器；21、内循环出风口；22、内循环回风口；23、外循环进风口；24、外循环出风口；

31、第一风机；32、第二风机；33、第三风机；34、第四风机；

41、第一低发热器件；42、第二低发热器件；43、第三低发热器件；44、高发热器件。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1及图2，现对本实用新型提供的电气柜散热结构进行说明。所述电气柜散热结构，包括柜体1、换热器2、第一风机31和第二风机32。柜体1具有封闭腔体11；换热器2设置在柜体1的后侧板的上半部分；换热器2具有内循环出风口21和内循环回风口22，内循环出风口21和内循环回风口22均朝向柜体1的前侧板，且内循环出风口21位于内循环回风口22的下方；第一风机31设置在内循环出风口21的前下方，出风端朝向柜体1的下侧板；第二风机32设置在封闭腔体11的前下角点处，进风端朝向柜体1的后侧板。

柜体1为长方体结构，由前侧板、后侧板、左侧板、后侧板、上侧板、下侧板，以及连接支撑上述各个板的支撑框架组成。柜体1具有封闭腔体11，可以理解为柜体1的上述六个板能够围成封闭腔体11，或者柜体1的上述六个板与柜体1内的其他封板12配合，围成封闭腔体11。封闭腔体11不与外界连通，从而使得封闭腔体11具备高密封性能和高防护等级，能够使该电气柜应用在高温、高湿、高尘等恶劣环境，并且满足功率器件组的使用需求。

换热器2优选为空空换热器2，具有换热芯体，换热器2能够引进外界冷风，也能够回收封闭腔体11的热风；外界冷风经过换热芯体后带走封闭腔体11内的热风经过换热芯体的热量，从而降低热风温度。需要说明的是，外界冷风和封闭腔体11气流循环流动的热风是分隔的，二者不会对冲。

第一风机31与第二风机32配合，用于使气流经过换热器2并在封闭腔体11内形成循环流动。为了增大气流循环流动的路径，以及合理分配封闭腔体11内的电器件的布设位置，循序流动一般是流经封闭腔体11的长度方向和上下方向。

为了配合气流循环流动，换热器2背设在与宽度方向平行的侧板上。换热器2只有一个内循环出风口21以及一个内循环回风口22，封闭腔体11内的气流通过内循环回风口22进入换热器2，经过换热芯体换热降温后，再从内循环出风口21进入封闭腔体11。

换热器2背设在柜体1的后侧板上，需要说明的是，上述前后左右方向的限定是以柜体1安装后其前门板为参考基准的，一般柜体1都设置有前门板（即前侧板），前门板能够开启，以能够对电器件进行维护。前门板上还会设置操作面板。

由于换热器2优选背设在与宽度方向平行的侧板上，因此可以理解为后侧板的板面与柜体1的长度方向垂直，左侧板和右侧板的板面与柜体1的宽度方向垂直。

需要说明的是，换热器2还具有分别朝向外界的外循环进风口23和外循环出风口24，外循环进风口23位于外循环出风口24的下方。

具体地，封闭腔体11内的循环气流分别通过内循环回风口22进入换热器2，经过芯体换热降温后，再从内循环出风口21进入封闭腔体11。外部气流从外循环进风口23进入换热器2，经过芯体后带走热量，以降低芯体的温度，再从外循环出风口24流出换热器2。

内循环回风口22位于内循环出风口21的上方，符合冷空气自然下沉的流动趋势。外循环进风口23位于外循环出风口24的下方，符合热空气自然上升的流动趋势。

第一风机31设置在内循环出风口21的前下方，且出风端朝向柜体1的下侧板，用于将内循环出风口21输出的冷风导流至柜体1的后下半部；第二风机32设置在封闭腔体11的前下角点处，且进风端朝向柜体1的后侧板，用于将柜体1的后下半部的冷风吸收至柜体1的前下半部，根据热气流上升、冷气流下降的空气动力学原理，吸收了电器件热量的气流由柜体1的前下半部上升至柜体1的前上半部，并且受换热器2的作用，再回流至内循环回风口22，从而向下-向前-向上-向后的流动轨迹。

本实用新型提供的电气柜散热结构，与现有技术相比，换热器2背设在柜体1后侧板的上半部分，第一风机31设置在换热器2的内循环出风口21的前下方，且出风端朝向柜体1的下侧板，第二风机32设置在封闭腔体11的前下角点处，且进风端朝向柜体1的后侧板，第一风机31与第二风机32配合，能够使换热器2输出的冷风依次流经封闭腔体11的后下半部、前下半部及前上半部，增大气流流动路径，且能够对封闭腔体11内远离换热器2的前下区域散热，从而避免局部热点问题，提升电气柜的整体散热效果。

在一些实施例中，上述电气柜散热结构还可以采用如图3所示结构，参见图3，柜体1的前侧板的内侧设有封板12，封板12与柜体1的前侧板围成竖向通道13；竖向通道13的进风端与第二风机32的出风端连通；竖向通道13的出风端位于竖向通道13的进风端的上方；流经竖向通道13的热风可通过柜体1的前侧板换热。

封板12位于柜体1的前侧板后方，借助封板12和柜体1的前侧板可形成竖向通道13，竖向通道13下进风上出风，符合热气流向上流动的自然趋势。

由于第一抽风风机抽风，使柜体1的下部空间形成负压，使下半部分的气流向前流动，第一抽风风机还能将部分升温后的气流送入竖向通道13，由于柜体1的前侧板直接面向外界，气流在经过竖向通道13时可通过前侧板向外传递热量，以降低气流回流的温度，提升换热效率。

气流经过竖向通道13降温后，向后回流至内循环回风口22。由于竖向通道13的出风端位于竖向通道13的进风端的上方，通过合理确定竖向通道13的出风端的高度位置，可以改变气流循环流动的回风路径，从而可根据封闭腔体11的上半部分的电器件的发热需求，合理散热。

在一些实施例中，上述电气柜散热结构还包括第三风机33，第三风机33设置在封闭腔体11内，且位于第二风机32的上方，出风端朝向内循环回风口22。第三风机33用于向上抽取流经封闭腔体11前下半部的气流，并向换热器2送风。在第二风机32的上方设置第三风机33，用于加快气流流速，提升气流循环的散热效率。

优选地，请参阅如图1及图3，第三风机33的进风端对准竖向通道13的出风端。

具体地，封闭腔体11内的循环气流可分为两组，其中，第一循环为：第二风机32抽风，使封闭腔体11的下半部形成负压，以使气流向下-向前流动，部分升温后的气流向上流动，并在第三风机33的扰流下，通向换热器2换热。

第二循环为：第二风机32抽风，使封闭腔体11的下半部形成负压，以使气流向下-向前流动，第二风机32将部分升温后的气流送入竖向通道13，气流通过竖向通道13后，在第三风机33的抽取作用下，通向换热器2换热。

令第三风机33的进风端对准竖向通道13的出风端，还可进一步加快竖向通道13内的气流流速和流量，提升换热效率。

在一些实施例中，上述内循环出风口21可以采用如图1及图2所示结构，参见图1及图2，内循环出风口21处连接有第四风机34，第四风机34的出风端倾斜向下。

第四风机34用于提升内循环出风口21的出风速度和出风量。第四风机34的出风端倾斜向下，部分冷风可直接通向封闭腔体11的上半部分，直接对封闭腔体11的上半部分的电器件散热；部分冷风可在第一风机31的作用下通向封闭腔体11的后下半部，并在第二风机32和第三风机33的配合作用下，通向内循环回风口22换热。

需要说明的是，可以在封闭腔体11的后上半部增设导流结构，该导流结构能够使气流在后上半部形成独立的循环流动，不会与经过第一风机31回流的气流发生干涉。

在一些实施例中，上述第一风机31为调速风机。调速风机与电气柜的电控系统电连接，可根据封闭腔体11内的不同区域的温度来控制调节调速风机的抽风量。

具体地，在封闭腔体11的后下半部、前下半部、后上半部及前上半部各自设置温度传感器，用于实施监测封闭腔体11各个区域的温度，并将监测数据传递至电气柜的控制系统；控制系统根据温度监测数值控制第一风机31的抽风风速。

若监测到的后上半部的温度数值高于该处的预设数值，那控制系统控制第一风机31的抽风速度减小，相应地，内循环出风口21向前上半部输出的风量增大；若监测到的前下半部和/或后下半部的温度高于该处的预设数值，那么控制系统控制第一风机31的抽风速度增大，相应地，内循环出风口21向后下半部输出的风量增大。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种电气柜，包括上述的电气柜散热结构及低发热器件组。其中，低发热器件组设置在第一风机31和第二风机32的输风路径上。

本实用新型电气柜散热结构，与现有技术相比，由于采用了上述的电气柜散热结构，在第一风机31和第二风机32的配合作用下，可使换热器2输出的冷风在封闭腔体11内形成循环流动，能够对封闭腔体11内远离换热器2的区域散热，从而避免局部热点问题，提升电气柜的整体散热效果。

在一些实施例中，上述低发热器件组可以采用如图1及图3所示结构，参见图1及图3，低发热器件组包括第一低发热器件41、第二低发热器件42和第三低发热器件43。第一低发热器件41位于封闭腔体11的后半部下部，且对准第一风机31的出风端；第二低发热器件42位于封闭腔体11的前下半部，且对准第二风机32的进风端；第三低发热器件43位于封闭腔体11的前上半部，且位于第二风机32的上方。

由于第一低发热器件41位于第二低发热器件42的上游，因此，第一低发热器件41的发热量小于第二低发热器件42的发热量。对于第三低发热器件43，虽然其位于第二低发热器件42的上游，但是也靠近竖向通道13的出风端，第三低发热器件43可由经过竖向通道13换热后的气流散热，因此，第三低发热器件43的发热量可以小于第二低发热器件42的发热量。

第一低发热器件41正对第一风机31的出风端，冷风可直接通向第一低发热器件41。由于第一低发热器件41的发热量较小，冷风经过后温度上升范围小；第二低发热器件42正对第二风机32的进风端，第二低发热器件42还能接收到温度相对不高的冷风。

通过根据第一风机31、第二风机32和竖向通道13的位置合理布设低发热器件组，从而提升对低发热器件组的散热效率，避免局部热点问题

在一些实施例中，上述电气柜还可采用如图1、图2及图3所示结构，参见图1、图2及图3，电气柜还包括多相高发热器件44；多相高发热器件44沿柜体1的左右方向间隔布设在封闭腔体11内，且位于换热器2的正前方；每相高发热器件44均贴合连接有散热器。

其中，封闭腔体11内还设有与散热器一一对应的多组散热风道14，散热器位于对应的散热风道14内；每相邻的两组散热风道14之间形成过流通道；内循环出风口21朝向各个过流通道；第一风机31设置在多个过流通道的下端，且与各个过流通道连通。

高发热器件44为实现该电气柜功能的主要功率器件，其设有多相，可以增加该电气柜的输出功率。多相高发热器件44沿柜体1的左右方向间隔分布，且各相高发热器件44的主要发热外表面与柜体1的前后方向平行。

由于多相高发热器件44间隔分布，因此每相邻的两个散热风道14之间就能形成过流通道，另外位于最左侧的高发热器件44与柜体1的左侧板之间也存在通风间距，各个过流通道分别与内循环出风口21、内循环回风口22连通，内循环出风口21输出的部分冷风通过各个过流通道以及通风间距吹拂各相高发热器件44的发热外表面，带走热量，并且保证对各相高发热器件44均匀散热。

需要说明的是，在封闭腔体11的后上半部可以设置导流结构，该导流结构能够使气流在后上半部环绕多相高发热模组形成独立的循环流动，不会与经过第一风机31回流的气流发生干涉。导流结构用于引导气流围绕各相高发热器件44的表面形成循环流动。导流结构可以采用风机组合的形式，也可以采用隔板组合以隔离出导风通道的形式，还可以采用风机组合加隔板组合的形式。

由于高发热器件44为主要功率器件，其发热量大，为了进一步提升其散热效率，高发热器件44配备有单独的散热器，散热器与高发热器件44贴合设置，散热器可带走高发热器件44发出的热量。

具体地，散热器包括多个间隔设置的散热齿片，散热器一般为低防护等级器件，不需要设置在封闭腔体11内，而且散热器需要不断通入冷风才能吸收热量，因此散热器设置在散热风道14内，散热风道14也位于封闭腔体11内，但是与外界连通（散热风道14的进风口、出风口分别设置在柜体1的侧板上），外界冷风通入散热风道14直接吹向散热器，以带走高发热器件44的热量。需要说明的是，由于散热器隐藏在散热风道14中，所以图中没有显示散热器的具体结构及位置。

优选地，散热风道14的进风口开设在柜体1的后侧板上，出风口开设在柜体1的顶板和/或前侧板上。而且，散热风道14的进风口位于换热器2的下方。

内循环出风口21朝向各个过流通道，过流通道起到汇集气流的作用，避免气流从内循环出风口21输出后呈分散状扩散到封闭腔体11内而造成冷量流失；第一风机31设置在多个过流通道的正下方，直接抽取各个过流通道内的部分冷风。

在一些实施例中，上述过流通道还可以采用如图2所示结构，参见图2，各个所述过流通道的下端还封挡有隔挡板15。

具体地，过流通道朝向换热器2的一端（即后端）为进风端，背向换热器2的一端（即前端）为出风端，气流在流经高发热器件44的表面时，优选沿过流通道的进风端向出风端流动。

通过在各个过流通道的下端封挡隔挡板15，隔挡板15和第一风机31组合，能够共同封挡过流通道，部分冷风只能被第一风机31抽取向下流动，部分冷风只能向过流通道的出风端流动，从而避免冷风从过流通道的下端流走，而造成冷量损失。

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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电气柜散热结构，其特征在于，包括：

柜体（1），具有封闭腔体（11）；

换热器（2），设置在所述柜体（1）的后侧板的上半部分；所述换热器（2）具有内循环出风口（21）和内循环回风口（22），所述内循环出风口（21）和所述内循环回风口（22）均朝向所述柜体（1）的前侧板，且所述内循环出风口（21）位于所述内循环回风口（22）的下方；

第一风机（31），设置在所述内循环出风口（21）的前下方，出风端朝向所述柜体（1）的下侧板；以及

第二风机（32），设置在所述封闭腔体（11）的前下角点处，进风端朝向所述柜体（1）的后侧板。

2.如权利要求1所述的电气柜散热结构，其特征在于，所述柜体（1）的前侧板的内侧设有封板（12），所述封板（12）与所述柜体（1）的前侧板围成竖向通道（13）；

所述竖向通道（13）的进风端与所述第二风机（32）的出风端连通；所述竖向通道（13）的出风端位于所述竖向通道（13）的进风端的上方；

流经所述竖向通道（13）的热风可通过所述柜体（1）的前侧板换热。

3.如权利要求2所述的电气柜散热结构，其特征在于，所述电气柜散热结构还包括：

第三风机（33），设置在所述封闭腔体（11）内，且位于所述第二风机（32）的上方，出风端朝向所述内循环回风口（22）。

4.如权利要求3所述的电气柜散热结构，其特征在于，所述第三风机（33）的进风端对准所述竖向通道（13）的出风端。

5.如权利要求1所述的电气柜散热结构，其特征在于，所述第一风机（31）为调速风机。

6.如权利要求1所述的电气柜散热结构，其特征在于，所述内循环出风口（21）处连接有第四风机（34），所述第四风机（34）的出风端倾斜向下。

7.一种电气柜，其特征在于，包括：

权利要求1-6任一项所述的电气柜散热结构；以及

低发热器件组，设置在所述第一风机（31）及所述第二风机（32）的输风路径上。

8.如权利要求7所述的电气柜，其特征在于，所述低发热器件组包括：

第一低发热器件（41），位于所述封闭腔体（11）的后下半部，且对准所述第一风机（31）的出风端；

第二低发热器件（42），位于所述封闭腔体（11）的前下半部，且对准所述第二风机（32）的进风端；以及

第三低发热器件（43），位于所述封闭腔体（11）的前上半部，且位于所述第二风机（32）的上方。

9.如权利要求7所述的电气柜，其特征在于，所述电气柜还包括：

多相高发热器件（44），沿所述柜体（1）的左右方向间隔布设在所述封闭腔体（11）内，且位于所述换热器（2）的正前方；每相所述高发热器件（44）均贴合连接有散热器；

其中，所述封闭腔体（11）内还设有与所述散热器一一对应的多组散热风道（14），所述散热器位于对应的所述散热风道（14）内；每相邻的两组所述散热风道（14）之间形成过流通道；所述内循环出风口（21）朝向各个所述过流通道；所述第一风机（31）设置在多个所述过流通道的下端，且与各个所述过流通道连通。

10.如权利要求9所述的电气柜，其特征在于，各个所述过流通道的下端还封挡有隔挡板（15）。