ES2927365T3 - Carcasa de disipación de calor por refrigeración y método de control de disipación de calor - Google Patents

Carcasa de disipación de calor por refrigeración y método de control de disipación de calor Download PDF

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ES2927365T3
ES2927365T3 ES19913563T ES19913563T ES2927365T3 ES 2927365 T3 ES2927365 T3 ES 2927365T3 ES 19913563 T ES19913563 T ES 19913563T ES 19913563 T ES19913563 T ES 19913563T ES 2927365 T3 ES2927365 T3 ES 2927365T3
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Zuoxin Li
Xiangli Lin
Yansong Han
Changfan Li
Youyuan Zhu
Jiuming Chi
Jian Peng
Fei Wang
Yingying Liu
Xi Han
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Abstract

La presente solicitud describe una caja de refrigeración y radiación de calor y un método de control de la radiación de calor, la caja de refrigeración y radiación de calor incluye una primera cámara de paso de aire y una cámara interior que rodea la primera cámara de paso de aire; una entrada de aire, la primera cámara de paso de aire, una primera cámara de soplado y una salida de aire forman secuencialmente una primera vía de ventilación; la cámara interior incluye una región de elementos y una región de cavidad, y los elementos de calentamiento están dispuestos en la región de elementos; un segundo ventilador está dispuesto en la cámara interior; una primera aleta radiante de calor y una segunda aleta radiante de calor están dispuestas entre la región del elemento y la primera cámara de paso de aire; un primer sensor de temperatura capaz de detectar la temperatura de los elementos de calentamiento y un segundo sensor de temperatura capaz de detectar la temperatura del aire de la cámara interior están dispuestos en la cámara interior; la caja está provista además de una unidad de control utilizada para controlar el primer ventilador y el segundo ventilador para que se pongan en marcha o se detengan al recibir la información de temperatura adquirida por los sensores de temperatura. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Carcasa de disipación de calor por refrigeración y método de control de disipación de calor
Campo técnico
La presente solicitud se refiere a una caja de refrigeración e irradiación de calor de un cargador utilizado en un tren de alta velocidad y al método de control de irradiación de calor del mismo, y pertenece al campo de la irradiación de calor.
Antecedentes de la presente invención
Un cargador se compone de varios elementos eléctricos, tales como un semiconductor de potencia, un transformador, un inductor, y así sucesivamente. Durante el funcionamiento, los elementos eléctricos pueden generar calor de forma continua para que la temperatura de los elementos aumente; y, mientras tanto, el aire de la caja también se puede calentar para que la temperatura del entorno interno de la caja se eleve.
Con el desarrollo de la tecnología de trenes de alta velocidad, los requisitos de diseño del cargador son cada vez mayores, lo que hace que el cargador se vuelva gradualmente más pequeño e integrado, aunque la potencia del cargador no cambie y, de hecho, aumente. Tanto la disminución del espacio como el aumento de la intensidad de los elementos darán como resultado un aumento continuo de las temperaturas de funcionamiento de los elementos y de la temperatura del entorno interno de la caja. El aumento de la temperatura de funcionamiento de los elementos afecta en gran medida el rendimiento de los propios elementos, el aumento de la temperatura del entorno también afecta en gran medida a los elementos no calefactores, tales como los sensores internos, condensadores y similares y, por lo tanto, es necesario realizar la irradiación de calor de los elementos calefactores y del entorno interno de la caja. Sin embargo, en la actualidad, el cargador, por lo general, adopta la refrigeración natural como modo de irradiación de calor convencional, su estructura es relativamente simple y, por lo tanto, solo puede cumplir con los requisitos de irradiación de calor de los cargadores normales.
El documento EP0794098A1 divulga un aparato de transformación de potencia eléctrica para un material móvil eléctrico, comprendiendo el aparato un transformador de potencia que incluye una pluralidad de elementos de conmutación para controlar un motor de inducción y accionar el material móvil eléctrico, un dispositivo de refrigeración para enfriar el transformador de potencia, un panel receptor de calor que dispone de los elementos de conmutación montados en él y un conducto de líquido refrigerante formado en el interior, un intercambiador de calor para intercambiar calor entre el líquido refrigerante del panel receptor de calor y el aire, una bomba para hacer circular el líquido refrigerante entre el panel receptor de calor y el intercambiador de calor, y un ventilador para enviar aire de refrigeración al intercambiador de calor, en donde el panel receptor de calor, el intercambiador de calor, la bomba y el ventilador están instalados bajo el suelo del material móvil eléctrico, estando dispuesto el intercambiador de calor adyacente a un lado del material móvil eléctrico, estando dispuesto el ventilador de manera que el aire de refrigeración se adquiera desde el otro lado del material móvil donde no está dispuesto el intercambiador de calor y se descargue desde el lado donde está dispuesto dicho intercambiador de calor.
Sumario de la presente invención
La presente solicitud proporciona una caja de refrigeración e irradiación de calor y un método de control de irradiación de calor, que se puede utilizar para irradiar el calor de los elementos calefactores, que es especialmente adecuada para los requisitos de irradiación de calor de los elementos de un cargador de un tren de alta velocidad y del entorno interno de la caja, para así garantizar que la temperatura de los propios elementos y de la temperatura del entorno se encuentren en los estados apropiados.
La invención se expone en el conjunto de reivindicaciones adjuntas.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista superior que muestra una implementación de la presente solicitud;
la figura 2 es una vista en sección transversal que muestra otra implementación de la presente solicitud;
la figura 3 es una vista en sección longitudinal que muestra otra implementación de la presente solicitud;
la figura 4 es una vista que muestra una estructura de un segundo alerón de irradiación de calor en una implementación de la presente solicitud;
la figura 5 es una vista superior que muestra una realización preferida incluida en la invención reivindicada;
la figura 6 es una vista en sección transversal que muestra la realización preferida;
la figura 7 es una vista en sección de la figura 5 tomada a lo largo de la línea A-A, es decir, una vista en sección longitudinal;
la figura 8 es una vista en sección de la figura 5 tomada a lo largo de la línea B-B; y
la figura 9 es un diagrama esquemático que muestra una relación de conexión de una unidad de control; en las que:
1-primera cámara de paso de aire; 101-primer extremo de la primera cámara de paso de aire; 102-segundo extremo de la primera cámara de paso de aire; 2-cámara interna; 201-región de elementos; 202-región de cavidad; 3-entrada de aire; 4-primer ventilador; 5-primera cámara de ventilador; 6 salida de aire; 7-primera placa divisoria; 8-primera abertura de ventilación; 9-primera trayectoria de ventilación; 10-segunda cámara de paso de aire; 11-segunda placa divisoria; 12-segunda abertura de ventilación; 13-tercera placa divisoria; 14-tercera abertura de ventilación; 15-segundo ventilador; 16-segunda trayectoria de ventilación; 17-cuarta placa divisoria; 18-cuarta abertura de ventilación; 19-quinta placa divisoria; 20-primer alerón de irradiación de calor; 21-sexta placa divisoria; 22-segundo alerón de irradiación de calor; 2201-primer grupo de alerones; 2202-segundo grupo de alerones; 2203-placa de conexión; 23-primer sensor de temperatura; 24-segundo sensor de temperatura; 25-cámara de cableado; 26-unidad de control.
Descripción detallada de las realizaciones
La presente solicitud se describirá específicamente a continuación en modos de implementación ilustrativos. Sin embargo, debe entenderse que los elementos, las estructuras y las características de una implementación también pueden combinarse provechosamente en otras implementaciones sin repetirlas adicionalmente.
En la descripción de la presente solicitud, cabe señalar que la dirección o las relaciones posicionales indicadas por términos como "interno/a", "externo/a", "superior", "inferior", "delantero/a" y "trasero/a", son relaciones posicionales basadas en los dibujos correspondientes y simplemente pretenden facilitar la descripción de la presente solicitud y simplificarla, en lugar de indicar o dar a entender que la caja o el elemento designado deba estar ubicado en una dirección específica o estar estructurado y operar en la dirección específica, para así no entenderlas como limitaciones de la presente solicitud. La conexión puede ser una relación de conexión directa o una relación de conexión indirecta cuando no se especifica explícitamente. Además, los adjetivos como "primero/a", "segundo/a" y "tercero/a" y otros similares tienen únicamente fines descriptivos y no se debe interpretar que indiquen o impliquen la importancia relativa.
Una implementación que no abarca la invención reivindicada proporciona una caja de refrigeración e irradiación de calor, tal y como se muestra en las figuras 1 a 3. En la figura 1, para facilitar la comprensión, se omite una estructura de superficie superior, la caja está provista de una primera cámara de paso de aire 1 y una cámara interna 2 que rodea a la primera cámara de paso de aire 1, y la primera cámara de paso de aire 1 no se comunica con la cámara interna 2.
La cámara interna 2 comprende una región de elementos 201 y una región de cavidad 202, y los elementos calefactores o los elementos habituales se disponen en la región de elementos 201. Por ejemplo, para un cargador, los módulos de potencia del cargador se pueden situar en la región de elementos 201, los elementos calefactores pueden ser varios semiconductores, transformadores, inductores de potencia y similares en los módulos de potencia, y los elementos habituales pueden ser condensadores, sensores y otros similares en los módulos de potencia.
Un primer extremo 101 de la primera cámara de paso de aire está conectado a una entrada de aire 3, un segundo extremo 102 de la primera cámara de paso de aire está conectado a una primera cámara de ventilador 5 para montar un primer ventilador 4, y la primera cámara de ventilador 5 está provista de una salida de aire 6. Una primera placa divisoria 7 ubicada entre la primera cámara de paso de aire 1 y la primera cámara de ventilador 5 está provista de una o de una pluralidad de primeras aberturas de ventilación 8. La entrada de aire 3, la primera cámara de paso de aire 1, la primera cámara de ventilador 5 y la salida de aire 6 forman una primera trayectoria de ventilación 9 para el flujo de aire en la primera cámara de paso de aire 1. La primera cámara de paso de aire 1 recibe aire de refrigeración del exterior y, por lo tanto, las condiciones ambientales en la cámara son, por lo general, relativamente malas. Para evitar que todos los elementos de la cámara interna 2 se contaminen, se selecciona un modo para aislar la primera cámara de paso de aire 1 de la cámara interna 2.
Hay un segundo ventilador 15 dispuesto en la cámara interna 2 y que está ubicado preferentemente en la región de cavidad 202, y el segundo ventilador 15 se usa para permitir que el aire de la cámara interna 2 fluya circularmente para formar una segunda trayectoria de ventilación 16, como se muestra en las figuras 3 y 7. Una quinta placa divisoria 19 ubicada entre la región de elementos 201 y la primera cámara de paso de aire 1 está provista de un primer alerón de irradiación de calor 20, el primer alerón de irradiación de calor 20 está expuesto en la primera cámara de paso de aire 1 y la temperatura de la región de elementos 201 se puede reducir intercambiando calor con el aire frío de la primera cámara de paso de aire 1. Preferentemente, la región de elementos 201 está dispuesta directamente en la quinta placa divisoria 19 y, por lo tanto, el calor generado por los elementos calefactores puede transferirse directamente en modo de conducción térmica por la quinta placa divisoria 19 hasta el primer alerón de irradiación de calor 20 para la irradiación de calor.
Una sexta placa divisoria 21 ubicada entre la región de cavidad 202 y la primera cámara de paso de aire 1 está provista de un segundo alerón de irradiación de calor 22, el segundo alerón de irradiación de calor 22 está expuesto en la primera cámara de paso de aire 1 y la temperatura de la región de cavidad 202 se puede reducir intercambiando calor con el aire frío de la primera cámara de paso de aire 1. El calor de la cámara interna 2 puede irradiarse parcialmente hacia el exterior a través de la pared de la cámara interna independientemente de si el segundo alerón de irradiación de calor 22 está dispuesto en la región de cavidad, aunque el efecto de irradiación de calor es realmente limitado. El segundo alerón de irradiación de calor 22 está dispuesto para mejorar la irradiación de calor en la cámara interna 2 y, así, ser más beneficioso para la refrigeración de los elementos calefactores.
Tal como se muestra en la figura 2 y en la figura 3, un primer sensor de temperatura 23 capaz de detectar la temperatura de los elementos calefactores está dispuesto en la cámara interna 2, por ejemplo, el primer sensor de temperatura 23 puede estar dispuesto de forma fija sobre las superficies de los elementos calefactores. En la cámara interna 2 hay dispuesto además un segundo sensor de temperatura 24 capaz de detectar la temperatura del aire de la cámara interna 2, preferentemente, el segundo sensor de temperatura 24 está dispuesto en la región de cavidad 202. El segundo sensor de temperatura 24 se puede seleccionar para que esté lo suficientemente lejos, como a 100 mm o más, de los elementos calefactores, de modo que el aumento de temperatura del aire en la cámara interna 2 se controle en tiempo real sin monitorizar repetidamente la temperatura de las superficies de los elementos calefactores.
La caja está provista además de una unidad de control 26, y la unidad de control 26 está conectada eléctricamente al primer ventilador 4, al segundo ventilador 15, al primer sensor de temperatura 23 y al segundo sensor de temperatura 24, como se muestra en la figura 9.
La unidad de control 26 se utiliza para controlar el arranque o detención del primer ventilador 4 y del segundo ventilador 15 al recibir la información de temperatura adquirida por los sensores de temperatura (23, 24).
Como una implementación preferida, el primer ventilador 4 puede adoptar un ventilador multiposición para que el índice de ventilación de la primera trayectoria de ventilación 9 pueda ajustarse según los requisitos de irradiación de calor.
Como una implementación preferida, tal como se muestra en la figura 5 y en la figura 6, también se puede disponer una segunda cámara de paso de aire 10 entre la primera cámara de paso de aire 1 y la primera cámara de ventilador 5. Una segunda placa divisoria 11 ubicada entre la primera cámara de paso de aire 1 y la segunda cámara de paso de aire 10 está provista de una o una pluralidad de segundas aberturas de ventilación 12, y la circulación del aire se realiza a través de la segunda abertura o aberturas de ventilación 12. Una tercera placa divisoria 13 ubicada entre la segunda cámara de paso de aire 10 y la primera cámara de ventilador 5 está provista de una o una pluralidad de terceras aberturas de ventilación 14, y la circulación del aire se realiza a través de la tercera abertura o aberturas de ventilación 14. Al disponer la segunda cámara de paso de aire 10, el aire de la primera cámara de paso de aire 1 puede amortiguarse primero en la segunda cámara de paso de aire 10, luego entrar en la primera cámara de ventilador 5 después de ser dispersado y extraído por el primer ventilador 4. Esta dispersión es beneficiosa para la distribución uniforme del aire en la primera cámara de paso de aire 1 sin hacer que el área de intercambio térmico sea demasiado pequeña. Al comparar la línea de flujo de aire en la figura 2 y la figura 6, se ha visto que un modo que adopta la disposición de la segunda cámara de paso de aire 10 es más beneficioso para la uniformidad del aire en la primera cámara de paso de aire 1.
Como una implementación preferida, una posición de montaje de la región de elementos 201 en la cámara interna 2 está cerca de una dirección de entrada del flujo de aire en la primera cámara de paso de aire 1, es decir, cerca de la entrada de aire 3. En concreto, preferentemente, los elementos calefactores están montados en una posición cerca de la entrada de aire 3 para que los elementos calefactores se enfríen gracias a una diferencia de temperatura óptima, se utilicen suficientemente el espacio de paso de aire de refrigeración de la caja y el flujo de aire de refrigeración en la entrada de aire y se logre un efecto de irradiación de calor síncrono dentro y fuera de la caja.
Como una implementación preferida, hay dispuesta una cuarta placa divisoria 17 en la cámara interna, hay dispuesta una cuarta abertura de ventilación 18 en la cuarta placa divisoria 17, y el segundo ventilador 15 está dispuesto en la cuarta abertura de ventilación 18 y se usa para transportar aire de un lado de la cuarta placa divisoria al otro lado, realizando así la circulación de aire en la región de elementos 201 y la región de cavidad 202. Con el uso del segundo ventilador 15 se puede realizar la circulación forzada de la cámara interna 2, por lo que se puede evitar que la temperatura demasiado alta en la región local afecte el rendimiento de trabajo de los elementos.
Como una implementación preferida, el segundo alerón de irradiación de calor 22 es un alerón de irradiación de calor bidireccional, un primer grupo de alerones 2201 del segundo alerón de irradiación de calor 22 en un primer lado del segundo alerón de irradiación de calor 22 está expuesto en la primera cámara de paso de aire 1, y un segundo grupo de alerones 2202 del segundo alerón de irradiación de calor 22 en un segundo lado del segundo alerón de irradiación de calor 22 está expuesto en la región de cavidad 202. Específicamente, el segundo alerón de irradiación de calor 22 tiene una estructura como la que se muestra en la figura 4, el segundo alerón de irradiación de calor 22 comprende un primer grupo de alerones 2201 y un segundo grupo de alerones 2202, cada uno de los grupos de alerones incluye una pluralidad de alerones dispuestos en paralelo, una placa de conexión 2203 para montar los alerones está dispuesta entre los dos grupos de alerones, y la placa de conexión 2203 puede usarse como parte de la sexta placa divisoria 21.
Como una implementación preferida, tal como se muestra en la figura 4 y en la figura 8, los alerones del primer grupo de alerones 2201 se elevan gradualmente a lo largo de una dirección de flujo de aire. El efecto de los alerones radica en realizar la distribución del flujo de aire de refrigeración entre los alerones, resolviéndose el problema de la inconsistencia de la eficiencia de la irradiación de calor que causaron la baja temperatura del aire en la entrada de aire y la alta temperatura del aire en la salida de aire por una longitud de alerón demasiado grande, para así realizar el equilibrio de la irradiación de calor delantera y trasera del alerón de irradiación de calor.
Como una implementación preferida, tal como se muestra en la figura 2 y en la figura 3, el primer alerón de irradiación de calor 20 y el primer grupo de alerones 2201 que están expuestos en la primera cámara de paso de aire 1 están dispuestos en una dirección igual a la dirección de flujo de aire en la primera cámara de paso de aire 1, aproximadamente, paralelos a la dirección del flujo de aire en la primera cámara de paso de aire 1.
Como una implementación preferida, tal como se muestra en la figura 3 y en la figura 8, el segundo grupo de alerones 2202 del segundo alerón de irradiación de calor expuesto en la cámara interna 2 está dispuesto en una dirección igual a la dirección del flujo de aire en la cámara interna 2, aproximadamente, paralelo a la dirección del flujo de aire en la cámara interna 2. Preferentemente, el primer grupo de alerones 2201 y el segundo grupo de alerones 2202 están dispuestos para quedar perpendiculares entre sí.
Cuando los alerones de irradiación de calor están montados entre la cámara interna 2 y la primera cámara de paso de aire 1, el aislamiento entre la cámara interna 2 y la primera cámara de paso de aire 1 se puede realizar de la siguiente manera: disponiendo una pluralidad de tiras de sellado, garantizando así el nivel de protección en el interior de la caja.
Cuando el primer ventilador 4 funciona, el aire frío externo es aspirado por el primer ventilador 4 hacia la primera cámara de paso de aire 1 a través de la entrada de aire 3 y se somete a convección térmica con el primer alerón de irradiación de calor 20 y el segundo alerón de irradiación de calor 22 en la primera cámara de paso de aire 1; después, el aire frío externo entra en la segunda cámara de paso de aire 10 y luego entra en la primera cámara de ventilador 5, y el primer ventilador 4 funciona para extraer el calor de la caja a través de la salida de aire 6, de modo que el interior de la caja se enfríe.
Para el calor de la cámara interna 2, por un lado, el calor de los elementos calefactores se transfiere al primer alerón de irradiación de calor 20 por conducción térmica, y el intercambio térmico se realiza mediante el primer alerón de irradiación de calor 20 y el aire de la primera cámara de paso de aire 1; y por otro lado, bajo la acción del segundo ventilador 15, el aire a alta temperatura que rodea la región de elementos 201 se transfiere al segundo alerón de irradiación de calor 22 por convección térmica gracias a la función de circulación interna y se somete a intercambio térmico con el aire de la primera cámara de paso de aire 1.
Específicamente, el primer sensor de temperatura 23 se utiliza para adquirir la temperatura de los elementos calefactores en tiempo real y transmitir la primera temperatura adquirida a la unidad de control 26;
la unidad de control 26 está configurada para comparar la primera temperatura con un primer umbral y, cuando la primera temperatura es igual o mayor que el primer umbral, la unidad de control 26 controla el arranque del primer ventilador 4 para iniciar la ventilación y la irradiación de calor en la primera cámara de paso de aire 1, de modo que los elementos calefactores se enfríen a través del primer alerón de irradiación de calor 20;
el segundo sensor de temperatura 24 se utiliza para adquirir la temperatura del aire de la cámara interna 2 en tiempo real y transmitir la segunda temperatura adquirida a la unidad de control 26; y
la unidad de control 26 está configurada para comparar la segunda temperatura con un segundo umbral, y cuando la segunda temperatura es igual o mayor que el segundo umbral, la unidad de control 26 controla el arranque del segundo ventilador 15 para iniciar la circulación de aire en la cámara interna 2. Mediante el uso del segundo alerón de irradiación de calor 22, el área de irradiación de calor en la cámara interna 2 aumenta, de modo que el calor en la región de elementos 201 se irradia por convección térmica.
Además, como un modo de implementación preferido, cuando la primera temperatura de los elementos calefactores, adquirida por el primer sensor de temperatura 23, es igual o superior a un tercer umbral, la unidad de control 26 se utiliza para controlar la elevación del primer ventilador 4 y aumentar el caudal de aire en la primera cámara de paso de aire 1, acelerando así el intercambio térmico.
La unidad de control 26 puede adoptar una CPU, y la función de control mencionada anteriormente se puede conseguir en un modo de programación. La CPU se puede integrar en la caja.
El primer umbral, el segundo umbral y el tercer umbral son valores de temperatura preestablecidos según temperaturas soportables para los elementos calefactores u otros elementos y tienen como objetivo proteger el funcionamiento normal de los elementos y, por tanto, la configuración de los umbrales está relacionada con los elementos calefactores y las posiciones de disposición y la puede establecer el personal de trabajo según los requisitos reales. Por ejemplo, el primer umbral se establece en 65 °C, el segundo umbral se establece en 50 °C y el tercer umbral se establece en 80 °C. Cuando la temperatura de los elementos calefactores es de 50 °C, el primer sensor de temperatura 23 transmite la información de temperatura adquirida a la unidad de control 26, sin que haya retroalimentación de la unidad de control 26 en este momento.
Cuando la temperatura de los elementos calefactores es igual o superior a 65 °C, la unidad de control 26 controla el primer ventilador 4 para que empiece a funcionar en una primera posición para irradiar el calor de los elementos calefactores. Si la temperatura de los elementos calefactores sigue siendo muy alta o se irradia continuamente una gran cantidad de calor para que la temperatura del aire inducida por el segundo sensor de temperatura 24 en la cámara interna 2 sea mayor o igual a 50 °C, en este momento, la unidad de control 26 controla el segundo ventilador 15 para que empiece a funcionar y realiza un intercambio térmico con el aire de la primera cámara de paso de aire 1 en el segundo alerón de irradiación de calor 22 mediante convección térmica para que se produzca la refrigeración. Si la temperatura de los elementos calefactores sigue sin bajar, cuando la temperatura adquirida por el primer sensor de temperatura 23 sea igual o superior a 80 °C, la unidad de control 26 controlará el primer ventilador 4 para subirlo a una posición más alta, de manera que aumente el caudal del aire intercambiado por calor.
Como realización preferida incluida en la invención reivindicada, y tal y como se muestra de la figura 5 a la figura 7, dos lados de la primera cámara de paso de aire 1 están provistos respectivamente de las regiones de elementos 201 que están dispuestas simétricamente; y el primer alerón de irradiación de calor 20 está dispuesto entre cada una de las regiones de elementos 201 y la primera cámara de paso de aire 1. De esta forma, la región de la cavidad 202 también se divide en dos partes que se muestran como dos regiones de cavidad en las partes superior e inferior de la figura 7. Al disponer las dos regiones de elementos en simetría, una región de calor centralizada se puede dividir en dos partes, lo que es más beneficioso para la irradiación de calor; y, mientras tanto, tampoco se impide la disposición del segundo alerón de irradiación de calor 22 en la región de la cavidad 202.
Para resolver el problema de irradiación de calor del cargador, los módulos de potencia del cargador pueden disponerse respectivamente en las dos regiones de elementos según la relación posicional entre las conexiones entre los módulos y, preferentemente, los elementos calefactores, tales como varios semiconductores de potencia, transformadores e inductores se montan cerca de la entrada de aire 3 y los elementos habituales tales como condensadores y sensores se montan cerca del primer ventilador.
Como una implementación preferida, tal como se muestra en la figura 1 y en la figura 5, también se puede disponer una cámara de cableado 25 en la caja y quedar esta cámara de cableado 25 respectivamente adyacente a la cámara interna 2 y a la segunda cámara de paso de aire 10. La cámara de cableado 25 se utiliza para colocar el equipo de cableado de entrada externo y el equipo de cableado de salida de la caja, tal como una regleta de terminales y un terminal de cableado. El equipo se puede conectar a elementos dentro de la caja y puede realizar la desconexión y conexión de cables.
Otra realización incluida en la invención reivindicada proporciona un método de control de irradiación de calor para una caja de refrigeración e irradiación de calor. El método de control de irradiación de calor se puede implementar mediante la adopción de la caja de refrigeración e irradiación de calor mencionada anteriormente y comprende las siguientes etapas:
(1) el primer sensor de temperatura 23 adquiere las temperaturas de los elementos calefactores en tiempo real y transmite la primera temperatura adquirida a la unidad de control 26; la unidad de control 26 compara la primera temperatura con un primer umbral y, cuando la primera temperatura es igual o superior al primer umbral, la unidad de control 26 controla el arranque del primer ventilador 4 para iniciar la ventilación y la irradiación de calor en la primera cámara de paso de aire 1, para que así los elementos calefactores se enfríen; y
(2) el segundo sensor de temperatura 24 adquiere la temperatura del aire de la cámara interna 2 en tiempo real y transmite la segunda temperatura adquirida a la unidad de control 26;
la unidad de control 26 compara la segunda temperatura con un segundo umbral y, cuando la segunda temperatura es igual o mayor que el segundo umbral, la unidad de control 26 controla el arranque del segundo ventilador 15 para iniciar la circulación de aire en la cámara interna 2, de modo que el calor de la cámara interna 2 se irradie a través del segundo alerón de irradiación de calor 22.
Como modo de implementación preferido, el método de control comprende además: cuando la primera temperatura adquirida por el primer sensor de temperatura 23 es igual o superior a un tercer umbral, la unidad de control 26 controla la elevación del primer ventilador 4 y aumenta el caudal de aire en la primera cámara de paso de aire 1, acelerando así el intercambio térmico.
La presente solicitud presenta además las siguientes ventajas:
(1) en la presente solicitud, al disponer trayectorias de irradiación de calor internas y externas y los alerones de irradiación de calor, se realiza la transferencia de calor entre un flujo de aire circular dentro de la caja y un flujo de aire externo y aumenta la eficiencia de la irradiación de calor dentro de la caja. Los alerones de irradiación de calor en la presente solicitud se pueden distribuir de modo que rodeen cuatro superficies en la parte superior, inferior, izquierda y derecha de la primera cámara de paso de aire y, por lo tanto, se utiliza lo suficiente el flujo de aire de refrigeración que fluye a través de la primera cámara de paso de aire.
(2) El primer ventilador y el segundo ventilador se controlan según la temperatura en la cámara interna y la temperatura de los elementos, de manera que se garantice el normal funcionamiento de los elementos calefactores a la temperatura de trabajo además de reducirse el consumo energético del propio equipo.
(3) En la presente solicitud, los ventiladores están montados tanto en la primera trayectoria de ventilación como en la segunda trayectoria de ventilación para fomentar la circulación del aire. La primera trayectoria de ventilación hace que el flujo de aire de refrigeración externo fluya a través de las cámaras de paso de aire para crear convección térmica con el primer alerón de irradiación de calor y el primer grupo de alerones, de modo que se reduzca la temperatura de los alerones de irradiación de calor y se garanticen los requisitos de los elementos respecto a la irradiación de calor y los ambientes de trabajo. La segunda trayectoria de ventilación hace que el aire circule para garantizar que el aire a alta temperatura en la cámara interna fluya a través del segundo grupo de alerones, y el calor del aire interno se transfiera al primer grupo de alerones por convección térmica para enfriar el aire dentro de la caja, por lo que se garantiza un entorno normal de trabajo para los elementos del interior de la caja.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Una caja de refrigeración e irradiación de calor de un cargador utilizado en un tren de alta velocidad, comprendiendo la caja de refrigeración e irradiación de calor una primera cámara de paso de aire (1) y una cámara interna (2) que rodea a la primera cámara de paso de aire;
un primer extremo (101) de la primera cámara de paso de aire está conectado a una entrada de aire (3), un segundo extremo (102) de la primera cámara de paso de aire se comunica con una primera cámara de ventilador (5), y hay un primer ventilador (4) dispuesto dentro de la primera cámara de ventilador (5); la primera cámara de ventilador (5) está provista de una salida de aire (6); y la entrada de aire (3), la primera cámara de paso de aire (1), la primera cámara de ventilador (5) y la salida de aire (6) forman secuencialmente una primera trayectoria de ventilación (9) para generar flujo de aire en la primera cámara de paso de aire;
la cámara interna (2) comprende regiones de elementos (201) y una región de cavidad (202), y los elementos calefactores se disponen en las regiones de elementos (201), en donde cada uno de los dos lados de la primera cámara de paso de aire (1) está provisto de una de las regiones de elementos (201) respectivamente; la región de cavidad (202) comprende las regiones de elementos (201), la región de cavidad (202) rodea toda la primera cámara de paso de aire (1);
hay un segundo ventilador (15) dispuesto en la cámara interna (2) y se utiliza para permitir que el aire de la cámara interna fluya para formar una segunda trayectoria de ventilación (16);
un primer alerón de irradiación de calor (20) está dispuesto entre cada una de las regiones de elementos (201) y la primera cámara de paso de aire (1), y el primer alerón de irradiación de calor (20) está expuesto en la primera cámara de paso de aire (1);
un segundo alerón de irradiación de calor (22) está dispuesto entre la región de cavidad (202) y la primera cámara de paso de aire (1), y el segundo alerón de irradiación de calor (22) está expuesto en la primera cámara de paso de aire (1); el segundo alerón de irradiación de calor (22) está provisto tanto en un lado superior como en un lado inferior de la primera cámara de paso de aire (1);
tanto el primer alerón de irradiación de calor (20) como el segundo alerón de irradiación de calor (22) están provistos en lados opuestos de la primera cámara de paso (1);
un primer sensor de temperatura (23) capaz de detectar la temperatura de los elementos calefactores y un segundo sensor de temperatura (24) capaz de detectar la temperatura del aire de la cámara interna están dispuestos en la cámara interna (2);
la caja está provista además de una unidad de control (26), y la unidad de control (26) está conectada eléctricamente al primer ventilador (4), al segundo ventilador (15), al primer sensor de temperatura (23) y al segundo sensor de temperatura (24); y la unidad de control (26) se utiliza para controlar el arranque o detención del primer ventilador (4) y del segundo ventilador (15) al recibir la información de temperatura adquirida por los sensores de temperatura (23, 24).
2. La caja de refrigeración e irradiación de calor de la reivindicación 1, en donde el primer sensor de temperatura (23) se utiliza para adquirir la temperatura de los elementos calefactores en tiempo real y transmitir la primera temperatura adquirida a la unidad de control (26); la unidad de control (26) está configurada para comparar la primera temperatura con un primer umbral, y cuando la primera temperatura es igual o mayor que el primer umbral, la unidad de control (26) controla el arranque del primer ventilador (4) para iniciar la ventilación y la irradiación de calor en la primera cámara de paso de aire (1), de modo que los elementos calefactores se enfríen a través del primer alerón de irradiación de calor (20);
y el segundo sensor de temperatura (24) se utiliza para adquirir la temperatura del aire de la cámara interna (2) en tiempo real y transmitir la segunda temperatura adquirida a la unidad de control (26); y la unidad de control (26) está configurada para comparar la segunda temperatura con un segundo umbral, y cuando la segunda temperatura es igual o mayor que el segundo umbral, la unidad de control (26) controla el arranque del segundo ventilador (15) para iniciar la circulación de aire en la cámara interna (2).
3. La caja de refrigeración e irradiación de calor de la reivindicación 1, en donde el primer ventilador (4) es un ventilador multiposición;
el primer sensor de temperatura (23) se utiliza para adquirir la temperatura de los elementos calefactores en tiempo real y transmitir la primera temperatura adquirida a la unidad de control (26); la unidad de control (26) está configurada para comparar la primera temperatura con un primer umbral, y cuando la primera temperatura es igual o mayor que el primer umbral, la unidad de control (26) controla el arranque del primer ventilador (4) para iniciar la ventilación y la irradiación de calor en la primera cámara de paso de aire (1), de modo que los elementos calefactores se enfríen a través del primer alerón de irradiación de calor (20);
cuando la primera temperatura de los elementos calefactores, adquirida por el primer sensor de temperatura (23), es igual o superior a un tercer umbral, la unidad de control (26) está configurada para controlar la elevación del primer ventilador (4) y aumentar el caudal de aire en la primera cámara de paso de aire (1), acelerando así el intercambio térmico, en donde el tercer umbral es mayor que el primer umbral.
4. La caja de refrigeración e irradiación de calor de la reivindicación 2, en donde el primer ventilador (4) es un ventilador multiposición; cuando la primera temperatura de los elementos calefactores, adquirida por el primer sensor de temperatura (23), es igual o superior a un tercer umbral, la unidad de control (26) está configurada para controlar la elevación del primer ventilador (4) y aumentar el caudal de aire en la primera cámara de paso de aire (1), acelerando así el intercambio térmico, en donde el tercer umbral es mayor que el primer umbral.
5. La caja de refrigeración e irradiación de calor de la reivindicación 2, en donde se dispone una segunda cámara de paso de aire (10) entre la primera cámara de paso de aire (1) y la primera cámara de ventilador (5); la primera cámara de paso de aire (1) se comunica con la segunda cámara de paso de aire (10) a través de una segunda abertura de ventilación (12), y la segunda cámara de paso de aire (10) se comunica con la primera cámara de ventilador (5) a través de una tercera abertura de ventilación (14); y la entrada de aire (3), la primera cámara de paso de aire (1), la segunda cámara de paso de aire (10), la primera cámara de ventilador (5) y la salida de aire (6) forman secuencialmente la primera trayectoria de ventilación (9).
6. La caja de refrigeración e irradiación de calor de la reivindicación 3, en donde se dispone una segunda cámara de paso de aire (10) entre la primera cámara de paso de aire (1) y la primera cámara de ventilador (5); la primera cámara de paso de aire (1) se comunica con la segunda cámara de paso de aire (10) a través de una segunda abertura de ventilación (12), y la segunda cámara de paso de aire (10) se comunica con la primera cámara de ventilador (5) a través de una tercera abertura de ventilación (14); y la entrada de aire (3), la primera cámara de paso de aire (1), la segunda cámara de paso de aire (10), la primera cámara de ventilador (5) y la salida de aire (6) forman secuencialmente la primera trayectoria de ventilación (9).
7. La caja de refrigeración e irradiación de calor de la reivindicación 4, en donde se dispone una segunda cámara de paso de aire (10) entre la primera cámara de paso de aire (1) y la primera cámara de ventilador (5); la primera cámara de paso de aire (1) se comunica con la segunda cámara de paso de aire (10) a través de una segunda abertura de ventilación (12), y la segunda cámara de paso de aire (10) se comunica con la primera cámara de ventilador (5) a través de una tercera abertura de ventilación (14); y la entrada de aire (3), la primera cámara de paso de aire (1), la segunda cámara de paso de aire (10), la primera cámara de ventilador (5) y la salida de aire (6) forman secuencialmente la primera trayectoria de ventilación (9).
8. La caja de refrigeración e irradiación de calor de una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en donde una cuarta placa divisoria (17) está dispuesta en la cámara interna (2) y está provista de una cuarta abertura de ventilación (18), y el segundo ventilador (15) está dispuesto en la cuarta abertura de ventilación (18) y se usa para transportar aire de un lado de la cuarta placa divisoria (17) a otro lado, realizando así la circulación de aire en la cámara interna (2).
9. La caja de refrigeración e irradiación de calor de una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, el segundo alerón de irradiación de calor (22) es un alerón de irradiación de calor bidireccional, un primer grupo de alerones (2201) en un primer lado del segundo alerón de irradiación de calor (22) está expuesto en la primera cámara de paso de aire (1), y un segundo grupo de alerones (2202) en un segundo lado del segundo alerón de irradiación de calor (22) está expuesto en la región de cavidad (202).
10. La caja de refrigeración e irradiación de calor de la reivindicación 9, en donde los alerones del primer grupo de alerones (2201) se elevan gradualmente a lo largo de una dirección de flujo de aire; el primer alerón de irradiación de calor (20) y el primer grupo de alerones (2201) que están expuestos en la primera cámara de paso de aire (1) están dispuestos en una dirección igual a la dirección del flujo de aire en la primera cámara de paso de aire (1); y el segundo grupo de alerones (2202) del segundo alerón de irradiación de calor expuesto en la cámara interna está dispuesto en una dirección igual a la dirección del flujo de aire en la cámara interna (2).
11. La caja de refrigeración e irradiación de calor de una cualquiera de las reivindicaciones 1-10, en donde las regiones de elementos (201) están dispuestas simétricamente.
12. La caja de refrigeración e irradiación de calor de una cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en donde una posición de montaje de las regiones de elementos (201) en la cámara interna está cerca de la entrada de aire (3).
13. La caja de refrigeración e irradiación de calor de una cualquiera de las reivindicaciones 1-12, en donde también se puede disponer una cámara de cableado (25) en la caja y quedar esta cámara de cableado (25) respectivamente adyacente a la cámara interna (2) y la segunda cámara de paso de aire (10).
14. Un método de control de irradiación de calor para una caja de refrigeración e irradiación de calor de un cargador utilizado en un tren de alta velocidad, implementado en la caja de refrigeración e irradiación de calor de una cualquiera de las reivindicaciones 1-13, que comprende las siguientes etapas:
adquirir, a través del primer sensor de temperatura, la temperatura de los elementos calefactores en tiempo real, y transmitir la primera temperatura adquirida a la unidad de control; comparar, a través de la unidad de control, la primera temperatura con un primer umbral, y cuando la primera temperatura sea igual o superior al primer umbral, controlar, a través de la unidad de control, el arranque del primer ventilador para iniciar la ventilación y la irradiación de calor en la primera cámara de paso de aire, para que así los elementos calefactores se enfríen; y adquirir, con el segundo sensor de temperatura, la temperatura del aire de la cámara interna en tiempo real, y transmitir la segunda temperatura adquirida a la unidad de control; comparar, a través de la unidad de control, la segunda temperatura con un segundo umbral, y cuando la segunda temperatura sea igual o superior al segundo umbral, controlar, a través de la unidad de control, el arranque del segundo ventilador para iniciar la circulación de aire en la cámara interna, irradiando así calor a la primera cámara de paso de aire a través del segundo alerón de irradiación de calor.
15. El método de control de irradiación de calor de la reivindicación 14 que comprende, además: cuando la primera temperatura adquirida por el primer sensor de temperatura es igual o mayor que un tercer umbral, controlar, a través de la unidad de control, la elevación del primer ventilador y aumentar el caudal de aire en la primera cámara de paso de aire, acelerando así el intercambio térmico, en donde el tercer umbral es mayor que el primer umbral.
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