冷却组件和除湿方法
【专利摘要】一种冷却组件，该冷却组件包括：设备室(2)，该设备室(2)容纳设备室冷却介质；热交换器装置，该热交换器装置包括与设备室冷却介质接触的至少一个冷却表面(35，15)；控制装置(6)，该控制装置(6)适于控制热交换器装置；湿度传感器(61)，该湿度传感器(61)适于检测设备室(2)中的湿度水平；以及接纳装置(9)，控制装置(6)适于作为对湿度水平超过设备室(2)中的预定阈值的响应来提供除湿操作。除湿操作包括：降低至少一个冷却表面(35，15)的温度，以便将来自设备室冷却介质的水冷凝在至少一个冷却表面(35，15)上，接纳装置9适于接纳从至少一个冷却表面(35，15)滴落的水。
【专利说明】冷却组件和除湿方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及除湿。
【背景技术】
[0002]湿气对许多电子部件是有害的。例如，湿气在太阳能发电厂和风力发电厂中会带来问题。诸如热带气候或者北极气候之类的挑战性环境增加了由湿气引起的问题。
[0003]在已知的方法中，设备室内部的空气被加热，在加热之后，经加热的潮湿空气从设备室排出，所述循环重复地进行直到设备室内部的空气变暖和变干为止。同样已知的是，使用吸水材料比如硅胶来从设备室移除湿气。
[0004]通过重复的烘干循环——重复的烘干循环将经加热的潮湿空气排出并且用较冷的外界空气来替换所述排出的空气——进行的除湿是需要大量能量的相对缓慢的过程。吸水材料价格昂贵并且其使用寿命有限。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种方法和用于执行该方法的组件，以便缓解以上缺点。通过下述除湿方法和冷却组件实现了本发明的目的。
[0006]本发明基于下述构思:通过在距可能被湿气损坏的电子部件一定距离的安全位置处对设备室冷却介质进行冷却来冷凝来自设备室冷却介质的水。经冷凝的水可以从容纳有电子部件的设备室排出或者在无害的位置——水不会危害电气部件的位置——储存在设备室内部。
[0007]本发明的方法和组件的优点是，在不需要从设备室排出经加热的冷却介质的情况下，能够相对较快地烘干设备室中的冷却介质。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]在下文中，将参照附图1借助优选实施方式对本发明进行更详细的描述，图1示出了根据本发明的实施方式的冷却组件。
【具体实施方式】
[0009]图1示出了一种冷却组件，该冷却组件包括:设备室2、冷却室4、热交换器装置、湿度传感器装置61、加热装置26、设备室风扇装置51、冷却室风扇装置52、控制装置6、接纳装置9以及排出管92。设备室2容纳作为设备室冷却介质的空气，并且冷却室4容纳作为冷却室冷却介质的空气。设备室2与冷却室4分离，使得在设备室2与冷却室4之间基本上没有冷却介质流。
[0010]热交换器装置包括设备室冷却单元3和内部热交换器单元10。设备室冷却单元3适于将热量从设备室2传递至冷却室4。设备室冷却单元3包括位于设备室2中的第一部分31和位于冷却室4中的第二部分32，第一部分31在操作状态下设置成低于第二部分32。第一部分31具有与设备室冷却介质接触的冷却表面35。内部热交换器单元10适于将热量从内部热交换器单元10的冷却表面15传递至内部热交换器单元10的热表面16。内部热交换器单元的冷却表面15和内部热交换器单元的热表面16均与设备室冷却介质接触。热表面16通过设备室冷却介质的循环来冷却。
[0011]根据本发明的替代性实施方式的冷却组件不包括冷却室。这种实施方式的设备室冷却单元适于将热量传递至设备室的外部，例如传递至围绕设备室的外界空气。
[0012]设备室冷却单元3是cothex型热交换器。cothex型热交换器是冷却介质在没有机械泵的情况下借助自然对流进行循环的热虹吸热交换器。在替代性实施方式中，适于将热量传递至设备室的外部的热交换器可以包括另一种类型的被动式热交换器或者主动式热交换器。
[0013]内部热交换器单元10是适于使用Peltier效应以将热量从冷却表面15传递至热表面16的Peltier冷却器或者热电冷却器。在替代性实施方式中,适于将热量从内部热交换器单元的冷却表面传递至设备室内部的其它位置处的内部热交换器可以包括除了热电冷却器之外的类型的热交换器。
[0014]冷却室风扇装置52适用于调控与设备室冷却单元3的第二部分32相互作用的冷却室冷却介质流。冷却室风扇装置52能够从冷却室排放暖空气并且能够从冷却组件的外部抽吸冷空气。冷却室冷却介质流的增加会增大设备室冷却单元3的冷却能力。控制装置6适于控制冷却室风扇装置52。
[0015]湿度传感器61适于检测设备室2中的湿度水平，并且适于向控制装置6提供关于检测到的湿度水平的信息。控制装置6适于控制热交换器装置并且适于作为对湿度水平超过设备室2中的预定阈值的响应来提供除湿操作。在实施方式中，除湿操作的持续时间是恒定的，该持续时间被额定用于所讨论的冷却组件。例如，除湿操作持续时间可以是从I分钟至3分钟。在替代性实施方式中，控制装置适于持续除湿操作直到设备室冷却介质足够干燥为止。
[0016]在多种实施方式中，决定性湿度水平值是相对湿度水平。由于相对湿度水平是温度的函数，因此图1的冷却组件示出为具有单独的温度传感器62，该温度传感器62适于检测设备室2中的温度。替代性地，可以使用一体式相对湿度传感器。由于空气的相对湿度还取决于压力，因此冷却组件还可以配备有压力传感器。
[0017]除湿操作包括:降低设备室冷却单元3的冷却表面35的温度以便在设备室冷却单元3的冷却表面35上冷凝来自设备室冷却介质的水。为了降低设备室冷却单元3的冷却表面35的温度，控制装置6启动冷却室风扇装置52。在设备室冷却单元包括主动式热交换器的替代性实施方式中，降低主动式热交换器的冷却表面的步骤可以包括:启动主动式热交换器的泵。
[0018]替代性地或附加地，除湿操作包括:降低内部热交换器单元10的冷却表面15的温度，以便将来自设备室冷却介质的水冷凝在内部热交换器单元10的冷却表面15上。为了降低冷却表面15的温度，控制装置6接通内部热交换器单元10。
[0019]接纳装置9适于接纳从冷却表面15和35滴落的水。排出管92适用于将水从接纳装置9排出到设备室2的外部。排出管92具有用于将水从接纳装置9排出到设备室2的外部的毛细结构。[0020]在替代性实施方式中，接纳在接纳装置中的水没有从设备室排出。相反地，水在无害的位置储存于设备室内部。可以将储存的水煮沸，以便对水进行消毒。所储存的水可以在之后使用。在沙漠中或者在遭受缺水的其它环境中将水储存可以是有用的。
[0021]设备室冷却单元3的冷却表面35是平滑表面，因此有助于使水沿着冷却表面35向下传递。冷却表面35和内部热交换器单元10的冷却表面15各自包括用于帮助水从冷却表面滴至接纳装置9的疏水性涂层。另外，设备室冷却单元3的冷却表面35、内部热交换器单元10的冷却表面15、以及接纳装置9的内表面包括抗菌材料。
[0022]加热装置26适用于对设备室2进行加热。加热装置26设置成用于冷启动情况，以便将设备室2中的温度升高至适当的水平和/或使设备室2的相对湿度降低至适当的水平。加热装置26与冷却表面15和35间隔开。在图1的实施方式中，加热装置26位于容置在设备室2中的电气仪器102的内部。在替代性实施方式中，加热装置可以位于设备室中的其它位置处。
[0023]电气仪器102包括频率转换器。在替代性实施方式中，位于设备室中的电气仪器可以包括逆变器或者在操作时需要冷却的一些其它发热仪器。
[0024]加热装置26可以使用在除湿操作中，以用于对设备室冷却介质进行加热，以便蒸发设备室2中的水分。通过适用于使设备室冷却介质在设备室2中循环的设备室风扇装置51，可以有助于将包含经蒸发的水分的经加热的设备室冷却介质传递至冷却表面15和35。在图1的实施方式中，设备室风扇装置51位于容置在设备室2中的电气仪器102内部。在替代性实施方式中，设备室风扇装置可以包括位于电气仪器外部的一个或更多个风扇。在没有加热装置的实施方式中，也可以使用设备室风扇装置，以用于使设备室冷却介质在设备室中循环。
[0025]除湿操作可以包括:交替地进行I)通过加热装置26将设备室2加热以及2)降低冷却表面35和/或冷却表面15的温度。将设备室加热的步骤和降低冷却表面的温度的步骤可以重叠，使得温度降低步骤在加热步骤结束以前开始。在替代性实施方式中，加热步骤和温度降低步骤同时进行。
[0026]对本领域技术人员显而易见的是，本创造性构想可以以各种方式实施。本发明及其实施方式不受限于上述示例，而是可以在权利要求的范围内变化。
【权利要求】
1.一种冷却组件，包括: 设备室(2)，所述设备室(2)容纳设备室冷却介质， 热交换器装置，所述热交换器装置包括与所述设备室冷却介质接触的至少一个冷却表面(35，15)， 控制装置出)，所述控制装置(6)适于控制所述热交换器装置， 湿度传感器装置(61)，所述湿度传感器装置(61)适于检测所述设备室(2)中的湿度水平，以及 接纳装置(9)， 所述控制装置(6)适于作为对湿度水平超过所述设备室(2)中的预定阈值的响应来提供除湿操作， 其特征在于， 所述除湿操作包括:降低所述至少一个冷却表面(35，15)的温度，以便将来自所述设备室冷却介质的水冷凝在所述至少一个冷却表面(35，15)上，所述接纳装置(9)适于接纳从所述至少一个冷却表面(35，15)滴落的水。
2.根据权利要求1所述的冷却组件，其特征在于，所述冷却组件包括用于将水从所述接纳装置(9)排出至所述设备室(2)的外部的排出管(92)。
3.根据权利要求2所述的冷却组件，其特征在于，所述排出管(92)具有用于将水从所述接纳装置(9)排出至所述设备室(2)的外部的毛细结构。
4.根据权利要求1所述的冷却组件，其特征在于，所述热交换器装置包括用于将热量传递至所述设备室(2)的外部的设备室冷却单元(3)，所述设备室冷却单元(3)包括位于所述设备室(2)中的第一部分(31)和位于所述设备室(2)的外部的第二部分(32)，所述第一部分(31)具有与所述设备室冷却介质接触的冷却表面(35)。
5.根据权利要求4所述的冷却组件，其特征在于，所述设备室冷却单元(3)的所述第一部分(31)在操作状态下设置成低于所述设备室冷却单元(3)的所述第二部分(32)。
6.根据权利要求1所述的冷却组件，其特征在于，所述热交换器装置包括内部热交换器单元(10)，所述内部热交换器单元(10)用于将热量从所述内部热交换器单元(10)的冷却表面(15)传递至所述设备室(2)内部的其它位置处。
7.根据权利要求1所述的冷却组件，其特征在于，所述冷却组件还包括用于加热所述设备室(2)的加热装置(26)，所述加热装置(26)与所述至少一个冷却表面(35，15)间隔开，所述除湿操作还包括:通过所述加热装置(26)对所述设备室冷却介质进行加热，以便蒸发所述设备室(2)中的水分。
8.根据权利要求7所述的冷却组件，其特征在于，所述除湿操作包括:交替地进行I)通过所述加热装置(26)对所述设备室(2)进行加热和2)降低所述至少一个冷却表面(35，15)的温度。
9.根据权利要求7所述的冷却组件，其特征在于，所述冷却组件还包括设备室风扇装置(51)，所述设备室风扇装置(51)用于将设备室冷却介质从所述加热装置(26)传递至所述至少一个冷却表面(35，15)。
10.根据权利要求1所述的冷却组件，其特征在于，所述至少一个冷却表面(35，15)包括疏水性涂层，所述疏水性涂层用于促进水从所述至少一个冷却表面(35，15)滴至所述接纳装置(9)。
11.根据权利要求1所述的冷却组件，其特征在于，所述至少一个冷却表面(35，15)和/或所述接纳装置(9)的内表面包括抗菌材料。
12.—种除湿方法，包括: 检测容纳有设备室冷却介质的设备室(2)中的湿度水平， 其特征在于，所述方法还包括: 作为对所述湿度水平超过所述设备室(2)中的预定阈值的响应，降低与所述设备室冷却介质接触的至少一个冷却表面(35,15)的温度，以便将来自所述设备室冷却介质的水冷凝在所述至少一个冷却表面(35，15)上，以及 将从所述至少一个冷却表面(35，15)滴落的水收集在接纳装置(9)中。
13.根据权利要求12所述的除湿方法，其特征在于，所述方法还包括: 对所述设备室冷却介质进行加热，以便蒸发所述设备室(2)中的水分，所述加热在距所述至少一个冷却表面(35，15) —定距离处进行，以及 将含有蒸发水分的经加热的设备室冷却介质传递至所述至少一个冷却表面(35，15)。
14.根据权利要求13所述的除湿方法，其特征在于，对所述设备室冷却介质进行加热的步骤和降低所述至少一个冷却表面(35，15)的温度的步骤交替地重复进行。
【文档编号】B01D53/26GK103961984SQ201410043356
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年1月29日 优先权日:2013年2月4日
【发明者】蒂莫·科伊武卢奥马, 约尔马·曼尼宁 申请人:Abb公司