一种箱式变电站的制作方法

本发明涉及变电运维领域，尤其涉及一种箱式变电站。

背景技术：

箱式变电站(简称箱变)是一种把高压开关设备配电变压器，低压开关设备，电能计量设备和无功补偿装置等按一定的接线方案组合在一个或几个箱体内的紧凑型成套配电装置，适用于住宅小区、城市公用变电站、繁华闹市、施工电源等，用户可根据不同的使用条件、负荷等级选择箱式变电站。箱式变电站自问世以来，发展极为迅速，在欧洲发达国家已占配电变压器的70％，美国已占90％。中国城市现代化建设的飞速发展，城市配电网的不断更新改造，必将得到广泛的应用。

由于箱式变电站的各电器件封闭在一个箱体内，产热量大，现有的解决方法是采用保温材料避免外界热量进入，散热效果差，影响电器件的可靠性，降低使用寿命。

针对上述问题，亟需提供一种箱式变电站，以解决现有箱式变电站存在的散热效果差的问题。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于提出一种散热效果好、节能环保的箱式变电站。。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种箱式变电站，包括：

箱体；

多个隔板，将所述箱体的内部空腔分隔成多个腔室；

水箱；以及，

热泵系统，包括压缩机、第一换热结构、膨胀阀以及第二换热结构，所述第一换热结构用于对所述水箱内的水加热；

其中，所述隔板和/或所述箱体的顶板内设置有换热通道，所述第二换热结构包括第一换热通路和第二换热通路，所述第一换热通路与所述换热通道构成第一换热介质的第一循环回路，所述第二换热通路、所述压缩机、所述第一换热结构以及所述膨胀阀构成第二换热介质的第二循环回路。

优选地，所述第一换热介质包括空气；和/或，

所述第二换热介质为由五氟丙烷和环己烷以重量组分比1:6.8～7.2制成的非共沸混合工质。

优选地，所述箱式变电站还包括抽气装置，设置于所述第一换热通路与所述换热通道之间，用于驱动空气在第一循环回路中循环流动。

优选地，所述多个隔板包括：

位于所述箱体中部的横隔板，所述横隔板的下部空腔形成变压腔室；

位于所述横隔板上的竖隔板，所述竖隔板将所述箱体内横隔板的上部空腔分隔为高压腔室和低压腔室；

所述换热通道布满整个所述横隔板；和/或，

所述竖隔板的至少上部设置所述换热通道；和/或，

所述换热通道布满整个所述顶板。

优选地，所述换热通道呈迂回弯折结构或双螺旋结构；

所述双螺旋结构包括圈数相同且间隔设置的正螺旋结构和反螺旋结构，所述正螺旋结构和反螺旋结构在中心位置交汇。

优选地，所述换热通道的横截面向靠近腔室的方向尺寸逐渐增大。

优选地，所述水箱经水阀连接有喷头。

优选地，所述第一换热结构为板式换热器或管壳式换热器。

优选地，所述换热通道的通道壁上凸出设置有多个板状凸起。

优选地，所述箱式变电站为地埋式箱式变电站，所述热泵系统为地源热泵系统。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：本发明提供的箱式变电站在隔板和箱体的顶板内设置换热通道，换热通道与第二换热结构的第一换热通路形成第一换热介质的循环回路，第一换热介质在第二换热结构内放热后返回隔板和箱体，从而形成很好的散热，并且将热量应用于水箱内水的加热，有效利用废热，节能环保。

附图说明

图1是本发明具体实施例提供的箱式变电站的结构示意图；

图2是本发明具体实施例提供的箱式变电站换热通道的结构示意图之一；

图3是本发明具体实施例提供的箱式变电站换热通道的结构示意图之二；

图4是本发明具体实施例提供的竖隔板换热通道的横截面示意图；

图5是本发明具体实施例提供的顶板换热通道的横截面示意图。

【附图标记说明】

1、箱体；11、顶板；12、高压腔室；13、低压腔室；14、变压腔室；2、横隔板；3、竖隔板；4、压缩机；5、第一换热结构；6、膨胀阀；7、第二换热结构；8、水箱；9、换热通道；91、板状凸起；10、抽气装置。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

本发明提供了一种箱式变电站，其包括：

箱体；

多个隔板，将所述箱体的内部空腔分隔成多个腔室；

水箱；以及，

热泵系统，包括压缩机、第一换热结构、膨胀阀以及第二换热结构，所述第一换热结构用于对所述水箱内的水加热；

其中，所述隔板和所述箱体的顶板内设置有换热通道，所述第二换热结构包括第一换热通路和第二换热通路，所述第一换热通路与所述换热通道构成第一换热介质的第一循环回路，所述第二换热通路、所述压缩机、所述第一换热结构以及所述膨胀阀构成第二换热介质的第二循环回路。

本发明提供的箱式变电站在隔板和箱体的顶板内设置换热通道，换热通道与第二换热结构的第一换热通路形成第一换热介质的循环回路，第一换热介质在第二换热结构内放热后返回隔板和箱体，从而形成很好的散热，并且将热量应用于水箱内水的加热，有效利用废热，节能环保。

下面结合图1至图5说明本发明提供的箱式变电站的具体实施例。

如图1所示，本发明提供的箱式变电站包括箱体1、多个隔板、水箱8以及热泵系统。

其中，多个隔板将箱体1的内部空腔分隔成多个腔室，隔板的数量不限，可根据箱体1内的具体变电器件进行设置。在一个具体的实施例中，多个隔板包括位于箱体1中部的横隔板2以及位于横隔板2上的竖隔板3，横隔板2将箱体1的内部空腔分隔为上下两个腔室，其中，下部的为变压腔室14，而竖隔板3将上部的空腔继续分隔为高压腔室12和低压腔室13，这种倒“品”字形的设置使得结构更加紧凑。

热泵系统包括压缩机4、第一换热结构5、膨胀阀6和第二换热结构7。在隔板和箱体1的顶板内设置换热通道9。第二换热结构7包括第一换热通路和第二换热通路，第一换热通路与换热通道9构成第一换热介质的第一循环回路，第二换热通路、压缩机4、第一换热结构5以及膨胀阀6构成第二换热介质的第二循环回路。如此，在第二换热结构7内，第一换热介质将热量传递给第二换热介质，而在第一换热结构5内，第二换热介质将热量传递给水，从而将水加热，供家庭或公共场所使用，既能够使得箱式变电站很好的散热，又能够对废热进行回收再利用。

在一个优选实施例中，第一换热介质为空气，换热介质易得，节约成本，且由于第一换热介质为空气，使得箱式变电站运行安全可靠。第二换热介质为由五氟丙烷和环己烷以重量组分比1:6.8～7.2制成的非共沸混合工质，实践中，该组分的非共沸混合工质在本发明换热装置中兼具热效率高和运行可靠、低成本的优点。在第一换热通路与换热通道9之间设置有抽气装置10，用于驱动空气在第一循环回路中循环流动，提高换热效率，抽气装置10的具体结构不限，能够带动空气流动即可，例如气泵、风机等。

其中，换热通道9可以设置在顶板11上，也可以设置在隔板上，也可以顶板11和隔板均设置换热通道。由于热空气密度小向上运动，因此，在一个优选实施例中，换热通道9布满整个顶板11以及整个横隔板2，而竖隔板3只在其上部设置换热通道9，如此能够在保证换热效率的同时简化结构。当然，也可以将换热通道9整个布满竖隔板3。

换热通道9的布置方式不限，在一个优选实施例中，如图2所示，换热通道9呈迂回弯折结构，即由首尾相接的弓字形组成，可以实现第一换热介质的同侧进出。在另一个优选实施例中，如图3所示，换热通道9呈双螺旋结构，双螺旋结构包括圈数相同且间隔设置的正螺旋结构和反螺旋结构，正螺旋结构和反螺旋结构在中心位置交汇，其中，正螺旋结构和反螺旋结构的圈数不限，可根据隔板的大小进行设定，可实现第一换热介质在非常接近的位置进出，方便对结构进行密封。图2和图3所示的换热通道结构均能够达到很好的换热效果。

进一步的，换热通道9的横截面向靠近腔室的方向尺寸逐渐增大，例如，如图4所示，竖隔板3由于其两侧均为腔室，因此形成由中间向两侧尺寸逐渐增大的结构，再例如图5所示，顶板11的下方为腔室，因此形成自上而下尺寸逐渐增大的结构，横隔板2与竖隔板3类似。这样既保证能够达到很好的换热效果，又能够保证隔板的结构强度。为降低气流阻力，在换热通道9的弯折处均采用平滑曲面过渡。优选地，换热通道9横截面的最大尺寸处为5至8cm，最小尺寸处为2.5至4cm。

进一步的，横隔板2、竖隔板3以及顶板11的换热通道9可以为串联结构也可以为并联结构，优选为并联结构。

在进一步的实施例中，为了提高散热效果，如图4和图5所示，换热通道9的通道壁上凸出设置有多个板状凸起91，形成散热板，使得腔室内的热量尽可能多的散到换热通道9中。

第一换热结构5和第二换热结构7的具体结构形式不限，能够实现方便的换热即可，例如，第一换热结构5可以为板式换热器、管壳式换热器等，第二换热结构7也可以为板式换热器、管壳式换热器等。

在进一步的实施例中，水箱8可经水阀连接喷头，作为淋浴使用。

该箱式变电站的运行过程为，抽气装置10将换热通道9内的热空气抽至第二换热结构7内进行换热降温，降温后的空气进入换热通道9继续进行循环，第二换热结构7内的冷媒吸热后经膨胀阀6进入第一换热结构5，在第一换热结构5内冷媒放热将水加热。

在另外的实施例中，箱式变电站设置为地埋式箱式变电站，而将热泵系统设置为地源热泵系统，如此能够对地源热泵系统进行改善并且方便各部分结构的安置，另外，将箱式变电站埋在地下能够减小其占用空间。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。