具有精准控温及独立除湿功能的电气设备组件柜的制作方法

文档序号:13809030阅读:205来源:国知局

本发明涉及智能变电站温湿度控制技术领域,具体说是一种电气设备组件柜精准控温及独立除湿装置。



背景技术:

随着智能变电站的快速发展,原来放置在主控室内的保护、控制、监测等电气设备,需要就地安置,为了降低成本,同时满足快速建站的要求,供电公司不再采用以前的建站模式,而是采用电气设备组件柜的建站模式。

户外型电气设备组件柜是直接能够在户外运行,而户外的环境相对于户内来说要严酷的多,电力行业的电气设备组件柜正常使用条件为:环境温度:-40℃~45℃,环境相对湿度:5%~95%(柜内无凝露和结冰),日照强度:1120w/m2,户外机柜还需要适应遮雨、雪、沙尘等各种各样的恶劣条件。

随着电力行业技术的快速发展,相应的电气设备安置柜除了满足原来的使用要求外,还需要具备良好的散热能力和防护能力,而随着电力系统无人值守站的不断推广,对电气设备组件柜维护周期长的需求越来越迫切,维护周期长,设备稳定的性能和组件柜的温度和湿度关联性很大。现阶段电力行业的电气设备组件柜主要的散热方式有:(1)风扇散热(2)热交换器散热(3)空调散热。

风扇散热,这种散热方式的电气设备组件柜,通过安装在电气设备组件柜内部的风扇来强迫机柜内部风道实现内外空气的流通,进而实现将柜内的热量不断的散到户外去,这种方式利用户外的空气,散热效率较高、重量较轻、运行成本低,使用与环境温度不高于40℃,环境清洁度较高,盐雾较少的地区。风扇型散热电气组件柜,发热元器件区域温度较高,柜内温度比柜外温度高5℃-10℃,柜内湿度受到环境湿度影响,波动较大。

热交换器散热,此种散热方式是通过安装在电气设备组件柜的热交换器实现柜内外的热量传导,进而将电气设备组件柜内部的设备热量散发出去。这种散热方案优点是电气设备组件柜内部和外部环境完全隔绝,从而对电气设备组件柜内部的设备形成很好的保护,同时热交换器耗电量较小;缺点是电气设备组件柜内部的温度会比户外高出10℃左右,而且热交换器不具备除湿能力。

空调散热,这种散热方式是通过安装在电气设备组件柜的上的空调来实现电气设备组件柜的内部设备的散热。这种散热方式的优点是内部和外部环境完全隔绝,进而对电气设备组件柜内的设备形成很好的保护;其次,由于空调具有制冷作用,不管电气设备组件柜外面的温度多高都能使柜内的温度控制在电气元器件的最佳工作温度——35℃。目前实际运行过程中采用空调散热的柜体数量越来越多,由于空调安装在柜门上,内部风路短,保护装置光口位置发热较大,温度明显偏高,柜内不同位置气温差距较大;而且空调在启动制冷的时,由于柜内的气温会快速下降,柜内的相对湿度快速上升,柜内的相对湿度波动较大,相对湿度会短时间内的上升,对柜内装置不利,严重时会出现高湿告警;另外,空调一般安装在柜门上空调高度一般为1000mm,柜体高度为2000mm,进出风口风路较短,存在某些发热元器件冷却不充分的问题。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种具备柜内温度控制能力强,柜内温度均匀,不存在局部高温,空调型的柜体局部独立除湿能力的电气设备组件柜,可更好的满足智能变电站市场的需求。

一种具有精准控温及独立除湿功能的电气设备组件柜,包括柜体、设于柜体内的电气设备组件、空调,所述空调安装于柜体的后门,安装空调的柜门上部及下部位置分别设可以调整吹风方向的上部风扇和下部风扇,所述上部风扇和所述下部风扇用于将冷风送至柜体主要的发热元器件位置,通过风扇的绕动完成柜内气流无死角的循环;柜体的底部位置安装有半导体除湿器,所述半导体除湿器用于对柜体内气体局部进行降温,以确保柜体内的气体保持在低的相对湿度,避免空调制冷启动时出现相对湿度波动而出现局部凝水现象。

进一步的,柜体内表面涂有具备智能调温的相变微胶囊涂层,所述相变微胶囊涂层会将热量吸收存储,等到柜体内的温度降低到相变温度时,相变微胶囊涂层会将之前吸收的热量放出,通过以上不停的存储与释放热量,完成柜体内表面微环境下的温度调节,确保柜体的内表面温度维持在相变温度点左右,避免柜体内表面结露的发生。

进一步的,所述相变微胶囊涂层的相变温度点为35℃。

本发明通过在柜体的底部位置安装有具备独立除湿能力的半导体除湿器,智能检测柜内的相对湿度,一旦柜内相对湿度超过70%,独立的半导体除湿器就将柜内水份析出,排到柜外将柜内的相对湿度控制在70%以内,始终保持柜内的相对湿度处于低值,避免空调启动制冷时,由于温度变低造成相对湿度快速上升的问题,带来凝露的风险。

附图说明

图1是本发明具有精准控温及独立除湿功能的电气设备组件柜的结构示意图。

图中:101—柜体,102—电气设备组件,103—上部风扇,104—空调,105—空调回风口,106—空调出风口,107—下部风扇,108—半导体除湿器。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1所示为本发明电磁防护干扰仪的结构示意图,所述电磁防护干扰仪包括柜体101、设于柜体101内的电气设备组件102(如合并单元、智能终端等)、上部风扇103、空调104、下部风扇107、半导体除湿器108。所述空调104安装于柜体101的后门,空调104的上部设有空调回风口105,空调104的下部设有空调出风口106。空调104在柜体101内气温高时用于散热,冬季柜体101内气温低时用于加热。空调104的制冷和加热均通过自动控制实现。

安装空调104的柜门上部及下部位置分别设可以调整吹风方向的上部风扇103和下部风扇107,所述上部风扇103和所述下部风扇107运转时风向均朝向柜体101内吹入。所述上部风扇103和所述下部风扇107用于将冷风送至主要的发热元器件位置,避免出现电气元件的局部高温问题,并通过风扇的绕动完成柜内气流无死角的循环,提升柜门气温的均匀性。具体的,上部风扇103可以根据上部发热源的位置,通过可活动的结构件旋转来调整风机出风方向将冷风送至集中发热的元器件位置,将集中发热的元器件热量快速带走,避免热量集中造成局部温度过高问题;下部风扇107则对底部气流进行搅动,确保柜内不同位置气温相对较均匀。

随着柜内气温变化,空调104启动冷却模式的瞬间,温度较低,柜体101内湿度较大的情况下,容易出现局部凝露或者提升柜内相对湿度,为了确保柜体101内长时间处于较低的相对湿度下运行,本发明设置独立的半导体除湿器108。所述半导体除湿器108安装于柜体101底部位置,具备独立除湿能力,其可确保柜体101内的气体一直保持在低的相对湿度下,避免空调104制冷启动时出现相对湿度波动,造成柜体101内由于温度降低,进而造成相对湿度增高而出现局部凝水现象。

所述半导体除湿器108是一种通过半导体制冷来除湿的装置,也叫热电致冷除湿,工作运转是用直流电流,它既可致冷又可加热,通过改变直流电流的极性来决定在同一致冷器上实现致冷或加热,这个效果的产生就是通过热电的原理。一个单片的致冷器由两片陶瓷片组成,其中间有n型和p型的半导体材料(碲化铋),这个半导体元件在电路上是用串联形式连结组成。半导体致冷器的工作原理是:当一块n型半导体材料和一块p型半导体材料联结成电偶对时,在这个电路中接通直流电流后,就能产生能量的转移,电流由n型元件流向p型元件的接头吸收热量,成为冷端;电流由p型元件流向n型元件的接头释放热量,成为热端。吸热和放热的大小是通过电流的大小以及半导体材料n、p的元件对数来决定。通过对柜体101内气体局部的降温可完成水分子的局部凝结,然后排出柜体101外部,完成柜体101的湿度控制。

为防止柜体101的内表面出现结露,在柜体101内表面涂有具备智能调温的相变微胶囊涂层,相变微胶囊的相变温度点可为35℃。当柜体101内温度超过35℃时,相变微胶囊涂层会将热量吸收存储,等到柜内的温度降低到35℃时,相变微胶囊涂层会将之前吸收的热量放出,通过以上不停的存储与释放热量,完成柜体内表面微环境下的温度调节,确保柜体的内表面温度维持在35℃左右,彻底避免柜体内表面结露的发生。

由于柜体101高度一般为2000mm,柜内安装了合并单位和保护装置及导线而发热部位相对较集中,柜内出现不同位置温差较大的风险,基于此,本发明采用精确送风方式将冷风送至集中发热的位置,,并进行气流的循环确保柜门的气温温差不超过10℃。具体的,本发明通过上部风扇103和下部风扇107调整出风方向,可以灵活的根据柜内元器件发热分布不同,调节吹风方向,避免柜内局部温度过高问题出现;通过半导体除湿器108时刻进行柜内的湿度控制,确保柜体内部的相对湿度一直保持在65%rh以下,避免在空调启动制冷时,出现相对湿度出现快速上升,进而产生局部的结露的问题;柜体101内表面设置的35℃相变微胶囊涂层,具备智能储存热量与冷量的能力,解决了金属材料,导热率高,受到温度影响大,在柜内温度交变的过程中,容易出现结露的问题。

综上所述,本发明通过对电气设备组件柜进行精确控温,微环境下的智能调温设计及独立除湿的设计可以对柜内的温度和湿度的完成完美的控制。

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