变频器柜空气-水冷一体式冷却系统的制作方法

变频器柜空气
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水冷一体式冷却系统
技术领域
1.本实用新型属于变频器降温设备领域，特别涉及一种变频器柜空气
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水冷一体式冷却系统。


背景技术：

2.在电力、化工、煤矿、冶金等工业生产领域要求高压变频器有极高的可靠性。影响变频器可靠运行的因素是多方面的，移相变压器、功率模块、本体元器件的质量、控制系统稳定性等，其中为保证变频器中变压器和功率模块散热、通风设施，关键是选用何种降温方式，就显得尤为重要。例如在某乙二醇项目中，热电配有三套大锅炉，每套锅炉配有1台大功率4800kw引风机。2台一次风机、2台二次风机。电机的功率为1250kw。各风机均采用变频调速系统。任一台变频器的运行将影响到每台锅炉的运行工况，影响乙二醇公司的生产稳定运行。由于变频器功率大，在正常工作时，要产生大量的热量。为保证变频器的正常工作，急需优化散热与通风方案，其目的是要把大量的热量散发出去，实现设备的高效散热，提高设备的可靠性。
3.变频器室的工作环境温度问题过高，将直接危及变频器本体的运行安全；最终因为温度过高，导致变频器过热保护动作跳闸。为保证变频器具有良好的运行环境，必须对变频器及运行环境的温度控制采取措施。随着变频器装机容量和功率的增加，采取配套适用的高压变频专用冷却系统，实现高压变频节能项目收益最大化，具有积极意义。


技术实现要素：

4.鉴于背景技术所存在的技术问题，本实用新型所提供的变频器柜空气
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水冷一体式冷却系统，本技术方案在变频器柜顶部设置了水冷和风冷一体化装置，可以根据柜体内的温度选择性地开启风冷系统还是水冷系统；另外，散热片为条形板，且条形板竖向设置，条形板与下降管轴线平行设置，这样散热片不易阻挡热空气的上升，理由热量与下降管进行冷热交换。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采取了如下技术方案来实现：
6.一种变频器柜空气水冷一体式冷却系统，包括设置在变频器柜柜顶的外壳，外壳与变频器柜相通，外壳内设置有散热组件，散热组件通过水管与冷凝器连通，冷凝器用于给水管内的循环水冷却；外壳顶部设有抽气风扇，抽气风扇顶部设置有聚风罩，聚风罩与出风管连通。
7.优选的方案中，所述的散热组件包括进水管、出水管和下降管，下降管数量为多根且每根下降管均竖向设置；进水管与每根下降管顶端连通，下降管与每根下降管底端连通。
8.优选的方案中，所述的下降管上设有多个散热片。
9.优选的方案中，所述的散热片为条形板，且条形板竖向设置，条形板与下降管轴线平行设置。
10.优选的方案中，所述的下降管上下两端分别设有上进水管架和下出水管架，上进
水管架与进水管连通，下出水管架与出水管连通。
11.散热组件数量为两个，其中一个 散热组件用于通入循环水，另一个散热组件用于通入除盐水。
12.本专利可达到以下有益效果：
13.本技术方案为了提高变频器散热效率，设计水冷和风冷一体式散热系统，从而提高散热效果。变频器是大功率用电设备，变频器柜内的温度比较高，热空气会聚集在变频器柜顶部，本技术方案在变频器柜顶部设置了水冷和风冷一体化装置，可以根据柜体内的温度选择性地开启风冷系统还是水冷系统。当夏天温度较高时，可以同时开启水冷系统和风冷系统，有利于变频器柜快速散热。另外，本技术方案的散热片为条形板，且条形板竖向设置，条形板与下降管轴线平行设置，这样散热片不易阻挡热空气的上升，理由热量与下降管进行冷热交换。
14.散热组件数量为两个，其中一个 散热组件用于通入循环水，另一个散热组件用于通入除盐水。夏天温度较高时，冷冻水（或除盐水）用量很大，厂区冷冻水（或除盐水）供应会出现不足问题，本技术方案分两层降温，循环水（或一次水）强冷，第二层用冷冻水（或除盐水）再次降温，为节能运用可根据一年四季调节温度需求不同，分别调节循环水（或一次水）和冷冻水（或除盐水）的用量，达到节能目的。
附图说明
15.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
16.图1为本实用新型安装结构示意图；
17.图2为本实用新型散热组件三维结构图;
18.图3为图2中a处放大图；
19.图4为本实用新型散热组件主视图；
20.图5为本实用新型两层水冷设计结构图。
21.图中：变频器柜1、外壳2、散热组件3、进水管31、出水管32、下降管33、散热片34、上进水管架35、下出水管架36、冷凝器4、冷凝器出水管41、冷凝器出水管42、抽气风扇5、聚风罩6、出风管7、配电室8。
具体实施方式
22.优选的方案如图1至图5所示，一种变频器柜空气
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水冷一体式冷却系统，包括设置在变频器柜1柜顶的外壳2，外壳2与变频器柜1相通，外壳2内设置有散热组件3，散热组件3通过水管与冷凝器4连通，冷凝器4用于给水管内的循环水冷却；外壳2顶部设有抽气风扇5，抽气风扇5顶部设置有聚风罩6，聚风罩6与出风管7连通。
23.变频器是大功率用电设备，变频器柜1内的温度比较高，热空气会聚集在变频器柜1顶部，本技术方案在变频器柜1顶部设置了水冷和风冷一体化装置，可以根据柜体内的温度选择性地开启风冷系统还是水冷系统。当夏天温度较高时，可以同时开启水冷系统和风冷系统，有利于变频器柜1快速散热。
24.进一步地，散热组件3包括进水管31、出水管32和下降管33，下降管33数量为多根且每根下降管33均竖向设置；进水管31与每根下降管33顶端连通，下降管33与每根下降管
33底端连通。如图4所示，水冷系统中，下降管33内的水是从上往下流动，而热空气是从下往上升的，因此利于冷热交换。
25.进一步地，下降管33上设有多个散热片34。且散热片34为条形板，且条形板竖向设置，条形板与下降管33轴线平行设置。
26.传统的散热片是圆盘式散热片，圆盘式散热片的圆心与管道轴线重合。而本技术方案没有采取该结构的散热片，如图3所示，本技术方案的散热片34为条形板，且条形板竖向设置，条形板与下降管33轴线平行设置，这样散热片34不易阻挡热空气的上升，理由热量与下降管33进行冷热交换。
27.进一步地，下降管33上下两端分别设有上进水管架35和下出水管架36，上进水管架35与进水管31连通，下出水管架36与出水管32连通。
28.因为本技术方案中采用了水冷和风冷一体的散热模式，因此散热组件3应当尽可能地减小风阻。上进水管架35和下出水管架36采用了网格式框架结构，这样利于热空气上升，也利用风冷系统空气的流通。
29.进一步地，散热组件3数量为两个，其中一个 散热组件3用于通入循环水，另一个散热组件3用于通入除盐水。
30.整个装置的工作原理如下：
31.冷凝器4起到制冷作用，散热组件3进水管31的温度控制在7
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10℃，控制循环冷却水的流水，使出水管32温度控制在15
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20℃。采用了本冷却系统，某乙二醇项目中的10kv变频器柜温度可以控制在28摄氏度左右，降温效果明显。当夏天温度较高时，可以同时开启水冷系统和风冷系统，有利于变频器柜1快速散热。其他季节可以选择性地开启风冷或水冷系统。