一种污水厂用电气控制柜冷却装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及一种污水厂用电气控制柜冷却装置及其使用方法，属于电气控制柜技术领域。


背景技术：

2.在污水厂安装电气设备的过程中，有许多电气控制柜要求安装在电气设备附件，大部分电气控制柜被安装在室外露天的环境中，随着夏季的到来，电气控制柜由于长时间暴晒导致柜内温度异常，影响电气控制柜的正常使用。
3.电气控制柜常规的冷却方法有两种：一是增加散热风扇，从外界吸入空气，将柜内空气从柜门或柜两侧的百叶窗口排出，由于夏季室外温度高，外界空气温度已经很高，从外界吸入空气进行冷却效果差，长时间运行由于空气脏堵导致散热风扇的过滤网堵塞，造成冷却效果进一步降低；二是增加电柜专用空调，通过空调将柜内热量转移至外界，由于夏季室外温度高，空调的制冷效果差，导致柜内温度达不到使用要求。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明提供一种污水厂用电气控制柜冷却装置及其使用方法，在污水厂使用场景中，充分利用污水作为冷源，冷却效果好，能够使电气控制柜内温度稳定在其允许正常工作的温度范围内，提高电气控制的运行可靠性。
5.所述污水厂用电气控制柜冷却装置包括电气控制柜、第一散热装置和第二散热装置，所述第二散热装置位于污水处理池内，所述第一散热装置位于电气控制柜内，所述电气控制柜内还设置有风扇，所述第一散热装置内设置有管路，第一散热装置内的管路的一端连接有第一冷却管路，另一端连接有第七冷却管路，所述第一冷却管路与所述第二散热装置的一端连接，所述第七冷却管路与所述第二散热装置的另一端连接。
6.本发明的一种实施方式中，所述第一冷却管路通过第五冷却管路与所述第二散热装置连接，所述第一冷却管路上设置有第三电动阀；所述第七冷却管路通过第二冷却管路与所述第二散热装置连接，所述第二冷却管路上设置有循环泵。
7.本发明的一种实施方式中，所述第一散热装置内的管路包括第一管路和第二管路，所述第一管路和第二管路均为盘形管路，且两条盘形管路相互独立，互不干涉，所述第一管路的两端分别与第一冷却管路和第七冷却管路连接；所述第二管路的两端分别连接有第三冷却管路和第六冷却管路；所述风扇的出风口正对第一散热装置内的两条盘形管路。
8.本发明的一种实施方式中，所述第一管路内设置有第一冷却介质，在循环泵的作用下，第一冷却介质从第一散热装置内的第一管路，经过第七冷却管路、第二冷却管路、第二散热装置、第五冷却管路和第一冷却管路回流到第一散热装置内的第一管路，形成第一制冷回路，当第一冷却介质流经第二散热装置时与污水处理池内的污水进行热量交换，从而降低第一冷却介质的温度。
9.本发明的一种实施方式中，还包括冷凝器，所述第三冷却管路和第六冷却管路分
别伸入到冷凝器内，并在冷凝器内相连接；所述第三冷却管路上设置有压缩机，所述第六冷却管路上设置有热力膨胀阀。
10.本发明的一种实施方式中，所述第二管路内设置有第二冷却介质，第二冷却介质从第一散热装置内的第二管路，经过第三冷却管路、压缩机、冷凝器、热力膨胀阀和第六冷却管路回流到第一散热装置内的第二管路，形成第二制冷回路。
11.本发明的一种实施方式中，所述冷凝器内还设置有第四冷却管路，所述第四冷却管路的一端与所述第二冷却管路连接，第四冷却管路的另一端与第五冷却管路连接，所述第四冷却管路上设置有第一电动阀和第二电动阀，所述第七冷却管路上设置有第四电动阀；所述第一冷却介质通过循环泵增压依次流过第七冷却管路、冷却管路、第二散热装置，通过开启或关闭第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀、第四电动阀，可选择第一冷却介质通过冷却管路进入回流到第一散热装置内或者通过第四冷却管路进入冷凝器；当第一冷却介质进入到冷凝器内，经过第二散热装置换热后的第一冷却介质与第二冷却介质在冷凝器内进行换热。
12.本发明还提供了一种污水厂用电气控制柜冷却装置使用方法，包括以下步骤：
13.s1、获取电气控制柜内及电气控制柜所处环境的温湿度、第一冷却介质流入流出第一散热装置的温度、第二散热装置所处污水的温度以及电气控制柜允许正常工作的柜内温度范围；
14.s2、根据电气控制柜内的温度判断是否在电气控制柜允许正常工作的柜内温度范围内，控制电气控制柜冷却装置的开启或关闭；
15.s3、根据电气控制柜内及电气控制柜所处环境的温湿度，计算电气控制柜内及电气控制柜所处环境的露点温度；
16.s4、根据计算所得的露点温度以及电气控制柜允许正常工作的柜内温度范围设置合适的冷却温度，使电气控制柜冷却装置根据预设的控制策略一或策略二运行；
17.s5、若电气控制柜内的温度与污水温度的差值大于第一设定值时，则电气控制柜冷却装置根据预设的控制策略一运行；
18.s6、若电气控制柜内的温度与污水温度的差值小于或等于第二设顶值时，则电气控制柜冷却装置根据预设的控制策略二运行。
19.本发明的一种实施方式中，所述s5中预设的控制策略一包括：关闭第一电动阀、第二电动阀，打开第三电动阀、第四电动阀，开启循环泵，第一冷却介质从第一散热装置内的第一管路，经过第七冷却管路、第二冷却管路、第二散热装置、第五冷却管路和第一冷却管路回流到第一散热装置内的第一管路；根据电气控制柜内的温度变化情况调节循环泵的运行频率或第三电动阀、第四电动阀的开度。
20.本发明的一种实施方式中，所述s6中预设的控制策略二包括：关闭第三电动阀、第四电动阀，打开第一电动阀、第二电动阀，开启循环泵，第一冷却介质经过第七冷却管路、第二冷却管路、第二散热装置、第五冷却管路、第一电动阀、冷凝器、第四冷却管路、第二电动阀，回到第一制冷回路；第二冷却介质通过第三冷却管路经过压缩机、冷凝器、热力膨胀阀、第六冷却管路回流到第二散热装置，形成第二制冷回路；其中，第一制冷回路和第二制冷回路能够在冷凝器内进行热量交换；根据第一冷却介质流进流出冷凝器的温度变化情况调节循环泵的运行频率或第一电动阀、第二电动阀的开度。
21.有益效果
22.1、本发明利用污水厂的污水对第一冷却介质进行热交换，实现了一重降温效果，由于污水厂的污水温度稳定，尤其在夏季比环境温度低很多，电气控制柜用污水冷却效果好，使电气控制柜内温度稳定在其允许正常工作的温度范围内，提高电气控制的运行可靠性；并且节能环保，大大降低了冷却成本，实现了废水利用。
23.2、本发明设置两条制冷回路，并且设置多个阀门，通过开启或关闭阀门，可选择第一冷却介质通过冷却管路进入回流到第一散热装置内或者通过第四冷却管路进入冷凝器；当第一冷却介质进入到冷凝器内，经过第二散热装置换热后的第一冷却介质与第二冷却介质在冷凝器内进行换热，进一步地降低第二冷却介质的热量，进一步降低第二制冷回路的温度，进而加强了电气控制柜的冷却效果。
24.3、本发明设置电气控制柜可以做成密封状态，使之与外界环境分隔开，避免粉尘、水汽等进入柜内，提高电气控制柜运行安全性。
25.4、本发明设置的冷凝器可以对第一制冷回路和第二制冷回路进行热交换，实现了二重降温效果，进一步提高了对电气控制柜冷却效果，可以有效解决夏季室外温度高，空调的制冷效果差，导致柜内温度达不到使用要求。
26.5、本发明设置的风扇的出风口正对第一散热装置内的两条盘形管路，通过风扇使电气控制柜内的温度均匀冷却，实现了三重降温效果，大大提高了对电气控制柜的冷却效果。
附图说明
27.图1为实施例1的污水厂用电气控制柜冷却装置的结构图。
28.图2为实施例3的污水厂用电气控制柜冷却装置的结构图。
29.其中：1、电气控制柜；2、第一散热装置；3、风扇；4、循环泵；5、第二散热装置；6、第一冷却管路；7、第二冷却管路；8、第三冷却管路；9、第四冷却管路；10、第五冷却管路；11、第六冷却管路；12、第七冷却管路；13、压缩机；14、冷凝器；15、热力膨胀阀；16、第一电动阀；17、第二电动阀；18、第三电动阀；19、第四电动阀。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它
们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
33.实施例1
34.本实施提供了一种污水厂用电气控制柜冷却装置，如图1所示，包括电气控制柜1、第一散热装置2和第二散热装置5，所述第二散热装置5位于污水处理池内，所述第一散热装置2位于电气控制柜1内，所述电气控制柜1内还设置有风扇3，所述第一散热装置2内设置有管路，第一散热装置2内的管路的一端连接有第一冷却管路6，另一端连接有第七冷却管路12，所述第一冷却管路6与所述第二散热装置5的一端连接，所述第七冷却管路12与所述第二散热装置5的另一端连接。
35.进一步地，所述第一冷却管路6通过第五冷却管路10与所述第二散热装置5连接，所述第一冷却管路6上设置有第三电动阀18；所述第七冷却管路12通过第二冷却管路7与所述第二散热装置5连接，所述第二冷却管路7上设置有循环泵4。
36.进一步地，所述第一散热装置2内的管路包括第一管路和第二管路，所述第一管路和第二管路均为盘形管路，且两条盘形管路相互独立，互不干涉，所述第一管路的两端分别与第一冷却管路6和第七冷却管路12连接；所述第二管路的两端分别连接有第三冷却管路8和第六冷却管路11；所述风扇3的出风口正对第一散热装置2内的两条盘形管路，通过风扇3使电气控制柜1内的温度均匀冷却。
37.进一步地，所述第一管路内设置有第一冷却介质，在循环泵4的作用下，第一冷却介质从第一散热装置2内的第一管路，经过第七冷却管路12、第二冷却管路7、第二散热装置5、第五冷却管路10和第一冷却管路6回流到第一散热装置2内的第一管路，形成第一制冷回路，当第一冷却介质流经第二散热装置5时与污水处理池内的污水进行热量交换，从而降低第一冷却介质的温度。
38.进一步地，还包括冷凝器14，所述第三冷却管路8和第六冷却管路11分别伸入到冷凝器14内，并在冷凝器14内相连接；所述第三冷却管路8上设置有压缩机13，所述第六冷却管路11上设置有热力膨胀阀15。
39.进一步地，所述第二管路内设置有第二冷却介质，第二冷却介质从第一散热装置2内的第二管路，经过第三冷却管路8、压缩机13、冷凝器14、热力膨胀阀15和第六冷却管路11回流到第一散热装置2内的第二管路，形成第二制冷回路。
40.进一步地，所述冷凝器14内还设置有第四冷却管路9，所述第四冷却管路9的一端与所述第二冷却管路7连接，第四冷却管路9的另一端与第五冷却管路10连接，所述第四冷却管路9上设置有第一电动阀16和第二电动阀17，所述第七冷却管路12上设置有第四电动阀19；所述第一冷却介质通过循环泵4增压依次流过第七冷却管路12、冷却管路7、第二散热装置5，通过开启或关闭第一电动阀16、第二电动阀17、第三电动阀18、第四电动阀19，可选择第一冷却介质通过冷却管路6进入回流到第一散热装置2内或者通过第四冷却管路9进入冷凝器14；当第一冷却介质进入到冷凝器14内，经过第二散热装置5换热后的第一冷却介质与第二冷却介质在冷凝器14内进行换热，进一步地降低第二冷却介质的热量，进一步降低第二制冷回路的温度，进而加强了电气控制柜1的冷却效果。
41.进一步地，所述第一制冷回路和第二制冷回路能够在冷凝器14内进行热量交换。
42.其中，第一冷却介质或第二冷却介质流过第一散热装置2的时候与电气控制柜1内的空气进行热量交换，从而降低电气控制柜1内的温度。
43.实施例2
44.本实施提供了一种污水厂用电气控制柜冷却装置使用方法，所述方法应用了实施例1提供的一种污水厂用电气控制柜冷却装置，包括以下步骤：
45.s1、获取电气控制柜1内及电气控制柜1所处环境的温湿度、第一冷却介质流入流出第一散热装置2的温度、第二散热装置5所处污水的温度以及电气控制柜1允许正常工作的柜内温度范围；
46.s2、根据电气控制柜1内的温度判断是否在电气控制柜1允许正常工作的柜内温度范围内，控制电气控制柜冷却装置的开启或关闭；
47.s3、根据电气控制柜1内及电气控制柜1所处环境的温湿度，计算电气控制柜1内及电气控制柜1所处环境的露点温度；
48.s4、根据计算所得的露点温度以及电气控制柜1允许正常工作的柜内温度范围设置合适的冷却温度，使电气控制柜冷却装置根据预设的控制策略一或策略二运行；
49.s5、若电气控制柜1内的温度与污水温度的差值大于第一设定值时，则电气控制柜冷却装置根据预设的控制策略一运行；
50.进一步地，所述预设的控制策略一包括：关闭第一电动阀16、第二电动阀17，打开第三电动阀18、第四电动阀19，开启循环泵4，第一冷却介质从第一散热装置2内的第一管路，经过第七冷却管路12、第二冷却管路7、第二散热装置5、第五冷却管路10和第一冷却管路6回流到第一散热装置2内的第一管路；根据电气控制柜1内的温度变化情况调节循环泵4的运行频率或第三电动阀18、第四电动阀19的开度；
51.s6、若电气控制柜1内的温度与污水温度的差值小于或等于第二设顶值时，则电气控制柜冷却装置根据预设的控制策略二运行；
52.进一步地，预设的控制策略二包括：关闭第三电动阀18、第四电动阀19，打开第一电动阀16、第二电动阀17，开启循环泵4，第一冷却介质经过第七冷却管路12、第二冷却管路7、第二散热装置5、第五冷却管路10、第一电动阀16、冷凝器14、第四冷却管路9、第二电动阀17，回到第一制冷回路；第二冷却介质通过第三冷却管路8经过压缩机13、冷凝器14、热力膨胀阀15、第六冷却管路11回流到第二散热装置2，形成第二制冷回路；其中，第一制冷回路和第二制冷回路能够在冷凝器14内进行热量交换；
53.根据第一冷却介质流进流出冷凝器14的温度变化情况调节循环泵4的运行频率或第一电动阀16、第二电动阀17的开度。
54.进一步地，所述第二设定值小于第一设定值；可以根据实际温度的变化进行调整。
55.实施例3
56.如图2所示，本实施又提供了一种污水厂用电气控制柜冷却装置，包括电气控制柜1、第一散热装置2和第二散热装置5，所述第二散热装置5位于污水处理池内，所述第一散热装置2位于电气控制柜1内，所述电气控制柜1内还设置有风扇3，所述第一散热装置2内设置有管路，第一散热装置2内的管路的一端连接有第一冷却管路6，另一端连接有第七冷却管路12，所述第一冷却管路6与所述第二散热装置5的一端连接，所述第七冷却管路12与所述
第二散热装置5的另一端连接。
57.进一步地，所述第一冷却管路6通过第五冷却管路10与所述第二散热装置5连接，所述第一冷却管路6上设置有第三电动阀18；所述第七冷却管路12通过第二冷却管路7与所述第二散热装置5连接，所述第二冷却管路7上设置有循环泵4。
58.第一冷却介质通过第一冷却管路6进入电气控制柜1内的第一散热装置2，通过风扇3使电气控制柜1内的温度均匀冷却；
59.第一冷却介质通过循环泵4增压依次流过第七冷却管路12、第二冷却管路7、位于污水处理池内的第二散热装置5、第五冷却管路10、第二第三电动阀18、第一冷却管路6回流到第一散热装置2内；
60.第一冷却介质流过第一散热装置2的时候与电气控制柜1内的空气进行热量交换，从而降低电气控制柜1内的温度；
61.第一冷却介质流过第二散热装置5的时候与污水进行热量交换，从而降低第一冷却介质的温度。
62.实施例4
63.本实施又提供了一种污水厂用电气控制柜冷却装置使用方法，所述方法应用了实施例3提供的一种污水厂用电气控制柜冷却装置，包括以下步骤：
64.s1、获取电气控制柜1内及电气控制柜所处环境的温湿度、第一冷却介质流入流出第一散热装置2的温度、第二散热装置5所处污水的温度，电气控制柜1允许正常工作的柜内温度范围；
65.s2、根据电气控制柜1内的温度判断是否在电气控制柜1允许正常工作的柜内温度范围内，控制电气控制柜冷却装置的开启或关闭；
66.s3、根据电气控制柜1内及电气控制柜所处环境的温湿度，计算电气控制柜1内及电气控制柜所处环境的露点温度。
67.s4、根据计算所得的露点温度以及电气控制柜1允许正常工作的柜内温度范围设置合适的冷却温度，使电气控制柜冷却装置根据预设的控制策略运行。
68.进一步地，所述预设的控制策略包括：开启循环泵4，第一冷却介质依次流过第七冷却管路12、第二冷却管路7、位于污水处理池内的第二散热装置5、第五冷却管路10、第二第三电动阀18、第一冷却管路6回流到第一散热装置2内；根据电气控制柜1内的温度变化情况调节循环泵4的运行频率。
69.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同更换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改，等同替换，改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。