一种双风道散热UPS机柜的制作方法

一种双风道散热ups机柜
技术领域
1.本实用新型涉及一种ups机柜，尤其是一种双风道散热ups机柜。


背景技术：

2.ups，即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源 ,主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应 ,当市电输入正常时，ups将市电稳压后供应给负载使用，此时的ups就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电 ,当市电中断(事故停电)时，ups立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220v交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏 ,ups设备通常对电压过大和电压太低都提供保护。由于器件在工作时都有一定的能耗，大部分的能耗都会变成热量，因此需要降低器件的温度，避免器件由于温度过高造成损坏。
3.由于为满足高功率密度集成的要求，ups机柜内集成了较多的电气件，如电容、电感、igbt(绝缘栅双极型晶体管)驱动板等，其散热问题尤为重要；现有ups机柜只设置有几个简单的通风孔，通过风机将冷风抽进其内部进行散热，散热效果并不理想，尤其是在变压器和逆变器的发热量大时。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本实用新型提出一种双风道散热ups机柜，所述机柜内设有放倒型的“z”字型分隔板，所述“z”字型分隔板将所述柜体分隔成呈前后分布的第一柜体和第二柜体，同时优化设计所述机柜内各种电子器件的排布方式，提升机柜的散热效率和维护效率。
5.具体的，一种双风道散热ups机柜，包括柜体，所述柜体内设有放倒型的“z”字型分隔板，所述“z”字型分隔板将所述柜体分隔成呈前后分布的第一柜体和第二柜体；
6.所述第一柜体位于所述“z”字型分隔板的前侧，所述第一柜体内设有电容器、逆变器、主控板、隔离开关和igbt板，所述电容器位于所述“z”字型分隔板的转角位，所述逆变器位于所述电容器的左上方，所述主控板和igbt板分别设置在所述第一柜体上的前门板内侧；
7.所述第一柜体内还设有第一风机，所述第一风机位于所述电容器的上方，所述第一柜体的前门板和底板上均设有第一柜体进风口，所述第一柜体的顶板上设有第一柜体出风口；
8.所述第二柜体位于所述“z”字型分隔板的后侧，所述第二柜体内设有变压器和电感器，所述变压器和电感器并行分布在所述第二柜体的下部空间；
9.所述第二柜体内还设有第二风机，所述第二风机位于所述第二柜体的上部空间，所述第二柜体的底板上设有第二柜体进风口，所述第二柜体的顶板上设有第二柜体出风口。
10.一方面从柜体散热的角度看，通过在柜体内设置放倒型的“z”字型分隔板，将柜体分隔成呈前后分布的上宽下窄的第一柜体和上窄下宽的第二柜体，避免了传统ups机柜中某一电子器件温度过高影响周边较多电子器件的情况；并且考虑到逆变器和变压器是ups机柜中散热量最大的2个电子器件，所以通过以上设计，使逆变器和变压器分别位于不同的独立散热通道，互不影响，互不干涉。所述第一柜体设置了电容器、逆变器、主控板、隔离开关和igbt板，针对这么多电子器件的散热需求，在所述前门板和底板上均设有第一柜体进风口，有助于柜外的空气从不同方向进入所述第一柜体，增加空气进入量；并且分别在第一柜体和第二柜体内设置第一风机和第二风机，有效优化第一柜体和第二柜体内的空气流向，使第一柜体和第二柜体内的空气分别流经第一风机和第二风机后流出，即确保空气流经设置在柜体内的每一个器件后再流出，进而确保柜体内器件的散热效率。
11.另一方面从器件维护的角度看，所述第一柜体位于所述“z”字型分隔板的前侧，所述前面板打开方便，便于维护人员对所述柜体内部电子器件的检查维修；所述主控板和igbt板分别设置在所述第一柜体上的前门板内侧，靠近第一柜体进风口，有助于快速散热，延长所述主控板和igbt板的使用寿命，减少故障几率；同理，所述变压器分布在所述第二柜体的下部空间，靠近第二柜体底板上的进风口，有助于延长所述变压器的使用寿命和减少故障几率；
12.进一步的，第一柜体进风口包括位于所述前门板的镂空区，以及所述第一柜体底部的长条状开孔。所述镂空区面积大，有助于大量冷空气进入所述第一柜体。
13.进一步的，在所述第一柜体内的上部空间，且在所述“z”字型分隔板和所述前门板之间设置有垂直隔离板；所述逆变器固定于所述垂直隔离板的平台上，在所述垂直隔离板的下方设置有网状通风口。所述垂直隔离板和平台增加了所述逆变器的散热面积，提高了所述逆变器的散热效率。
14.进一步的，所述电容器安装于所述风道隔离板与所述垂直隔离板之间，靠近所述网状通风口。所述第一柜体内的空气进过所述网状通风口后能充分和所述电容器进行热交换，降低所述电容器的温度。
15.进一步的，所述主控板固定在所述前门板内侧的上部；在所述第一柜体内的上部设有铰接到所述第一柜体的主控盒，所述主控盒位于所述垂直隔离板和所述前门板之间；所述igbt板固定于所述主控盒内。
16.进一步的，在所述主控盒的上方位置设有通风栅，所述主控盒的底部设置有短条状开孔，且所述主控盒的底部低于所述镂空区的顶部。柜体外空气通过所述镂空区可以直接进入主控盒，对所述igbt板进行热交换散热，再向上与所述主控板进行热交换散热。
17.进一步的，所述隔离开关位于所述第一柜体的下部空间，设置于所述主控盒的下方。大量柜体外空气通过所述镂空区和底部的所述长条状开孔进入所述第一柜体的下部空间，首先对所述隔离开关进行散热。所述电容器、所述逆变器、所述主控板、所述隔离开关和所述igbt板都是故障率比较高的电子器件，将它们设置于所述第一柜体是为了方便维护人员打开双风道散热ups机柜的所述前门板，即可直接对其检查维护；而不用像传统机柜一样，维护人员需要打开前后门板再依次检查维护各种电子器件。
18.进一步的，所述第一风机设置于第一柜体出风口的正下方，且在所述“z”字型分隔板与所述垂直隔离板之间。所述第一风机从下方抽风，将热空气直接向第一柜体出风口排
出，不用空气流向无需转向，有利于热空气的高效排出。
19.进一步的，所述变压器靠近第二柜体的后门板，所述第二柜体进风口设置于所述变压器下方的底板位置。因为所述变压器体积大，散热量大，所以将其设置于第二柜体进风口位置，便于柜外冷空气直接对所述变压器降温；同时因为所述变压器故障率较低，需要维护的次数少，所以将其设置在第二柜体的后门板旁边。
20.进一步的，所述第二风机，设置于所述变压器的正上方，且位于第二柜体出风口的正下方。所述第二风机从下方抽风，将热空气直接向第二柜体出风口排出，不用空气流向无需转向，有利于热空气的高效排出。
21.本实用新型的有益效果在于，通过在柜体内设置放倒型的“z”字型分隔板，将柜体分隔成呈前后分布的上宽下窄的第一柜体和上窄下宽的第二柜体，并分别在第一柜体和第二柜体内设置第一风机和第二风机，同时将散热量大的器件分别放置在进风口位置，优化柜体内散热空气流向，有效提高设备的使用寿命；通过分区将需要经常维护的器件，放置在靠近前门的第一柜体，提升维护效率。
附图说明
22.图1为本实用新型所述的一种双风道散热ups机柜设备侧视图。
23.图2为本实用新型所述的一种双风道散热ups机柜整体外部示意图。
24.图3为本实用新型所述的一种双风道散热ups机柜内部空气流向图。
具体实施方式
25.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
26.具体的，如图1和图2所示，一种双风道散热ups机柜，包括柜体30，其特征在于，所述柜体30内设有放倒型的“z”字型分隔板31，所述“z”字型分隔板31将所述柜体30分隔成呈前后分布的第一柜体100和第二柜体200；所述“z”字型分隔板31优选耐腐蚀耐高温的金属板。所述第一柜体100位于所述“z”字型分隔板31的前侧，所述第一柜体100内设有电容器101、逆变器102、主控板103、隔离开关104和igbt板105，所述电容器101位于所述“z”字型分隔板31的转角位，所述逆变器102位于所述电容器101的左上方，所述主控板103和igbt板105分别设置在所述第一柜体100上的前门板106内侧；
27.所述柜体30尺寸可以根据需求定制为1600mm（高）*600mm（长）**600mm（宽），或者2200mm（高）*800mm（长）**600mm（宽），但不限于此。
28.所述第一柜体100内还设有第一风机107，所述第一风机107位于所述电容器101的上方，所述第一柜体100的前门板106和底板上均设有第一柜体进风口108，所述第一柜体100的顶板上设有第一柜体出风口109；
29.所述第二柜体200位于所述“z”字型分隔板31的后侧，所述第二柜体200内设有变压器201和电感器202，所述变压器201和电感器202并行分布在所述第二柜体200的下部空
间；
30.所述第二柜体200内还设有第二风机205，所述第二风机205位于所述第二柜体200的上部空间，所述第二柜体200的底板上设有第二柜体进风口203，所述第二柜体200的顶板上设有第二柜体出风口204。
31.通过在柜体内设置放倒型的“z”字型分隔板31，将柜体分隔成呈前后分布的上宽下窄的第一柜体100和上窄下宽的第二柜体200，并分别在第一柜体100和第二柜体200内设置第一风机107和第二风机205，有效优化第一柜体100和第二柜体200内的空气流向，使第一柜体100和第二柜体200内的空气分别流经第一风机107和第二风机205后流出，即确保空气流经设置在柜体内的每一个器件后再流出，进而确保柜体内器件的散热效率；并且考虑到逆变器102和变压器201是ups机柜中散热量最大的2个电子器件，所以通过以上设计，使逆变器102和变压器201分别位于不同的独立散热通道，互不影响，互不干涉。
32.从器件维护的角度看，所述第一柜体位于所述“z”字型分隔板31的前侧，所述前面板106打开方便，便于维护人员对所述柜体内部电子器件的检查维修；所述主控板103和igbt板105分别设置在所述第一柜体上的前门板106内侧，靠近第一柜体进风口109，有助于快速散热，延长所述主控板103和igbt板105的使用寿命，减少故障几率；同理，所述变压器201分布在所述第二柜体的下部空间，靠近第二柜体底板上的进风口203，有助于延长所述变压器201的使用寿命和减少故障几率。
33.进一步的，第一柜体进风口108包括位于所述前门板106的镂空区110，以及所述第一柜体100底部的长条状开孔111。所述镂空区110面积根据前门板106的面积进行设计，适当增加镂空区110有助于大量柜外空气进入所述第一柜体100；同时底部的所述长条状开孔111也有助于增加柜外空气的进入量，保证热交换的有效进行。
34.进一步的，在所述第一柜体100内的上部空间，且在所述“z”字型分隔板31和所述前门板106之间设置有垂直隔离板112；所述逆变器102固定于所述垂直隔离板112的平台上，在所述垂直隔离板112的下方设置有网状通风口113。所述垂直隔离板112优选耐腐蚀耐高温的金属板。所述垂直隔离板112及平台增加了所述逆变器102的散热面积，提高了所述逆变器102的散热效率。
35.进一步的，所述电容器101安装于所述风道隔离板与所述垂直隔离板112之间，靠近所述网状通风口113。所述第一柜体100内的空气进过所述网状通风口113后能充分和所述电容器101进行热交换，降低所述电容器101的温度。
36.进一步的，所述主控板103固定在所述前门板106内侧的上部；在所述第一柜体100内的上部设有铰接到所述第一柜体100的主控盒114，所述主控盒114位于所述垂直隔离板112和所述前门板106之间；所述igbt板105固定于所述主控盒114内。主控盒114这一设计将第一柜体100的上部空间进行了分区，打开所述前门板106就可以同时检查维护所述主控板103和所述igbt板105。
37.进一步的，在所述主控盒114的上方位置设有通风栅115，方便空气经过通风栅115到达所述逆变器102；所述主控盒114的底部设置有短条状开孔，便于第一柜体100上部空间和下部空间的空气流通，且所述主控盒114的底部低于所述镂空区110的顶部。柜体外空气通过所述镂空区110可以直接进入主控盒114，对所述igbt板105进行热交换散热，再向上与所述主控板103进行热交换散热。
38.第一柜体100内，所述主控板103和igbt板105分别设置在所述第一柜体100上的前门板106内侧的设置，使外部空气在进入第一柜体100内后，首先流经主控板103和igbt板105，然后再在第一风机107的作用下流经电容器101，同时，将所述电容器101位于所述“z”字型分隔板31的转角位，所述第一风机107位于所述电容器101的上方，所述逆变器102位于所述电容器101和所述第一风机107的左上方，具体地，使主控板103和igbt板105同步与来自所述第一柜体100前面板进风口和底板进风口进入到第一柜体100内的空气流进行热交换散热，同时使所述电容器101和所述逆变器102也分别同步与第一柜体100的前面板进风口和底板进风口进入的空气流进行热交换散热，使第一柜体100内的器件热交换充分，散热效果好。
39.进一步的，所述隔离开关104位于所述第一柜体100的下部空间，设置于所述主控盒114的下方。大量柜体外空气通过所述镂空区110和底部的所述长条状开孔111进入所述第一柜体100的下部空间，首先对所述隔离开关104进行散热。所述隔离开关104是一种用于隔离电源、倒闸操作、用以连通和切断小电流电路，但无灭弧功能的开关器件，在使用过程容易因为电流负荷过重导致其过热，所以需要重视所述隔离开关104的散热问题；同时也要考虑所述隔离开关104在电气设备检修时，提供一个电气间隔，并且是一个明显可见的断开点，用以保障维护人员的人身安全，因此将所述隔离开关104设置与所述第一柜体100的下部，维护人员打开前门板106即可先对所述隔离开关104检查和操作。
40.所述电容器101、所述逆变器102、所述主控板103、所述隔离开关104和所述igbt板105都是故障率比较高的电子器件，将它们设置于所述第一柜体100是为了方便维护人员打开本实用新型的所述前门板106，即可直接对其检查维护；而不用像传统机柜一样，维护人员需要先打开前门板106，检查维护靠近前门板106的各种电子器件，再打开后门板，检查维护靠近后门板的各种电子器件。
41.进一步的，所述第一风机107设置于第一柜体出风口109的正下方，且在所述“z”字型分隔板31与所述垂直隔离板112之间。所述第一风机107从下方抽风，将热空气直接向第一柜体出风口109排出，空气流向无需转向，有利于热空气的高效排出。具体风机的数量可以按照第一柜体100的散热总量和空间情况进行设置，可设置为3个，但不限于此。
42.如图3所示，第一柜体100的第一空气流向401过程如下：柜外空气通过前门板106的所述镂空区110及和底部的所述长条状开孔111，进入第一柜体100；从所述镂空区110上部进入第一柜体100的空气，直接进入主控盒114，给主控板103和igbt板105散热后通过主控盒114上部的通风栅115，到达逆变器102上方，给逆变器102散热后再绕到网状通风口113；从所述镂空区110下部和底部的所述长条状开孔111进入第一柜体100的空气，先经过隔离开关104，然后到达逆变器102下方，给逆变器102散热后到达网状通风口113；这两部分空气合流后给位于所述“z”字型分隔板31转角位的电容器101散热，通过第一风机107抽风到柜体外部，从而实现第一柜体100的热交换过程。
43.进一步的，所述变压器201靠近第二柜体200的后门板，所述第二柜体进风口203设置于所述变压器201下方的底板位置。因为所述变压器201体积大，散热量大，所以将其设置于第二柜体进风口203位置，便于柜外冷空气直接对所述变压器201降温；同时因为所述变压器201故障率较低，需要维护的次数少，所以将其设置在第二柜体200的后门板旁边。所述后门板一般采用螺栓固定在柜体上，特殊情况下才打开。
44.所述第二柜体200内仅设置变压器201和电感器202，如果出现故障，维护人员也能较快定位是其中哪个器件出现了问题。本实用新型充分考虑维护人员的日常工作便利性和对机柜检修的便利性，合理安排各种电子器件在柜体内的布局。
45.进一步的，所述第二风机205，设置于所述变压器201的正上方，且位于第二柜体出风口204的正下方。所述第二风机205从下方抽风，将热空气直接向第二柜体出风口204排出，空气流向无需转向，有利于热空气的高效排出。具体风机的数量可以按照第二柜体200的散热总量和空间情况进行设置，可设置为3个，但不限于此。
46.如图3所示，第二柜体200的第二空气流向402过程如下：柜外空气通过第二进风口，进入第二柜体200，空气首先经过变压器201，给变压器201散热后，再给旁边的电感器202散热，然后通过第二风机205抽风到柜体外部，从而实现第二柜体200的热交换过程。
47.本实用新型的有益效果在于，通过在柜体30内设置放倒型的“z”字型分隔板31，将柜体分隔成呈前后分布的上宽下窄的第一柜体100和上窄下宽的第二柜体200，并分别在第一柜体100和第二柜体200内设置第一风机107和第二风机205，同时将散热量大的器件分别放置在进风口位置，优化柜体内散热空气流向，有效提高设备的使用寿命；通过分区将需要经常维护的器件，放置在靠近前门的第一柜体100，提升维护效率。
48.以上所述实施例仅表达了本实用新型的其中一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。