[發明專利]用于電氣殼體的機械熱泵

有效

• 申請號: 201280056235.1
• 申請日: 2012-11-15
• 公開（公告）號: CN104094681A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: K·S·巴納
• 申請（專利權）人: 庫帕技術公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;F25B30/00
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 浦彩華;遲姍

技術領域

本申請主要涉及用于從電氣殼體(例如，接線盒)中的發熱電氣設備轉移熱量的系統和方法。

背景技術

諸如導體、組合器、開關、控制器、熔絲、熔絲支架、配電模塊和接線端子的電氣設備產生熱量，必須消散這些熱量以調節這些設備以及周圍元件或結構的溫度。電氣設備可以容納在各種類型的殼體或外殼中。一些電氣設備殼體具有至少一個開放面，或者具有明顯的開口，以允許通過穿過殼體且越過電氣設備表面的氣流從電氣設備上移除熱量。其他電氣設備殼體大部分被封閉，并且在一些情況下相對于周圍環境密封。例如，高電壓、高電流(直流電流)的太陽能發電系統的電氣部件可以容納在密封的外殼(例如具有NEMA4X等級的外殼)中以提供耐水性或防水性。從這些外殼移除熱量是相對較困難的，因為它們不包括允許氣流在發熱部件之上流動的開口。

發明內容

本發明的一些實施方式提供了從容納在密封的外殼(例如，用于高電壓太陽能系統的密封接線盒)中的發熱電氣設備轉移熱量的系統。這些系統可以包括一個或多個限定了通道的機械熱泵，這些通道延伸穿過密封的外殼。空氣流動通過這些通道以將熱量從密封的外殼帶走(并且因此將熱量從發熱電氣設備帶走)。

在本發明的一個方面中，提供了一種用于從電氣外殼轉移熱量的系統。電氣外殼限定了殼體區域，一個或多個電氣設備容納在該殼體區域中。熱泵延伸穿過電氣外殼，該熱泵限定了配置成傳送流體的通道，該流體用以從一個或多個電氣設備轉移熱量。電氣外殼大體上相對于熱泵通道密封，并且相對于電氣外殼之外的其他區域密封。

在本發明的另一方面中，該系統包括大體上垂直延伸穿過電氣外殼的多個熱泵，每個熱泵限定了配置成傳送流體的通道，該流體用以從一個或多個電氣設備轉移熱量。每個熱泵通道均可以是錐形的，從而熱泵通道頂端的橫截面面積小于熱泵通道底端的橫截面面積。電氣外殼大體上相對于多個熱泵通道密封，并且相對于電氣外殼之外的其他區域密封。

附圖說明

圖1A和1B示出了根據一些實施方式的用于冷卻電氣殼體中的電氣設備的示例性熱轉移系統；

圖2示出了根據一些實施方式的包括風扇的熱轉移系統的構造，其中，該風扇用于增加穿過熱泵通道的氣流；

圖3示出了根據一些實施方式的包括垂直延伸的熱泵的示例性熱轉移系統，其中，該熱泵形成在電氣殼體的一個側面上；

圖4示出了根據一些實施方式的包括熱泵的示例性熱轉移系統，其中，該熱泵水平延伸穿過電氣殼體；

圖5示出了根據一些實施方式的包括熱泵的示例性熱轉移系統，其中，該熱泵對角地延伸穿過電氣殼體；

圖6示出了根據一些實施方式的包括熱泵的示例性熱轉移系統，其中，該熱泵具有大體上垂直的、錐形的通道；

圖7示出了根據一些實施方式的包括熱泵的示例性熱轉移系統，其中，該熱泵具有大體上水平的、錐形的通道。

具體實施方式

通過參考附圖閱讀下文中非限制性、示例性的實施方式的說明，可以更好地理解本發明，在附圖中，每幅圖中類似的部件由相同的參考字符標識。

本發明涉及從容納在密封外殼(例如，用于高電壓太陽能系統的密封接線盒)中的發熱電氣設備轉移熱量的系統。這些系統可以包括一個或多個機械熱泵，機械熱泵限定了延伸穿過密封外殼的通道，其中，空氣流動穿過通道以將熱量從密封外殼帶走。術語“電氣設備”包括任何電子器件、電路元件或電導體(例如接線或電連接器)。僅作為實例而言，電氣設備可以包括導體、組合器、開關、控制器、熔絲、熔絲保持器、配電模塊、接線端子等。在一些示例性實施方式中，電氣設備是高電壓和/或高電流系統的部件——例如，高電壓(例如1000V+)、高電流(2000A+直流電)的太陽能發電系統——容納在密封外殼中，例如具有NEMA4X等級的外殼。本文所討論的系統可以與以A/C或DC電流運行的或承載A/C或DC電流的電氣設備一起使用。

圖1A和1B示出了用于冷卻位于電氣殼體14中的電氣設備12的示例性熱轉移系統10A。圖1A示出了三維視圖，而圖1B示出了從圖1A中的線1B-1B處截取的橫截面側視圖。如所示的那樣，系統10A包括大體上垂直延伸穿過電氣殼體14的一對機械熱泵20A和20B，其中電氣殼體14可以固定到表面或墻壁24。每個熱泵20限定垂直通道22，用以使空氣或其他流體通過熱泵20，從而提供遠離電氣殼體14的對流(convective)熱轉移，例如由電氣設備12產生的熱。