[實用新型]一種低溫型風力發(fā)電機組主控柜的散熱裝置

有效

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• 申請日: 2013-04-12
• 公開（公告）號: CN203261618U
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋麗麗;王雷;高英俊
• 申請（專利權(quán)）人: 天津瑞源電氣有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;H05K5/02
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12211
• 代理人: 孫春玲

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種熱交換裝置，尤其是涉及一種低溫型風力發(fā)電機組主控柜的散熱裝置。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有的技術(shù)中，在機柜內(nèi)進行散熱的系統(tǒng)通常采用過濾窗口加上過濾風扇的形式對柜體內(nèi)的CPU、端子、PLC、傳感器等電器元件進行散熱。起初采用單風扇散熱方式：在機柜的一側(cè)上端的換氣孔采用過濾窗口，另一側(cè)的下端的換氣孔采用過濾風扇，來進行散熱。剛開動過濾風扇時能夠降溫，很快由于過濾窗口的過濾裝置限制機柜外冷氣流向柜內(nèi)漂流的速度，即使有過濾風扇的作用，也不可能形成很好的空氣環(huán)流。后來又提出雙風扇散熱方式：采用一側(cè)的上端排風口設(shè)置有風扇，另一側(cè)的下端的進風口也設(shè)置風扇。雙風扇散熱方式的氣流運動很不均勻，以至于一部分成為死角，而另一部分迅速制冷，導致內(nèi)部熱交換不均勻，存在可能損壞機柜內(nèi)的電子部件的技術(shù)問題。所以，這種雙風扇的散熱方式也不理想。

現(xiàn)有技術(shù)中，以低溫塔基柜的單風扇散熱方式為例：

如圖1所示，采用現(xiàn)有技術(shù)的單風扇散熱方式進行熱交換，采用的是1個過濾窗口2加1個過濾風扇3的方式。當塔基柜的環(huán)境溫度是243K。當柜內(nèi)溫度升至303K時，過濾風扇3啟動，開始散熱。使用傳統(tǒng)的單風扇散熱方式，環(huán)境冷空氣由過濾窗口漂流至柜內(nèi)，再由過濾風扇3排放至環(huán)境中。

如圖2所示，采用單風扇散熱方式進行熱交換。分別選擇溫度傳感器（簡稱：傳感器）、CPU、端子123DI1（簡稱：端子1）、端子180DO1（簡稱端子2）4個元器件作為代表性元器件。使用ANSYS對時間歷程曲線進行分析考察了4個具有代表性的元器件的60s散熱過程。通過圖2表明，當溫度傳感器溫度下降至293K時，CPU的溫度下降至299K，端子1的溫度下降至302K，端子2的溫度下降至303K。如果此時停止散熱，那么PLC仍然處于高溫狀態(tài)；如果繼續(xù)散熱，柜內(nèi)溫度不降反升，PLC將處于更高的溫度狀態(tài)。這就不利于主控系統(tǒng)的正常工作。因此，該散熱方案是不可取的。

如圖3所示，使用ANSYS對流體速度進行分析：熱氣流流動方向和散熱區(qū)域分布，這也是散熱效果不良的原因之一。

如圖4所示，使用ANSYS對溫度分布進行分析：該系統(tǒng)采用的是1個過濾窗口加1個過濾風扇3的方式。過濾窗口處的過濾棉極大地限制了柜外冷氣流向柜內(nèi)漂流的速度，即使有過濾風扇3的作用，也不可能形成很好的空氣環(huán)流。因而，柜內(nèi)單風扇散熱方式進行熱交換的散熱效果不好。

現(xiàn)有技術(shù)中，以低溫塔基柜的雙風扇散熱方式為例：

為了彌補傳統(tǒng)散熱方式的不足，曾有人提出了雙風扇3的散熱方式。

如圖5所示，該散熱方式的進風口是下端的過濾風扇3，出風口是上端的過濾風扇3。之所以如此，是因為機艙柜中上部安裝著PLC、蓄電池、UPS等重要元器件，下端進風避免了低溫對這些元器件性能的損害。

如圖6、圖7、圖8結(jié)合所示，代表性元器件的5s時間歷程曲線如圖6所示。由時間歷程曲線可知，當溫度傳感器處的溫度下降至293K時，PLC的溫度已降至264K。由于PLC在0℃以下時無法正常工作，因而，該散熱方式在迅速散熱的同時，也破壞了PLC等重要元器件的工作環(huán)境。這一點可以在圖7和圖8中看出。如圖7所示，氣流運動很不均勻，以至于一部分成為死角，而另一部分迅速制冷，這在圖8中有所反映。這些死角冷卻至室溫時，PLC等重要元器件已經(jīng)降至-10℃附近。這就破壞了主控系統(tǒng)的性能。可見，該種方案也是會損壞元器件的。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型要解決的問題是提供一種散熱效果好，且散熱區(qū)域分布均勻的風冷熱交換裝置，尤其適合設(shè)置在機柜中進行風冷熱交換。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案包括柜體、風扇，柜體設(shè)置換氣孔，風扇固定在柜體上，所述換氣孔不低于兩個，兩個換氣孔之間成180°對角，風扇設(shè)置在換氣孔最高點之間連線的中點的上部和/或換氣孔最底點之間連線的中點的下部。

進一步，所述換氣孔設(shè)置在柜體的兩個相對的立面上。

進一步，所述換氣孔設(shè)置在同一水平面或垂直面上。

進一步，所述換氣孔設(shè)置過濾裝置，可以使用過濾窗口。

進一步，所述風扇設(shè)置過濾裝置。

本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是：由于采用上述技術(shù)方案，有效降低電控柜內(nèi)部環(huán)境溫度，散熱區(qū)域分布均勻，減小了對元器件的損害；具有結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，加工成本低、散熱效率高等優(yōu)點。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的單風扇散熱方式的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是單風扇散熱方式的代表性元器件60s時間歷程曲線示意圖