[發明專利]基于主動冷卻技術的防爆正壓柜及主動冷卻方法

在審

• 申請號: 201710814912.6
• 申請日: 2017-09-12
• 公開（公告）號: CN107509369A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 曹井龍;李建民;李光遠;張宇航;王健
• 申請（專利權）人: 長春北方化工灌裝設備股份有限公司;長春藍舟科技有限公司;長春知和智能包裝設備有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種應用在易燃易爆環境下的電氣柜，具體涉及一種基于主動冷卻技術的防爆正壓柜及主動冷卻方法。

背景技術

正壓柜是在防爆場所使用的電氣控制柜，其基本原理是在柜體封閉的情況下向柜內通入空氣，使柜內壓力大于環境壓力，進而防止危險氣體進入柜內，使內部的普通電氣元件能正常運行。由于柜內壓力大于環境壓力，因而稱為正壓柜。由于正壓柜是全密封結構，給正壓柜內部降低帶來困難。

目前常用的冷卻方法主要有：

1、自然冷卻

這種方法通過正壓柜外壁自然散熱的方式進行工作，適用于正壓柜內發熱較少，且外部環境溫度較低時采用。在正壓柜運行時，由于發熱而導致內部溫度升高時，正壓柜外壁的溫度也隨著升高，這時柜內熱量通過外壁向環境自然散出。為了增加散熱效果，有時需在柜壁安裝散熱器。

由于熱量只能從高瀑向低溫傳遞，因而柜內溫度一定高于環境溫度。當環境溫度較高、柜內外溫差較小時，散熱效果不明顯。

2、循環冷卻（水冷）

循環冷卻一般是在自然冷卻不能滿足要求時采用的冷卻方法，其冷卻效果優于自然冷卻。這種方法通過設置柜內外循環管道，使冷卻液（水）在柜內管道中被環境加熱后，流動到柜外管道中再散熱。由于冷卻液多用水，因而稱為水冷。

這種方式通過冷卻液（水）將柜內的熱量直接帶出柜外，再通過管道壁散熱，雖然能散出更多熱量，但也只能將熱量從高溫向低溫傳遞，當環境溫度較高、柜內外溫差較小時，散熱效果不明顯。

3、排氣冷卻

這種冷卻方法是將正壓柜的排氣通道打開，將正壓柜內的熱空氣排出的冷卻方法。這種方法在排氣的同時，需加大進氣的供給，以維持柜內的正壓，因而換氣速度緩慢，冷卻效果有限，若加大排氣量，可能造成正壓柜失壓。

4、空調式散熱

這種方式采用加裝空調的方式低柜降低，但存在柜內外空氣流通的情況，不能用于正壓柜，且空調成本高。

發明內容

本發明提供一種基于主動冷卻技術的防爆正壓柜及主動冷卻方法，采用主動冷卻技術，在正壓柜內發熱相對較多、環境溫度相對較高及柜內外溫差小的情況下，實現柜內快速冷卻，保持柜內較低的溫度。甚至在極端情況下控制柜內溫度低于環境溫度，徹底解決正壓柜的冷卻問題。

本發明具體如下。

一種基于主動冷卻技術的防爆正壓柜，包括柜腔換氣系統、主動冷卻系統、內循環系統和冷卻控制系統，其特征在于，所述內循環系統包括軸流風機、正壓柜腔、回風道和導流裝置；所述回風道布置在正壓柜左、右兩側，貼側壁扁平分布，所述內循環系統在工作時，柜內氣流在軸流風機的驅動下，形成從風機口開始、經內腔、 回風道、 導流板、 換熱器，再到風機口的循環氣流。

進一步地，所述導流裝置為導流板。

進一步地，在回風道內加裝換熱器。

進一步地，在柜內劃分工作腔和循環風道。

進一步地，所述柜腔換氣系統包括柜體、進氣通道、排氣通道及進排氣控制部分。

進一步地，柜腔換氣系統中的進氣口、排氣口布置在的柜內腔對角位置。

進一步地，所述主動冷卻系統包括壓縮機、制冷劑循環管路、柜內吸熱式熱交換器、柜外放熱式熱交換器及相關控制電路。

進一步地，所述制冷劑循環管路包括循環管、毛細管和干燥器。

進一步地，在正壓柜上設置過壁孔。

一種防爆正壓柜的主動冷卻方法，其特征在于，包括以下步驟：

首先，正壓柜開門后再次正常工作前運行換氣模式，在氣換氣過程中，監控正壓柜內的信息，滿足規定條件后換氣結束，關閉排氣口，進氣口繼續進氣，保證柜內的壓力大于外部在大氣壓，給正壓柜進行上電；

之后進入運行模式，對正壓柜進行溫度和壓力進行控制，當溫度高于設定值時，主動制冷系統中在壓縮機起動，開始對柜內進行降溫；當溫度低于一定值時，壓縮機停止工作；在這個過程中，內部循環系統一直工作，以保持柜內溫度均勻。

本發明具有以下優點：

1.采用內循環的系統，使內腔、回風道、導流板、換熱器、風機等形成循環風道，使柜內溫度均勻，并將熱氣流經過內換熱器，提高冷卻效果；

2.回風道貼壁布置，由于回風道中是熱氣流，因而能充分利用柜壁進行直接散熱；

3.采用壓縮式制冷原理，能夠將熱從低溫向高溫傳遞，實現即使環境溫度較高，也能對柜內進行充分冷卻；

4.冷卻系統所需的壓縮機等電氣系統，因為可以安裝在正壓柜內的安全事環境，因而可以采用非防爆器件，降低成本；