一种节能型配电柜空气调节装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种专用于配电柜的空气调节装置及方法。由制冷机组、冷却器、送风管道、回风管道、三通换向阀、干空气回热器、风机、风阀、气体流量控制阀、冷气进风接管、热风出风接管、温度监测装置、湿度监测装置、监控系统等组成；采用一机多用、定点散热、常温除湿的思路，利用同一装置在不同工作模式下，实现对配电柜内部降温、除湿的控制。装置具有常温强制通风散热模式、制冷通风散热模式、常温除湿模式，装置控制系统中温湿度控制模块可利用温湿度测量数据自动识别选定工作模式。本发明专利技术采用一机多用、定点散热、常温除湿的思路，有效解决当前配电房内局部热点降温难、湿度控制精度低、高能耗问题，实现配电柜节能、高效的降温、除湿。

Energy saving type air conditioning device and method for power distribution cabinet

The invention discloses an air conditioning device and a method for a power distribution cabinet. The refrigeration unit, cooler, air ducts, air pipes, three valve and dry air heat exchanger, air blower, air valve, gas flow control valve, air inlet pipe, air outlet pipe, temperature monitoring device, humidity monitoring device, monitoring system and other components; the use of a machine, fixed cooling, dehumidification method at room temperature, using the same device in different working mode, to achieve control of the power distribution cabinet cooling and dehumidification. The device is provided with a forced ventilation and heat dissipation mode at room temperature, a cooling and ventilating mode and a normal temperature dehumidification mode. The temperature and humidity control module of the device control system can automatically identify the selected working mode by using the temperature and humidity measurement data. The invention adopts the use of a machine, cooling and dehumidification method at room temperature point, effectively solve the local hot current distribution room temperature and humidity control is difficult, the problem of low accuracy and high energy consumption, energy saving, efficient cooling and dehumidification power distribution cabinet.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种节能型配电柜空气调节装置及方法，适用于配电房中配电柜的降温、除湿，属于电气设备空气调节领域。
技术介绍
温度和湿度是影响配电柜安全运行和使用寿命的两个重要因素。温度产生的影响主要体现在超温将导致设备保护跳停，严重影响设备的正常运行；过热则带来加速绝缘老化、触点松动等问题，产生的累积效应如不加以控制，将危及设备的安全运行。湿度产生的影响主要体现在潮湿空气及凝露引起的绝缘故障问题。随着企业用电负荷的不断增加，设备向大容量、大电流方向发展，配电柜内元器件发热功率也日益增大，部分高负荷配电柜，总发热功率已达2-3kW，甚至更高。由此，因过热而发生故障的问题日益凸显，有调查数据表明，在各类开关设备的故障中，过热故障是事故发生的主要原因，约占事故率的30％左右。当前，传统的配电柜柜体散热结合工作环境降温的方式已越来越不能满足大容量、高负荷配电柜的散热需求，局部超温热点及临界热点在配电间中出现的比率不断升高，带来的设备超温保护跳停问题日益严重。对于局部热点问题，目前部分企业运行人员采用的单独增加工业风扇直吹增强通风换热的方式不能从根本上解决问题，同时还存在进一步增加空间热负荷、柜门敞开存在安全隐患等问题。传统的空间降温方式设备自身通风与配电间空调降温相结合，通过降低配电柜工作环境温度，来增强柜体散热，以保证电缆接头/母排搭界点等接触部位、断路器、电力电子模块等热敏感点及配电柜内元器件散热可靠，不超过允许温度，该种降温方式未能识别区域内热源点，仅以空间温度作为调节空调出力的判据，对于各配电柜散热针对性不强，效果不明显。同时，还存在以配电间整体空间为降温对象，能耗过高的问题。目前常用的配电柜除湿手段有固体干燥吸附除湿、高温烘干除湿、低温制冷除湿等三种：固体干燥吸附除湿，可持续性差，并且只能实现近干燥剂等局部区域干燥，效果有限；高温烘干除湿不利于柜内元器件散热，且只是通过升高空气问题，增大其吸纳空气能力，水气并未有效排出，长期累积后，当环境温度急剧下降时，空气中水分仍将凝露在电气设备表面；直接低温制冷除湿，则可能存在除湿能力不足、低温风带水、非热源电气元件凝露等问题。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术针对现有配电柜降温、除湿技术中存在的降温空间设置过大、降温对象针对性不强、除湿效果不良等一系列问题，提出“一机多用、定点冷却、常温除湿”的处理思路，提供了一种节能型配电柜空气调节装置及方法，该装置直接以各配电柜内部空间为降温对象，可基于热负荷的不同分别选择常温强制通风散热、制冷通风散热两种模式，并基于冷凝排水、回热升温获取常温干燥风，并按需将常温干燥风送入各配电柜，实现对配电柜内部及电气元器件表面的常温除湿，本装置可实现对配电柜高效、节能的降温、除湿。技术方案：一种节能型配电柜空气调节装置，所述的配电柜顶部设有热风出风接管，底部设有冷气进风接管，所述的配电柜还设有湿度监测装置、温度监测装置；所述的配电柜的热风出风接管、排风阀、隔断风阀、新风进风阀、风机、第一三通换向阀、干空气回热器、第二三通换向阀、制冷装置、第三三通换向阀、第四三通换向阀、流量控制阀与冷风进风接管组成闭合回路；所述的第一三通换向阀与第二三通换向阀之间还设有管道连接；干空气回热器的冷风进风口与第三三通换向阀之间管道连接，冷风出风口与第四三通换向阀之间管道连接；所述的制冷装置包括制冷机组和冷却器，所述的节能型配电柜空气调节装置还设有监控系统。所述的配电柜为一台或多台并联或串联。所述的流量控制阀由隔板、外壳、流道、支座、单阀构成，外壳与流道构成的腔体由隔板隔开，形成出口腔室、进气腔室，流道上设有单阀，单阀固定于支座上，支座固定在外壳上。所述的制冷机组是压缩式制冷机、螺杆制冷机、半导体制冷机、吸收式制冷机、吸附式制冷机、喷射式制冷机、磁制冷机、涡流管制冷机、气体膨胀式制冷机、脉管制冷机中的任意一种。所述的冷却器是管式换热器、板式换热器、翅片式换热器、热管式换热器中的任意一种。所述的干空气回热器是管式换热器、板式换热器、翅片式换热器、热管式换热器中的任意一种。所述的配电柜是低压开关柜、高压开关柜、变频器控制柜、无功补偿柜、继电保护柜中的任意一种或多种组合。所述的流量控制阀包括手动、电动或气动方式控制各单阀启闭。所述的冷气进风接管中内置有旋转出风口。一种基于所述的装置的配电柜空气调节的方法，采用一机多用、定点散热、常温除湿的方法，以各配电柜内部空间为降温、除湿对象，利用同一装置在不同模式下分别实现对配电柜内部降温、除湿的控制；根据监控系统中温湿度控制模块利用温湿度测量数据自动识别并选定工作模式，具体为：由湿度监测装置、温度监测装置分别监测配电柜内温度、湿度，并将数据传递给监控系统，监控系统对获取的数据进行分析，首先判定需要降温还是需要除湿，若选择除湿，则直接进入除湿模式，若选择降温则根据测点温度与空气温度差值，继续判定是选择常温强制通风散热还是制冷通风散热模式；在常温强制通风散热模式下，制冷机组不启动，冷却器解列，风机直接与冷却器连通，新风进风阀通路，排风阀通路，隔断风阀关闭，以风机为动力设备，由新风进风阀处吸收外部新风，直接进入冷却器，经由冷却器送入冷却风管，再由流量控制阀控制气体流量，经冷气进风接管送至各配电柜，直接吹扫配电柜电气元器件，带走电气元器件上的热量，换热升温后的热风从热风出风接管排出，汇集于热风管道后，通过排风阀直接排出室外；在制冷通风散热模式下，制冷机组启动，冷却器投入运转，监控装置根据热风管内温度与环境空气温度差值控制新风进风阀、排风阀及隔断风阀的开度，以保证较低温度的混合风经由风机直接送入冷却器，冷却器出口低温冷风进入冷却风管，再由流量控制阀控制气体流量，经冷气进风接管送至各配电柜，对配电柜内电气元器件冷却降温，带走其热量；在常温除湿模式下，制冷机组启动，冷却器投入，监控装置根据热风管内湿度与环境空气湿度差值控制新风进风阀、排风阀及隔断风阀的开度，以保证较低湿度的混合风经由风机送入冷却器，在制冷机组的作用下高温混合风中的高相对湿度水气在冷却器中被部分冷凝排出，冷却器出口为低温高相对湿度冷风，冷却器出口的冷风，再进入干空气回热器与混合风换热，温度升高，成为常温干燥风，干空气回热器出口的常温干燥风进入冷却风管，再由流量控制阀控制气体流量，经冷气进风接管送至各配电柜，吸取配电柜内电气元器件表面凝结水或柜内高湿度空气中水分，实现除湿功能。有益效果：本专利技术可在同一装置上实现通风冷却、制冷冷却、除湿等功能。采用一机多用、定点散热、常温除湿的思路，在常温强制通风散热模式下，充分利用环境中的低温空气实现对配电柜的冷却；在制冷通风散热模式下，以配电柜内部空间为降温对象，按需分配冷风量，与当前以整个配电间为降温对象相比，提升了供冷的针对性，从根本上解决了当前配电间中存在的局部热点问题，并且也可有效减少降低制冷设备的工作负荷，实现节能运行；在除湿模式下，识别出除湿能力与干燥风相对湿度的关系，以制冷机组在冷却器中实现对高温高湿空气的排水除湿，并通过回收高温热风中热量，获取具有高吸湿能力的常温干燥风，以此送入配电柜中，实现对配电柜内部及电气元器件表面的除湿。可有效解决现有的固体吸附除湿可持续性差、高温除湿超温、低温除湿非热源电气元件凝露等问题。如此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种节能型配电柜空气调节装置，其特征在于：所述的配电柜(10)顶部设有热风出风接管(16)，底部设有冷气进风接管(12)，所述的配电柜(10)还设有湿度监测装置(18)、温度监测装置(19)；所述的配电柜(10)的热风出风接管(16)、排风阀(8)、隔断风阀(9)、新风进风阀(7)、风机(6)、第一三通换向阀(5)、干空气回热器(4)、第二三通换向阀(3)、制冷装置、第三三通换向阀(14)、第四三通换向阀(15)、流量控制阀(11)与冷风进风接管组成闭合回路；所述的第一三通换向阀(5)与第二三通换向阀(3)之间还设有管道连接；干空气回热器(4)的冷风进风口与第三三通换向阀(14)之间管道连接，冷风出风口与第四三通换向阀(15)之间管道连接；所述的制冷装置包括制冷机组1和冷却器2；所述的节能型配电柜空气调节装置还设有监控系统。

【技术特征摘要】
1.一种节能型配电柜空气调节装置，其特征在于：所述的配电柜(10)顶部设有热风出风接管(16)，底部设有冷气进风接管(12)，所述的配电柜(10)还设有湿度监测装置(18)、温度监测装置(19)；所述的配电柜(10)的热风出风接管(16)、排风阀(8)、隔断风阀(9)、新风进风阀(7)、风机(6)、第一三通换向阀(5)、干空气回热器(4)、第二三通换向阀(3)、制冷装置、第三三通换向阀(14)、第四三通换向阀(15)、流量控制阀(11)与冷风进风接管组成闭合回路；所述的第一三通换向阀(5)与第二三通换向阀(3)之间还设有管道连接；干空气回热器(4)的冷风进风口与第三三通换向阀(14)之间管道连接，冷风出风口与第四三通换向阀(15)之间管道连接；所述的制冷装置包括制冷机组1和冷却器2；所述的节能型配电柜空气调节装置还设有监控系统。2.根据权利要求1所述的节能型配电柜空气调节装置，其特征在于：所述的配电柜(10)为一台或多台并联或串联。3.根据权利要求1所述的节能型配电柜空气调节装置，其特征在于：所述的流量控制阀(11)由隔板(11-1)、外壳(11-3)、流道(11-4)、支座(11-5)、单阀(11-6)构成，外壳(11-3)与流道(11-4)构成的腔体由隔板(11-1)隔开，形成出口腔室(11-2)、进气腔室(11-7)，流道(11-4)上设有单阀(11-6)，单阀(11-6)固定在支座(11-5)上，支座(11-5)固定在外壳(11-3)上。4.根据权利要求1所述的节能型配电柜空气调节装置，其特征在于：所述的制冷机组(1)是压缩式制冷机、螺杆制冷机、半导体制冷机、吸收式制冷机、吸附式制冷机、喷射式制冷机、磁制冷机、涡流管制冷机、气体膨胀式制冷机、脉管制冷机中的任意一种。5.根据权利要求1所述的节能型配电柜空气调节装置，其特征在于：所述的冷却器(2)是管式换热器、板式换热器、翅片式换热器、热管式换热器中的任意一种。6.根据权利要求1所述的节能型配电柜空气调节装置，其特征在于：所述的干空气回热器(4)是管式换热器、板式换热器、翅片式换热器、热管式换热器中的任意一种。7.根据权利要求1所述的节能型配电柜空气调节装置，其特征在于：所述的配电柜(10)是低压开关柜、高压开关柜、变频器控制柜、无功补偿柜、继电保护柜中的任意一种或多种组合。8.根据权利要求1所述的节能型配电柜空气调节装置，其特征在于：所述的流量控制阀(11)包括手动、电动或气动方式控制各单阀启闭。9.根据权利要求1所述的节能型配电柜空气调节装置，其特征在于：所述的冷气进风接管(12)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王楠，储建平，刘旸，苏宁，马蓉，汪汀，冒咏秋，赵才溢，谯坤，瞿世鹏，贾容达，
申请(专利权)人：国网节能服务有限公司，国网北京节能设计研究院有限公司，中国质量认证中心，
类型：发明
国别省市：北京;11