基于主动冷却技术的防爆正压柜及主动冷却方法技术

本发明专利技术提供一种基于主动冷却技术的防爆正压柜及主动冷却方法，防爆正压柜包括柜腔换气系统、主动冷却系统、内循环系统和冷却控制系统。所述内循环系统包括轴流风机、正压柜腔、回风道和导流装置；柜内气流在轴流风机的驱动下，形成从风机口开始、经内腔、回风道、导流板、换热器，再到风机口的循环气流。采用主动冷却技术，在正压柜内发热相对较多、环境温度相对较高及柜内外温差小的情况下，实现柜内快速冷却，保持柜内较低的温度。甚至在极端情况下控制柜内温度低于环境温度，彻底解决正压柜的冷却问题。

Anti explosion positive pressure cabinet and active cooling method based on active cooling technology

The invention provides an explosion-proof positive pressure cabinet and an active cooling method based on the active cooling technology, and the explosion-proof positive pressure cabinet includes a cabinet chamber ventilation system, an active cooling system, an internal circulation system and a cooling control system. The internal circulation system includes axial flow fan, positive pressure cabinet, return air channel and diversion device. The air flow inside the cabinet is driven by axial flow fan to form the circulating air flow from the mouth of the fan, through the inner cavity, the return air channel, the deflector, the heat exchanger, and then to the fan mouth. The active cooling technology is applied in the positive pressure cabinet, which has more heat generation, relatively high ambient temperature and small temperature difference inside and outside the cabinet, so as to realize fast cooling in the cabinet and keep the lower temperature inside the cabinet. Even in extreme cases, the temperature of the control cabinet is lower than the ambient temperature, so that the cooling problem of the positive pressure cabinet is solved thoroughly.

【技术实现步骤摘要】
基于主动冷却技术的防爆正压柜及主动冷却方法
本专利技术涉及一种应用在易燃易爆环境下的电气柜，具体涉及一种基于主动冷却技术的防爆正压柜及主动冷却方法。
技术介绍
正压柜是在防爆场所使用的电气控制柜，其基本原理是在柜体封闭的情况下向柜内通入空气，使柜内压力大于环境压力，进而防止危险气体进入柜内，使内部的普通电气元件能正常运行。由于柜内压力大于环境压力，因而称为正压柜。由于正压柜是全密封结构，给正压柜内部降低带来困难。目前常用的冷却方法主要有：1、自然冷却这种方法通过正压柜外壁自然散热的方式进行工作，适用于正压柜内发热较少，且外部环境温度较低时采用。在正压柜运行时，由于发热而导致内部温度升高时，正压柜外壁的温度也随着升高，这时柜内热量通过外壁向环境自然散出。为了增加散热效果，有时需在柜壁安装散热器。由于热量只能从高瀑向低温传递，因而柜内温度一定高于环境温度。当环境温度较高、柜内外温差较小时，散热效果不明显。2、循环冷却（水冷）循环冷却一般是在自然冷却不能满足要求时采用的冷却方法，其冷却效果优于自然冷却。这种方法通过设置柜内外循环管道，使冷却液（水）在柜内管道中被环境加热后，流动到柜外管道中再散热。由于冷却液多用水，因而称为水冷。这种方式通过冷却液（水）将柜内的热量直接带出柜外，再通过管道壁散热，虽然能散出更多热量，但也只能将热量从高温向低温传递，当环境温度较高、柜内外温差较小时，散热效果不明显。3、排气冷却这种冷却方法是将正压柜的排气通道打开，将正压柜内的热空气排出的冷却方法。这种方法在排气的同时，需加大进气的供给，以维持柜内的正压，因而换气速度缓慢，冷却效果有限，若加大排气量，可能造成正压柜失压。4、空调式散热这种方式采用加装空调的方式低柜降低，但存在柜内外空气流通的情况，不能用于正压柜，且空调成本高。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于主动冷却技术的防爆正压柜及主动冷却方法，采用主动冷却技术，在正压柜内发热相对较多、环境温度相对较高及柜内外温差小的情况下，实现柜内快速冷却，保持柜内较低的温度。甚至在极端情况下控制柜内温度低于环境温度，彻底解决正压柜的冷却问题。本专利技术具体如下。一种基于主动冷却技术的防爆正压柜，包括柜腔换气系统、主动冷却系统、内循环系统和冷却控制系统，其特征在于，所述内循环系统包括轴流风机、正压柜腔、回风道和导流装置；所述回风道布置在正压柜左、右两侧，贴侧壁扁平分布，所述内循环系统在工作时，柜内气流在轴流风机的驱动下，形成从风机口开始、经内腔、回风道、导流板、换热器，再到风机口的循环气流。进一步地，所述导流装置为导流板。进一步地，在回风道内加装换热器。进一步地，在柜内划分工作腔和循环风道。进一步地，所述柜腔换气系统包括柜体、进气通道、排气通道及进排气控制部分。进一步地，柜腔换气系统中的进气口、排气口布置在的柜内腔对角位置。进一步地，所述主动冷却系统包括压缩机、制冷剂循环管路、柜内吸热式热交换器、柜外放热式热交换器及相关控制电路。进一步地，所述制冷剂循环管路包括循环管、毛细管和干燥器。进一步地，在正压柜上设置过壁孔。一种防爆正压柜的主动冷却方法，其特征在于，包括以下步骤：首先，正压柜开门后再次正常工作前运行换气模式，在气换气过程中，监控正压柜内的信息，满足规定条件后换气结束，关闭排气口，进气口继续进气，保证柜内的压力大于外部在大气压，给正压柜进行上电；之后进入运行模式，对正压柜进行温度和压力进行控制，当温度高于设定值时，主动制冷系统中在压缩机起动，开始对柜内进行降温；当温度低于一定值时，压缩机停止工作；在这个过程中，内部循环系统一直工作，以保持柜内温度均匀。本专利技术具有以下优点：1.采用内循环的系统，使内腔、回风道、导流板、换热器、风机等形成循环风道，使柜内温度均匀，并将热气流经过内换热器，提高冷却效果；2.回风道贴壁布置，由于回风道中是热气流，因而能充分利用柜壁进行直接散热；3.采用压缩式制冷原理，能够将热从低温向高温传递，实现即使环境温度较高，也能对柜内进行充分冷却；4.冷却系统所需的压缩机等电气系统，因为可以安装在正压柜内的安全事环境，因而可以采用非防爆器件，降低成本；采用内、外换热器，提高冷却效果。附图说明图1为主动冷却式正压柜结构及工作原理示意图；图2为回风道及内换热器横截面示意图；其中，1-导流板，2-内热交换器，3-风机，4-回风道，5-压缩机及控制系统，6-进气通道，7-排气通道，8-毛细管，9-干燥器，10-外热交换器，11-循环管路，12-温度传感器，13-柜体，14-换热器，15-回风道。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步说明。一种基于主动冷却技术的防爆正压柜，包括柜腔换气系统、主动冷却系统、内循环系统和冷却控制系统。所述内循环系统包括轴流风机、正压柜腔、回风道和导流装置；正压柜可以选标准规格、型号的正压柜，也可以特殊设计。本专利对正压柜本身上无特殊要求。考虑正压柜前、后开门的需要，所述回风道布置在正压柜左、右两侧，贴侧壁扁平分布，减小对柜内腔有效空间的占用，所述内循环系统在工作时，柜内气流在轴流风机的驱动下，形成从风机口开始、经内腔、回风道、导流板、换热器，再到风机口的循环气流。所述冷却控制系统控制正压柜的温度，通过检测柜内不同位置的温度，控制正压柜间歇工作（或变频工作），使柜内温度保持在设置范围内。当温度超限时，给出报警或提示。由于冷却控制系统的所在电路均在正压柜内，因而可以选取非防爆器件。所述导流装置可以为导流板，其主要作用是使回风道的气流均匀通过下面的换热器，可以采用简单的多孔板结构，需优化孔大小、形状的疏密。对于主动冷却式正压柜，其内部换热器相当于一个集中“冷源”，由于冷源的相对集中，容易造成正压柜腔内部的温度分布不均。而内循环系统可以使柜内充分冷却，并使柜内温度分布均匀的效果，因而正压柜极为重要。工作时，柜内气流在轴流风机的驱动下，形成从风机口开始、经内腔、回风道、导流板、换热器，再到风机口的循环气流。气流经换热器后，变成冷空气，吹向柜腔，对整个柜腔进行冷却；气流经柜腔后，被柜内发热元器件加热后，温度升高，然后经循环风道后，以导流板的作用下，分散式经过换热器，冷却后进行下一个循环的工作。柜腔换气系统由柜体、进气通道、排气通道及进排气控制部分构成，是标准正压柜的基本配置，使正压柜内各部分能充分换气即可。主动冷却系统，采用压缩式制冷原理，由压缩机、制冷剂循环管路、柜内吸热式热交换器、柜外放热式热交换器及相关控制电路等构成；柜内吸热式热交换器可以采用片状、网状，冷却管在内部往复排列，气流经过后，空气与管内制冷剂能充分进行热交换；柜外放热式热交换器为自然风冷式，结构简单，管均匀排列即可；内部冷却系统因不需要很低温度，因而毛细管相对粗短，既能保证冷却效果，又能防止冷凝水的产生。主动冷却系统中的压缩机在压缩功率上，需根据柜内总发功率选取，通常压缩机功率为制冷功率的30%。制冷剂循环管路包换图中的循环管、毛细管、干燥器等构成。毛细管的长度与内径，决定内部管的温度，其关系为，毛细管越长、内径越小，则阻力越大，则内部温度越低。过低的内部温度，容易造成冷凝水。其工作原理简述如下：1)压缩机从柜内侧管路中吸入低温制冷剂蒸汽，经压缩变为高压、高温制冷剂蒸汽，送往柜外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于主动冷却技术的防爆正压柜，包括柜腔换气系统、主动冷却系统、内循环系统和冷却控制系统，其特征在于，所述内循环系统包括轴流风机、正压柜腔、回风道和导流装置；所述回风道布置在正压柜左、右两侧，贴侧壁扁平分布，所述内循环系统在工作时，柜内气流在轴流风机的驱动下，形成从风机口开始、经内腔、 回风道、 导流板、 换热器，再到风机口的循环气流。

【技术特征摘要】
1.一种基于主动冷却技术的防爆正压柜，包括柜腔换气系统、主动冷却系统、内循环系统和冷却控制系统，其特征在于，所述内循环系统包括轴流风机、正压柜腔、回风道和导流装置；所述回风道布置在正压柜左、右两侧，贴侧壁扁平分布，所述内循环系统在工作时，柜内气流在轴流风机的驱动下，形成从风机口开始、经内腔、回风道、导流板、换热器，再到风机口的循环气流。2.如权利要求1所述的一种基于主动冷却技术的防爆正压柜，其特征在于，所述导流装置为导流板。3.如权利要求1所述的一种基于主动冷却技术的防爆正压柜，其特征在于，在回风道内加装换热器。4.如上述任一权利要求所述的一种基于主动冷却技术的防爆正压柜，其特征在于，在柜内划分工作腔和循环风道。5.如权利要求1所述的一种基于主动冷却技术的防爆正压柜，其特征在于，所述柜腔换气系统包括柜体、进气通道、排气通道及进排气控制部分。6.如权利要求1所述的一种基于主动冷却技术的防爆正压柜，其特征在于，柜腔换气系统中的进气口、排气口...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹井龙，李建民，李光远，张宇航，王健，
申请(专利权)人：长春北方化工灌装设备股份有限公司，长春蓝舟科技有限公司，长春知和智能包装设备有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22