電力戶外柜溫控系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種電力戶外柜溫控系統(tǒng)，包括放置器件的機柜，所述的機柜上設(shè)有用于換氣的風(fēng)冷模塊，以及用于保存溫度恒定的空調(diào)器，所述風(fēng)冷模塊包括換氣風(fēng)扇和具有自動開啟閉合功能的百葉結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的優(yōu)點在于在環(huán)境溫度過高、或過低時，均具有很好的溫度調(diào)節(jié)能力，防護等級較方式有很大提高，當(dāng)風(fēng)扇停止工作時，機柜內(nèi)部為封閉環(huán)境，雙散熱系統(tǒng)，可靠性更高。此外，該系統(tǒng)還可利用空調(diào)進行加熱，柜內(nèi)溫度適中高于柜外空氣溫度，當(dāng)環(huán)境溫度過高時，散熱性能大大降低。
【專利說明】電力戶外柜溫控系統(tǒng)及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力設(shè)施領(lǐng)域，尤其涉及電力戶外柜的柜體結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]電力戶外機柜是指直接處于自然氣候影響下，一般由不銹鋼材料加工，不允許無權(quán)限操作者進入操作的柜體，為電力保護裝置提供戶外物理工作環(huán)境和安全系統(tǒng)的設(shè)備。
[0003]機柜內(nèi)可安裝電源設(shè)備、蓄電池、保護裝置、測控裝置，傳輸設(shè)備及其他配套設(shè)備，這些設(shè)備通電運行時會產(chǎn)生一定的熱量。自然環(huán)境下，溫度、濕度變化很大，而這些內(nèi)部裝置的工作溫度、濕度必須在一定的范圍內(nèi)，因此戶外柜必須配套相應(yīng)的溫控系統(tǒng)。
[0004]目前，電力戶外柜的溫控系統(tǒng)方式主要有以下幾種
[0005]一.強迫風(fēng)冷系統(tǒng)
[0006]采用風(fēng)機(軸流風(fēng)機或離心風(fēng)機)，實現(xiàn)柜內(nèi)外空氣的對流，將室內(nèi)熱空氣排到室夕卜，同時將室外的冷空氣排入室內(nèi)，實現(xiàn)柜內(nèi)熱量的轉(zhuǎn)移。
[0007]優(yōu)點:1.風(fēng)機結(jié)構(gòu)簡單，體積小，安裝、維護方便；2.能耗低；3.成本很低；
[0008]缺點:1.夏天環(huán)境溫度過高時，散熱效果差，不能長期承擔(dān)對機柜降溫的重任；
2.防護等級低,灰塵、濕氣及腐蝕性氣體進入機柜內(nèi)部,容易積聚粉塵等污垢,并污染柜內(nèi)的元器件，進而加劇元器件熱島效應(yīng)；3.風(fēng)扇只能散熱降溫，冬天環(huán)境溫度過低，不能給機柜加熱升溫。
[0009]二.熱交換器散熱系統(tǒng)
[0010]熱交換器裝置是一種利用低于柜內(nèi)溫度的柜外空氣，通過熱交換芯進行有效交換，把柜內(nèi)熱量傳遞給柜外空氣。熱交換器工作時，不同溫度的柜外空氣和柜內(nèi)空氣在風(fēng)機的驅(qū)動下通過由金屬材料制成的分隔板進行熱量交換，兩邊的氣流100%完全隔開。
[0011]優(yōu)點:1.防護等級高，排除了濕度、灰塵對柜內(nèi)可能產(chǎn)生的污染，避免由于熱量、濕度、灰塵和其它污染物引起的故障等功能。2.散熱效果較風(fēng)扇好。
[0012]缺點:1.由于熱交換器的本質(zhì)是熱傳導(dǎo)，因此柜內(nèi)溫度總是高于環(huán)境溫度，夏天環(huán)境溫度過高時，將導(dǎo)致柜內(nèi)溫度過高；2.熱交換器風(fēng)扇只能散熱降溫，冬天環(huán)境溫度過低，不能給機柜加熱升溫。
[0013]三.空調(diào)器溫控系統(tǒng)
[0014]機柜空調(diào)器有壁掛、半嵌、全嵌、頂置等多種安裝方式，可以根據(jù)機柜中具體溫度情況決定是制冷還是加熱。
[0015]優(yōu)點:1.散熱效果好，由于冷風(fēng)直接送至熱源附近，可以保證機柜內(nèi)不出現(xiàn)熱點；
2.防護等級高，能阻止灰塵、濕氣及腐蝕性氣體進入機柜內(nèi)部；3.冬天環(huán)境溫度過低時，可以加熱升溫。
[0016]缺點:能耗聞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實現(xiàn)一種充分利用空調(diào)、風(fēng)機的自身優(yōu)勢，大大提高溫控系統(tǒng)的可靠性，并降低了系統(tǒng)能耗，延長系統(tǒng)使用壽命的電力戶外柜溫控系統(tǒng)。
[0018]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:電力戶外柜溫控系統(tǒng)，包括放置器件的機柜，所述的機柜上設(shè)有用于換氣的風(fēng)冷模塊，以及用于保存溫度恒定的空調(diào)器，所述風(fēng)冷模塊包括換氣風(fēng)扇和具有自動開啟閉合功能的百葉結(jié)構(gòu)。
[0019]所述的風(fēng)冷模塊位于機柜頂部，所述空調(diào)器位于機柜后面板上，所述的機柜頂部包括內(nèi)層頂板和外層頂板，所述風(fēng)冷模塊固定在內(nèi)層頂板上，所述外層頂板邊緣伸出機柜并與內(nèi)層頂板構(gòu)成向下通氣的通風(fēng)口。
[0020]所述風(fēng)冷模塊的百葉結(jié)構(gòu)固定在窗框上，所述百葉結(jié)構(gòu)由多片葉片排列構(gòu)成，所述的葉片一側(cè)通過連桿連接，所述連桿通過電機驅(qū)動位移從而驅(qū)動葉片翻折，所述窗框和換氣風(fēng)扇固定在金屬框內(nèi)，所述金屬框通過螺釘固定在內(nèi)層頂板上。
[0021]每片所述葉片下檐均設(shè)有翻邊形式的凝露積水槽，所述凝露積水槽中間向上拱起將凝露導(dǎo)流至兩側(cè)窗框的引水槽內(nèi)。
[0022]所述空調(diào)器設(shè)有冷凝集水器，所述冷凝集水器頂部設(shè)有溢水孔，所述冷凝集水器設(shè)有經(jīng)過機柜內(nèi)器件的冷卻管道，所述冷卻管道上設(shè)有水泵。
[0023]所述的引水槽通過管道將凝露水引流至冷凝集水器內(nèi)，所述冷凝集水器內(nèi)設(shè)有水位傳感器。
[0024]所述空調(diào)器的出風(fēng)管道設(shè)有多根，每個出風(fēng)管道均設(shè)有電動閥門，所述機柜內(nèi)的每個器件均設(shè)有一個溫度傳感器，并配套有一個正對其出風(fēng)的出風(fēng)管道。
[0025]所述機柜內(nèi)設(shè)有溫度傳感器和濕度傳感器，所述溫度傳感器、水位傳感器和濕度傳感器分別將采集的信號輸送至控制器，所述控制器輸出控制信號至電動閥門、水泵、電機、換氣風(fēng)扇和空調(diào)器，所述控制器配有通信單元和存儲單元。
[0026]電力戶外柜溫控系統(tǒng)的控制方法:
[0027]系統(tǒng)啟動，系統(tǒng)根據(jù)機柜內(nèi)狀態(tài)設(shè)置以下工作模式:
[0028]若機柜內(nèi)濕度高于濕度閥值，則啟動空調(diào)器除濕；
[0029]若機柜內(nèi)溫度正常，則開啟百葉，關(guān)閉換氣風(fēng)扇和空調(diào)器；
[0030]若機柜內(nèi)溫度低于低溫閥值，則關(guān)閉百葉和換氣風(fēng)扇，并啟動空調(diào)器加熱；
[0031]若機柜內(nèi)溫度高于第一高溫閥值，則開啟百葉和換氣風(fēng)扇，并關(guān)閉空調(diào)器；
[0032]若機柜內(nèi)溫度高于第二高溫閥值，則關(guān)閉百葉和換氣風(fēng)扇，并啟動空調(diào)器制冷；
[0033]若機柜內(nèi)溫度低于第二高溫閥值時，若某個器件溫度超過預(yù)設(shè)溫度閥值，則開啟空調(diào)器并僅開啟相應(yīng)出風(fēng)管道；
[0034]若機柜內(nèi)濕度、溫度或單個器件溫度超過警戒閥值，則發(fā)出警報進行至監(jiān)控中心。
[0035]所述工作模式之間切換時間大于預(yù)設(shè)時間A，所述若機柜內(nèi)溫度高于第二高溫閥值，且水位傳感器采集信號正常時，則啟動水泵進行循環(huán)水冷卻。
[0036]本發(fā)明的優(yōu)點在于在環(huán)境溫度過高、或過低時，均具有很好的溫度調(diào)節(jié)能力，防護等級較方式有很大提高，當(dāng)風(fēng)扇停止工作時，機柜內(nèi)部為封閉環(huán)境，雙散熱系統(tǒng)，可靠性更高。此外，該系統(tǒng)還可利用空調(diào)進行加熱，柜內(nèi)溫度適中高于柜外空氣溫度，當(dāng)環(huán)境溫度過高時，散熱性能大大降低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]下面對本發(fā)明說明書中每幅附圖表達的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡要說明:
[0038]圖1-3溫控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖4為風(fēng)冷模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]上述圖中的標(biāo)記均為:1、機柜；2 ;內(nèi)層頂板；3、外層頂板；4、風(fēng)冷模塊；5、空調(diào)器；6、冷凝集水器；7、水泵；8、冷卻管道；41、葉片；42、凝露積水槽；43、引水槽；44、連桿；45、電機；46窗框。

【具體實施方式】
[0041]如圖1-3所不，電力戶外柜溫控系統(tǒng)包括放置器件的機柜I,在機柜I上設(shè)有用于換氣的風(fēng)冷模塊4，以及用于保存溫度恒定的空調(diào)器5，通過兩套溫度調(diào)節(jié)裝置，達到智能調(diào)節(jié)的目的。
[0042]風(fēng)冷模塊4位于機柜I頂部，空調(diào)器5位于機柜I后面板上，機柜I頂部包括內(nèi)層頂板2和外層頂板3，風(fēng)冷模塊4固定在內(nèi)層頂板2上，外層頂板3邊緣伸出機柜I并與內(nèi)層頂板2構(gòu)成向下通氣的通風(fēng)口，如圖1所示，這樣內(nèi)層頂板2和外層頂板3構(gòu)成了通風(fēng)的通道，避免雨水浸入柜體內(nèi)，同時伸出的外層頂板3也具有擋雨檐的作用，避免雨水從柜體上接縫處滲入，從而可靠保護內(nèi)部器件。
[0043]風(fēng)冷模塊4包括換氣風(fēng)扇和具有自動開啟閉合功能的百葉結(jié)構(gòu)，如圖4所示，風(fēng)冷模塊4的百葉結(jié)構(gòu)固定在窗框46上，百葉結(jié)構(gòu)由多片葉片41排列構(gòu)成，葉片41通過銷軸固定在窗框46上，每片葉片41的一側(cè)通過連桿44連接，可通過銷軸將葉片41固定在連桿44上，連桿44通過電機45驅(qū)動位移從而驅(qū)動葉片41翻折，窗框46和換氣風(fēng)扇固定在金屬框內(nèi)，構(gòu)成一個整體方便安裝，這樣金屬框可通過螺釘固定在內(nèi)層頂板2上，內(nèi)層頂板2只需預(yù)留安裝孔即可。
[0044]由于機柜I安裝在戶外，為避免凝露影響內(nèi)部器件工作，在每片葉片41下檐均設(shè)有翻邊形式的凝露積水槽42，并且凝露積水槽42中間向上拱起將凝露導(dǎo)流至兩側(cè)窗框46的引水槽43內(nèi)?？梢栽O(shè)置管道將凝水引出機柜I外，也可循環(huán)使用引至空調(diào)器5的冷凝集水器6內(nèi)。
[0045]冷凝集水器6為收集空調(diào)冷凝水的容器，在冷凝集水器6頂部設(shè)有溢水孔，當(dāng)收集的冷凝水超出容器容量，則可通過溢水孔排出機柜I外，冷凝集水器6設(shè)有經(jīng)過機柜I內(nèi)器件的冷卻管道8，冷卻管道8優(yōu)選翅片管，冷卻管道8上設(shè)有水泵7，從而形式水冷循環(huán)，由于空調(diào)器5冷凝水水溫較低，用作水冷循環(huán)更加提高降溫效果，并能降低降溫能耗。為避免水泵7空載運行，冷凝集水器6內(nèi)設(shè)有水位傳感器，當(dāng)達到可以運行的水位時，再進行水冷循環(huán)工作。
[0046]為提高空調(diào)器5降溫效果，其出風(fēng)管道設(shè)有多根，每個出風(fēng)管道均設(shè)有電動閥門，機柜I內(nèi)的每個器件均設(shè)有一個溫度傳感器，并配套有一個正對其出風(fēng)的出風(fēng)管道，由于各個器件的產(chǎn)熱效率不同，這樣的結(jié)構(gòu)可以有針對性的降溫，提高降溫效率和效果。
[0047]為了優(yōu)化降溫設(shè)備的選擇，機柜I內(nèi)設(shè)有采集機柜I內(nèi)部溫度的溫度傳感器，以及采集內(nèi)部濕度的濕度傳感器，上述溫度傳感器、水位傳感器和濕度傳感器分別將采集的信號輸送至控制器，該控制器輸出控制信號至電動閥門、水泵7、電機45、換氣風(fēng)扇和空調(diào)器5，同時控制器配有通信單元和存儲單元，存儲單元可以存儲歷史信息，通信單元可以發(fā)出報警信號。
[0048]此外，還可以在機柜I頂部設(shè)置太陽能充電板和風(fēng)能發(fā)電風(fēng)葉，并配備蓄電池，通過太陽能充電板和風(fēng)能發(fā)電風(fēng)葉為蓄電池充電，可以利用蓄電池為控制器、電機45、風(fēng)扇供電，降低溫控系統(tǒng)能耗。
[0049]基于上述系統(tǒng)電力戶外柜溫控系統(tǒng)的控制方法如下:
[0050]系統(tǒng)啟動，系統(tǒng)根據(jù)機柜I內(nèi)狀態(tài)設(shè)置以下工作模式:
[0051]1、若機柜I內(nèi)濕度高于濕度閥值,則啟動空調(diào)器5除濕；
[0052]2、若機柜I內(nèi)溫度正常，則開啟百葉，關(guān)閉換氣風(fēng)扇和空調(diào)器5 ；
[0053]3、若機柜I內(nèi)溫度低于低溫閥值，則關(guān)閉百葉和換氣風(fēng)扇，并啟動空調(diào)器5加熱，此時整體加熱，每個出風(fēng)管道的電動閥門均半開啟狀態(tài)；
[0054]4、若機柜I內(nèi)溫度高于第一高溫閥值，則開啟百葉和換氣風(fēng)扇，并關(guān)閉空調(diào)器5 ；
[0055]5、若機柜I內(nèi)溫度高于第二高溫閥值，則關(guān)閉百葉和換氣風(fēng)扇，并啟動空調(diào)器5制冷，此時整體降溫，每個出風(fēng)管道的電動閥門均半開啟狀態(tài)；
[0056]6、若機柜I內(nèi)溫度低于第二高溫閥值時，若某個器件溫度超過預(yù)設(shè)溫度閥值，則開啟空調(diào)器5并僅開啟相應(yīng)出風(fēng)管道；
[0057]若機柜I內(nèi)濕度、溫度或單個器件溫度超過警戒閥值，則發(fā)出警報進行至監(jiān)控中心。
[0058]其中濕度閥值 < 正常溫度區(qū)間 < 第一高溫閥值 < 第二高溫閥值 <警戒閥值，每個器件的警戒閥值根據(jù)具體器件安全使用溫度設(shè)定。
[0059]上述工作模式之間切換時間大于預(yù)設(shè)時間A (例如5分鐘)，從而避免溫度波動時頻繁切換，導(dǎo)致設(shè)備損壞，若機柜I內(nèi)溫度高于第二高溫閥值，且水位傳感器采集信號正常時，則啟動水泵7進行循環(huán)水冷卻，可避免水泵7空載運行。
【權(quán)利要求】
1.電力戶外柜溫控系統(tǒng)，包括放置器件的機柜，其特征在于:所述的機柜上設(shè)有用于換氣的風(fēng)冷模塊，以及用于保存溫度恒定的空調(diào)器，所述風(fēng)冷模塊包括換氣風(fēng)扇和具有自動開啟閉合功能的百葉結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力戶外柜溫控系統(tǒng)，其特征在于:所述的風(fēng)冷模塊位于機柜頂部，所述空調(diào)器位于機柜后面板上，所述的機柜頂部包括內(nèi)層頂板和外層頂板，所述風(fēng)冷模塊固定在內(nèi)層頂板上，所述外層頂板邊緣伸出機柜并與內(nèi)層頂板構(gòu)成向下通氣的通風(fēng)□。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力戶外柜溫控系統(tǒng)，其特征在于:所述風(fēng)冷模塊的百葉結(jié)構(gòu)固定在窗框上，所述百葉結(jié)構(gòu)由多片葉片排列構(gòu)成，所述的葉片一側(cè)通過連桿連接，所述連桿通過電機驅(qū)動位移從而驅(qū)動葉片翻折，所述窗框和換氣風(fēng)扇固定在金屬框內(nèi)，所述金屬框通過螺釘固定在內(nèi)層頂板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力戶外柜溫控系統(tǒng)，其特征在于:每片所述葉片下檐均設(shè)有翻邊形式的凝露積水槽，所述凝露積水槽中間向上拱起將凝露導(dǎo)流至兩側(cè)窗框的引水槽內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的電力戶外柜溫控系統(tǒng)，其特征在于:所述空調(diào)器設(shè)有冷凝集水器，所述冷凝集水器頂部設(shè)有溢水孔，所述冷凝集水器設(shè)有經(jīng)過機柜內(nèi)器件的冷卻管道，所述冷卻管道上設(shè)有水泵。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力戶外柜溫控系統(tǒng)，其特征在于:所述的引水槽通過管道將凝露水弓I流至冷凝集水器內(nèi)，所述冷凝集水器內(nèi)設(shè)有水位傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力戶外柜溫控系統(tǒng)，其特征在于:所述空調(diào)器的出風(fēng)管道設(shè)有多根，每個出風(fēng)管道均設(shè)有電動閥門，所述機柜內(nèi)的每個器件均設(shè)有一個溫度傳感器，并配套有一個正對其出風(fēng)的出風(fēng)管道。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電力戶外柜溫控系統(tǒng)，其特征在于:所述機柜內(nèi)設(shè)有溫度傳感器和濕度傳感器，所述溫度傳感器、水位傳感器和濕度傳感器分別將采集的信號輸送至控制器，所述控制器輸出控制信號至電動閥門、水泵、電機、換氣風(fēng)扇和空調(diào)器，所述控制器配有通信單元和存儲單元。
9.電力戶外柜溫控系統(tǒng)的控制方法，其特征在于: 系統(tǒng)啟動，系統(tǒng)根據(jù)機柜內(nèi)狀態(tài)設(shè)置以下工作模式: 若機柜內(nèi)濕度高于濕度閥值，則啟動空調(diào)器除濕； 若機柜內(nèi)溫度正常，則開啟百葉，關(guān)閉換氣風(fēng)扇和空調(diào)器； 若機柜內(nèi)溫度低于低溫閥值，則關(guān)閉百葉和換氣風(fēng)扇，并啟動空調(diào)器加熱； 若機柜內(nèi)溫度高于第一高溫閥值，則開啟百葉和換氣風(fēng)扇，并關(guān)閉空調(diào)器； 若機柜內(nèi)溫度高于第二高溫閥值，則關(guān)閉百葉和換氣風(fēng)扇，并啟動空調(diào)器制冷； 若機柜內(nèi)溫度低于第二高溫閥值時，若某個器件溫度超過預(yù)設(shè)溫度閥值，則開啟空調(diào)器并僅開啟相應(yīng)出風(fēng)管道； 若機柜內(nèi)濕度、溫度或單個器件溫度超過警戒閥值，則發(fā)出警報進行至監(jiān)控中心。
10.電力戶外柜溫控系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述工作模式之間切換時間大于預(yù)設(shè)時間A，所述若機柜內(nèi)溫度高于第二高溫閥值，且水位傳感器采集信號正常時，則啟動水泵進行循環(huán)水冷卻。
【文檔編號】G05D23/19GK104181950SQ201410477829
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】陳恒松, 王劉芳, 承亮, 金甲杰, 潘翔, 錢誠, 李堅林, 李濤, 宮改花, 祁建懷, 劉虎城, 鄧帥, 喬向陽, 白天宇, 張志福, 周明恩, 王玉偉 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)安徽省電力公司蕪湖供電公司