一种电气柜及其散热控制方法

摘要

本发明公开一种电气柜，包括柜体和一个冷气柜，在柜体内设有安装电气元件的安装板，在所述安装板上设有一个控制器安装室，在所述柜体的上方设有一条两端开放的风道，每一个柜体的顶部的出气口都通过散热管与所述风道相通；该风道的两端位于电气控制室的外面，冷气柜内设有空调，在电气控制室的地面上设有槽，冷气柜底部连接有冷气管，每个柜体内都设有第一管道和第二管道，所述第一管道连通在冷气管和控制器安装室之间，所述第二管道连通在冷气管和冷气罩之间，所述第二管道上设有冷气阀；本发明还公开一种电气柜的散热控制方法。本发明的优点是：散热效果好，利用了自然界的风能来散热，能耗小；可确保柜体内电气元件的正常工作。

权利要求

1.一种电气柜，包括若干并排设置的柜体(1)和一个冷气柜(2)，在柜体(1)内设有安装电气元件的安装板(3)，在柜体(1)下部设有进风口(4)，在进风口(4)上设有风扇(5)，在柜体(1)内还设有温度传感器(6)；其特征是在所述安装板(3)上设有一个控制器安装室(7)，控制器安装室(7)上部具有溢出孔(25)，在柜体(1)内壁上设有一个冷气罩(8)，所述冷气罩(8)表面布满出气孔(10)；在所述柜体(1)的上方设有一条两端开放的风道(9)，每一个柜体(1)的顶部的出气口(11)都通过散热管(12)与所述风道(9)相通；该风道(9)的两端位于电气控制室(14)的外面，且在风道(9)的两端都设有可打开、关闭的风门(13)，在该风道(9)的其中一个端部还设有抽风管(15)，在抽风管(15)上设有抽风机(16)；所述的冷气柜(2)内设有空调(17)，在电气控制室(14)的地面上设有槽(18)，所述冷气柜(2)底部连接有冷气管(19)，该冷气管(19)位于槽(18)内，所述柜体(1)设在槽(18)的上方，每个柜体(1)内都设有第一管道(20)和第二管道(21)，所述第一管道(20)连通在冷气管(19)和控制器安装室(7)之间，所述第二管道(21)连通在冷气管(19)和冷气罩(8)之间，所述第二管道(21)上设有冷气阀(23)；在所述冷气柜(2)内设有总控制器(24)，每一个柜体(1)内的温度传感器(6)信号都输入至该总控制器(24)内，该总控制器(24)的输出端控制连接所述风门(13)、抽风机(16)、风扇(5)和冷气阀(23)。

2.一种电气柜的散热控制方法，它采用如权利要求1所述的电气柜，其特征在于包括如下措施：

a、冷气柜(2)内空调(17)对冷气柜(2)内的空气制冷，并将冷空气通过冷气管(19)及每个柜体(1)内的第一管道(20)直接输送到控制器安装室(7)内，第一管道(20)长期保证通畅，冷空气进入控制器安装室(7)内对所安装的控制器(22)进行降温同时部分冷空气通过溢出孔(25)散出以降低柜体(1)内的温度；冷气阀(23)平时保持关闭阻断冷气管(19)和冷气罩(8)的连通；

b、风道(9)两端的风门(13)平时处于打开状态，风道(9)内空气的流向与室外空气的流向相通，各个柜体(1)内的热空气从散热管(12)溢出进入风道(9)内并最终散出风道(9)；

c、每一个柜体(1)内的温度传感器(6)测量该柜体(1)内的温度t1并输入至总控制器(24)，在总控制器(24)预先存储有四个温度值ta、tb、tc和td，ta代表标准温度，tb代表中温，tc代表中高温，td代表高温，每一个柜体(1)的温度t1输入总控制器(24)后，总控制器(24)将其与四个温度值进行比较；

当t1大于ta的柜体(1)的数量占总数的一半时，或者t1大于tb的柜体(1)的数量占总数的三分之一时，启动抽风机(16)、关闭风门(13)，并持续一段时间T；

当某一个柜体(1)的温度t1大于tc时，总控制器(24)控制该柜体(1)内的冷气阀(23)打开，使冷气管(19)与冷气罩(8)相通，冷空气通过冷气罩(8)上的出气孔(10)散出，以降低柜体(1)内的温度，直到该柜体(1)内t1小于tb时才关闭冷气阀(23)；

当某一个柜体(1)的温度t1大于td时，总控制器(24)控制该柜体(1)的风扇(5)持续工作同时关闭该柜体(1)的冷气阀(23)，风扇(5)工作到该柜体(1)的t1小于tb为止。

说明书

一种电气柜及其散热控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电气领域，具体地说是一种电气柜及其散热控制方法。

背景技术

[0002] 电气柜是常用的电气产品，电气柜是由钢材质加工而成用来保护元器件正常工作的柜子。电气柜制作材料一般分为热轧钢板和冷轧钢板两种。冷轧钢板相对热轧钢板更材质柔软，更适合电气柜的制作。电气柜用途广泛主要用于化工行业，环保行业，电力系统，冶金系统，工业，核电行业，消防安全监控，交通行业等等。

[0003] 电气柜在使用过程中，其内部的电气元件会发热，使柜体内温度升高，温度过高时容易影响其内部的电气元件的正常使用及使用寿命，为此，电气柜上都设有散热结构，一般是在电气柜上设置通风口或通风百叶窗，有的电气柜会在通风口设置风扇，利用风扇使电气柜内气流发生变化，提高散热效率。

[0004] 现有的电气柜散热存在如下技术问题：

[0005] 1、采用在电气柜内设置风扇的方案，由于风扇在工作时会产生振动，这种振动通过柜体间接到传递到其内部的电气元件中，各种电气元件长期处于振动状态时，其内部的元件器容易受损，影响了使用寿命，另一方面，各种连接线与触点之间也因为受到长期的振动而脱开，使整个系统产生故障，因此采用内部风扇的方案存在问题；

[0006] 2、电气柜一般置于电气控制室内，如果电气控制室不设空调，整个电气控制室的温度会很高，尤其在夏天，由于外部空气温度高了，电气柜内的风扇不得不长期工作；另外如果在电气控制室设空调，空调产生的冷气大部分形成的是建筑能耗，即整个电气控制室内的空气都需要降温，这样能耗就高，不划算；

[0007] 3、电气柜内的控制核心：控制器没有单独的散热结构，控制器一旦因散热不及时而出问题，将使整个系统瘫痪，引起不可估量的损失。

[0008] 由于现有技术中存在上述技术问题，影响使用，因此必须进行改进。

发明内容

[0009] 本发明的目的是：提供一种散热效果好的电气柜。

[0010] 本发明的方案是：一种电气柜，包括若干并排设置的柜体和一个冷气柜，在柜体内设有安装电气元件的安装板，在柜体下部设有进风口，在进风口上设有风扇，在柜体内还设有温度传感器；在所述安装板上设有一个控制器安装室，控制器安装室上部具有溢出孔，在柜体内壁上设有一个冷气罩，所述冷气罩表面布满出气孔；在所述柜体的上方设有一条两端开放的风道，每一个柜体的顶部的出气口都通过散热管与所述风道相通；该风道的两端位于电气控制室的外面，且在风道的两端都设有可打开、关闭的风门，在该风道的其中一个端部还设有抽风管，在抽风管上设有抽风机；所述的冷气柜内设有空调，在电气控制室的地面上设有槽，所述冷气柜底部连接有冷气管，该冷气管位于槽内，所述柜体设在槽的上方，每个柜体内都设有第一管道和第二管道，所述第一管道连通在冷气管和控制器安装室之间，所述第二管道连通在冷气管和冷气罩之间，所述第二管道上设有冷气阀；在所述冷气柜内设有总控制器，每一个柜体内的温度传感器信号都输入至该总控制器内，该总控制器的输出端控制连接所述风门、抽风机、风扇和冷气阀。

[0011] 本发明还设计了一种电气柜的散热控制方法，它采用上面所述的电气柜，其特征在于包括如下措施：

[0012] a、冷气柜内空调对冷气柜内的空气制冷，并将冷空气通过冷气管及每个柜体内的第一管道直接输送到控制器安装室内，第一管道长期保证通畅，冷空气进入控制器安装室内对所安装的控制器进行降温同时部分冷空气通过溢出孔散出以降低柜体内的温度；冷气阀平时保持关闭阻断冷气管和冷气罩的连通；

[0013] b、风道两端的风门平时处于打开状态，风道内空气的流向与室外空气的流向相同，各个柜体内的热空气从散热管溢出进入风道内并最终散出风道；

[0014] c、每一个柜体内的温度传感器测量该柜体内的温度t1并输入至总控制器，在总控制器预先存储有四个温度值ta、tb、tc和td，ta代表标准温度，tb代表中温，tc代表中高温，td代表高温，每一个柜体的温度t1输入总控制器后，总控制器将其与四个温度值进行比较；

[0015] 当t1大于ta的柜体的数量占总数的一半时，或者t1大于tb的柜体的数量占总数的三分之一时，启动抽风机、关闭风门，并持续一段时间T；

[0016] 当某一个柜体的温度t1大于tc时，总控制器控制该柜体内的冷气阀打开，使冷气管与冷气罩相通，冷空气通过冷气罩上的出气孔散出，以降低柜体内的温度，直到该柜体内t1小于tb时才关闭冷气阀；

[0017] 当某一个柜体的温度t1大于td时，总控制器控制该柜体的风扇持续工作同时关闭该柜体的冷气阀，风扇工作到该柜体的t1小于tb为止。

[0018] 本发明与现有技术相比的有益效果是：首先，在平时，各个柜体内因电气元件工作而升温的热空气，由于热空气上升的原理会直接通过散热管溢出进入风道内，风道的两端位于电气控制室的外面，风道内的空气与外部相通，室外的大气基本处于流动状态，会将风道积集的热空气及时地散出，这利用了自然界的风能来散热，能耗小，另外散出的热空气直接到了室外，不会使电气控制室的温度升高，电气控制室内空气温度低时，其进入柜体内冷却效率可提高；其次，单独的冷气柜通过空调制冷，冷空气通过冷气管及每个柜体内的直接第一管道输送到控制器安装室内，第一管道长期保证通畅，冷空气进入控制器安装室内对所安装的控制器进行降温，这样，作为控制核心的控制器得到了优待，长期可处于空调环境中，不易产生故障，减少因此产生的损失；另外控制器安装室内的冷空气可通过溢出孔散出，可以降低柜体内的温度，这样由于空调只与每个柜体相通，而不与柜体外的空气相通，空调不用降低整个电气控制室的温度，不需要产生过多的建筑能耗可起到节能作用；当柜体内温度过高时可通过打开冷气阀，使冷气管和冷气罩的连通，这样空调不单与控制器安装室相通，而且能更好将冷气通过冷气罩直接散入柜体中，以降低温度；再者，风道两端的风门可关闭，抽风机可工作，能将所有柜体的热空气往上抽，可降低柜体内的温度。上面所述散热、冷却方案，风扇都不工作，柜体不会产生轻微频繁的振动，可以减少对电气元件的影响，可以防止端子与电线的连接稳定性，只有在上面的散热、冷却方案达不到要求的情况下，风扇可持续工作，把外部的风抽入柜体内，将柜体内的热空气从顶部压出，这种情况出现有概率较小，风扇工作时间很少，且电气控制室的空气温度也相对低一点，可保证柜体内电气元件的正常工作。

附图说明

[0019] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

[0020] 图1是实施例1的结构示意图；

[0021] 图2是图1中A处的放大图；

[0022] 图3是图1中B处的放大图；

[0023] 图4是图1中C处的放大图；

[0024] 图5是实施例2风道的示意图；

[0025] 图6是实施例3的结构示意图；

[0026] 图中标注部件：柜体1、冷气柜2、安装板3、进风口4、风扇5、温度传感器6、控制器安装室7、冷气罩8、风道9、出气孔10、出气口11、散热管12、风门13、电气控制室14、抽风管15、抽风机16、空调17、槽18、冷气管19、第一管道20、第二管道21、控制器22、冷气阀23、总控制器24、溢出孔25、防虫网26。

具体实施方式

[0027] 下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。

[0028] 实施例1：

[0029] 如图1、2、3、4所示，本实施例所描述的电气柜，包括若干并排设置的柜体1和一个冷气柜2，其中柜体1的数量一般在一排3个-8个，当然也可更多，根据实际情况选择，在柜体1内设有安装电气元件的安装板3，在柜体1下部设有进风口4，在进风口4上设有风扇5，在柜体1内还设有温度传感器6；在所述安装板3上设有一个控制器安装室7，控制器安装室7上部具有溢出孔25，在柜体1内壁上设有一个冷气罩8，所述冷气罩8表面布满出气孔10；在所述柜体1的上方设有一条两端开放的风道9，每一个柜体1的顶部的出气口11都通过散热管12与所述风道9相通；该风道9的两端位于电气控制室14的外面，且在风道9的两端都设有可打开、关闭的风门13，风门13属于现有技术，最简单的风门可以是一个电动插板阀，在该风道9的其中一个端部还设有抽风管15，在抽风管15上设有抽风机16；所述的冷气柜2内设有空调
17，在电气控制室14的地面上设有槽18，所述冷气柜2底部连接有冷气管19，该冷气管19位于槽18内，所述柜体1设在槽18的上方，每个柜体1内都设有第一管道20和第二管道21，所述第一管道20连通在冷气管19和控制器安装室7之间，所述第二管道21连通在冷气管19和冷气罩8之间，所述第二管道21上设有冷气阀23；在所述冷气柜2内设有总控制器24，每一个柜体1内的温度传感器6信号都输入至该总控制器24内，该总控制器24的输出端控制连接所述风门13、抽风机16、风扇5和冷气阀23。

[0030] 需要说明的是：冷气柜2内设有空调17制冷后，冷空气会通过冷气管19散出，这是扩散的作用，同时空调17也有一定的作用，为了使冷气柜2内的冷空气更好地散出，可以在冷气柜2上加装一个由外向内吸气的小风扇，使冷气柜2内的空气能更好地从冷气管19出去，或者可在冷气管19上加装一只小风扇(功率10W-20W)，将冷气柜2内的冷空气向外抽。

[0031] 本实施例所描述的电气柜的优点是：首先，在平时，各个柜体1内因电气元件工作而升温的热空气，由于热空气上升的原理会直接通过散热管12溢出进入风道9内，风道9的两端位于电气控制室14的外面，风道9内的空气与外部相通，室外的大气基本处于流动状态，会将风道9积集的热空气及时地散出，这利用了自然界的风能来散热，能耗小，另外散出的热空气直接到了室外，不会使电气控制室14的温度升高，电气控制室14内空气温度低时，其进入柜体1内冷却效率可提高；其次，单独的冷气柜2通过空调17制冷，冷空气通过冷气管19及每个柜体1内的直接第一管道20输送到控制器安装室7内，第一管道20长期保证通畅，冷空气进入控制器安装室7内对所安装的控制器22(比如可编程控制器PLC)进行降温，这样，作为控制核心的控制器22得到了优待，长期可处于空调环境中，不易产生故障，减少因此产生的损失；另外控制器安装室7内的冷空气可通过溢出孔25散出，可以降低柜体1内的温度，这样由于空调17只与每个柜体1相通，而不与柜体1外的空气相通，空调17不用降低整个电气控制室14的温度，不需要产生过多的建筑能耗可起到节能作用；当柜体1内温度过高时可通过打开冷气阀23，使冷气管19和冷气罩8的连通，这样空调17不单与控制器安装室7相通，而且能更好将冷气通过冷气罩8直接散入柜体1中，以降低温度；再者，风道9两端的风门13可关闭，抽风机16可工作，能将所有柜体1的热空气往上抽，可降低柜体1内的温度。上面所述散热、冷却方案，风扇5都不工作，柜体1不会产生轻微频繁的振动，可以减少对电气元件的影响，可以防止端子与电线的连接稳定性，只有在上面的散热、冷却方案达不到要求的情况下，风扇5可持续工作，把外部的风抽入柜体1内，将柜体1内的热空气从顶部压出，这种情况出现有概率较小，风扇5工作时间很少，且电气控制室14的空气温度也相对低一点，可保证柜体1内电气元件的正常工作。

[0032] 本实施例所描述的电气柜的散热控制方法，它采用上面实施例1所述的电气柜，其特征在于包括如下措施：

[0033] a、冷气柜2内空调17对冷气柜2内的空气制冷，并将冷空气通过冷气管19及每个柜体1内的第一管道20直接输送到控制器安装室7内，第一管道20长期保证通畅，冷空气进入控制器安装室7内对所安装的控制器22进行降温同时部分冷空气通过溢出孔25散出以降低柜体1内的温度；冷气阀23平时保持关闭阻断冷气管19和冷气罩8的连通；

[0034] b、风道9两端的风门13平时处于打开状态，风道9内空气的流向与室外空气的流向相同，各个柜体1内的热空气从散热管12溢出进入风道9内并最终散出风道9；

[0035] c、每一个柜体1内的温度传感器6测量该柜体1内的温度t1并输入至总控制器24，在总控制器24预先存储有四个温度值ta、tb、tc和td，ta代表标准温度，tb代表中温，tc代表中高温，td代表高温，每一个柜体1的温度t1输入总控制器24后，总控制器24将其与四个温度值进行比较；

[0036] 当t1大于ta的柜体1的数量占总数的一半时，或者t1大于tb的柜体1的数量占总数的三分之一时，启动抽风机16、关闭风门13，并持续一段时间T；

[0037] 当某一个柜体1的温度t1大于tc时，总控制器24控制该柜体1内的冷气阀23打开，使冷气管19与冷气罩8相通，冷空气通过冷气罩8上的出气孔10散出，以降低柜体1内的温度，直到该柜体1内t1小于tb时才关闭冷气阀23；

[0038] 当某一个柜体1的温度t1大于td时，总控制器24控制该柜体1的风扇5持续工作同时关闭该柜体1的冷气阀23，风扇5工作到该柜体1的t1小于tb为止。

[0039] 这种散热方法的优点除了上面所说的外，还具有如下优点：

[0040] 一、集中散热方案：

[0041] 当较多的柜体1温度升高(当t1大于ta的柜体1的数量占总数的一半时)，或者有一部分的柜体1温度处于中温时(即t1大于tb的柜体1的数量占总数的三分之一时)，启动抽风散热方案，使所有柜体一起降温，让它们能正常工作，这是集中散热的方案，并且这种方案持续一段时间T(T可取1分钟-5分钟)，可使柜体1内的热量基本被抽走，使电气元件正常工作；而这种方式运行时，控制器安装室7内的空气也会被抽出，这样等于对控制器安装室7内的空气进行了更新，使控制器安装室7的温度更低一点。

[0042] 二、个别散热方案：

[0043] 而对于单个柜体1，温度比较高，再其他柜体1温度不高达不到上述集中抽风的散热条件时，有两种方式，一是当某一个柜体1的温度t1大于tc时，即中高温时，总控制器24控制该柜体1内的冷气阀23打开，使冷气管19与冷气罩8相通，冷空气通过冷气罩8上的出气孔10散出，以降低柜体1内的温度，利用空调17进行单个降温，这种方式尚不能满足，柜体1内的温度处于高温时，即柜体1的温度t1大于td时，总控制器24控制该柜体1的风扇5持续工作同时关闭该柜体1的冷气阀23，风扇5工作到该柜体1的t1小于tb为止。利用风扇5持续工作降温。这种个别散热方案都到柜体1内温度小于tb为止，在tb以下，等待更多的柜体1温度上升达到tb，可启动集中散热方案。

[0044] 这样的集中散热方案加个别散热方案，既确保了整体，又确保了单个柜体的正常工作，效果较佳。

[0045] ta、tb、tc和td四个温度值，本领域的技术人员可以根据情况自已设置，比如：ta为35摄氏度；tb为40摄氏度；tc为45摄氏度；td为50摄氏度；明显地，根据地域的不同，情况的不同，四个温度值可以调节，但必确保证ta小于tb小于tc小于td。

[0046] 作为上述方案的一些改进：风道9的两个端部相距风道口50厘米到1米的位置可以设置漏水口，即在风道9底面划出多条槽口，可防止雨水进入。

[0047] 实施例2：

[0048] 如图5所示，本实施例所描述的电气柜，与实施例1不同的是：风道9的底面是中间高两边低的结构，这样的方案可防止雨水进入风道，使雨水不能住中心流，防止雨水进入柜体1内。

[0049] 另外在风道9的底面上还可设置若干排挡水杆进行防水。

[0050] 实施例3：

[0051] 如图6所示，本实施例所描述的电气柜，包括若干并排设置的柜体1和一个冷气柜2，其中柜体1的数量一般在一排3个-8个，当然也可更多，根据实际情况选择，在柜体1内设有安装电气元件的安装板3，在柜体1下部设有进风口4，在进风口4上设有风扇5，在柜体1内还设有温度传感器6；在所述安装板3上设有一个控制器安装室7，控制器安装室7上部具有溢出孔25，在柜体1内壁上设有一个冷气罩8，所述冷气罩8表面布满出气孔10；在所述柜体1的上方设有一条两端开放的风道9，每一个柜体1的顶部的出气口11都通过散热管12与所述风道9相通；该风道9的两端位于电气控制室14的外面，且在风道9的两端都设有可打开、关闭的风门13，在该风道9的其中一个端部还设有抽风管15，在抽风管15上设有抽风机16；所述的冷气柜2内设有空调17，在电气控制室14的地面上设有槽18，所述冷气柜2底部连接有冷气管19，该冷气管19位于槽18内，所述柜体1设在槽18的上方，每个柜体1内都设有第一管道20和第二管道21，所述第一管道20连通在冷气管19和控制器安装室7之间，所述第二管道
21连通在冷气管19和冷气罩8之间，所述第二管道21上设有冷气阀23；在所述冷气柜2内设有总控制器24，每一个柜体1内的温度传感器6信号都输入至该总控制器24内，该总控制器
24的输出端控制连接所述风门13、抽风机16、风扇5和冷气阀23；在风道9内两端都设有防虫网26，防虫网26与风道口相距1米至2米；防虫网26可采用金属网；防虫网26最好的结构为防虫电网，对进入风道9内的虫子进行电杀防虫，防虫电网的结构为现有技术，在中国专利ZL2009201214549防虫窗就公开了这种防虫电网，另外在现有的电蚊拍中也具有防虫电网的结构，只要将电蚊拍放大即可，防虫电网的具体结构为现有技术，在此不详述。

[0052] 本实施例所描述的电气柜的散热控制方法，其与实施例1所述的散热控制方法不同在于：还包括如下措施：在风道9内两端都设有防虫电网，对进入风道9内的虫子进行电杀防虫。

[0053] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。