[实用新型]一种低温型风力发电机组主控柜的散热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种热交换装置，尤其是涉及一种低温型风力发电机组主控柜的散热装置。

背景技术

在现有的技术中，在机柜内进行散热的系统通常采用过滤窗口加上过滤风扇的形式对柜体内的CPU、端子、PLC、传感器等电器元件进行散热。起初采用单风扇散热方式：在机柜的一侧上端的换气孔采用过滤窗口，另一侧的下端的换气孔采用过滤风扇，来进行散热。刚开动过滤风扇时能够降温，很快由于过滤窗口的过滤装置限制机柜外冷气流向柜内漂流的速度，即使有过滤风扇的作用，也不可能形成很好的空气环流。后来又提出双风扇散热方式：采用一侧的上端排风口设置有风扇，另一侧的下端的进风口也设置风扇。双风扇散热方式的气流运动很不均匀，以至于一部分成为死角，而另一部分迅速制冷，导致内部热交换不均匀，存在可能损坏机柜内的电子部件的技术问题。所以，这种双风扇的散热方式也不理想。

现有技术中，以低温塔基柜的单风扇散热方式为例：

如图1所示，采用现有技术的单风扇散热方式进行热交换，采用的是1个过滤窗口2加1个过滤风扇3的方式。当塔基柜的环境温度是243K。当柜内温度升至303K时，过滤风扇3启动，开始散热。使用传统的单风扇散热方式，环境冷空气由过滤窗口漂流至柜内，再由过滤风扇3排放至环境中。

如图2所示，采用单风扇散热方式进行热交换。分别选择温度传感器（简称：传感器）、CPU、端子123DI1（简称：端子1）、端子180DO1（简称端子2）4个元器件作为代表性元器件。使用ANSYS对时间历程曲线进行分析考察了4个具有代表性的元器件的60s散热过程。通过图2表明，当温度传感器温度下降至293K时，CPU的温度下降至299K，端子1的温度下降至302K，端子2的温度下降至303K。如果此时停止散热，那么PLC仍然处于高温状态；如果继续散热，柜内温度不降反升，PLC将处于更高的温度状态。这就不利于主控系统的正常工作。因此，该散热方案是不可取的。

如图3所示，使用ANSYS对流体速度进行分析：热气流流动方向和散热区域分布，这也是散热效果不良的原因之一。

如图4所示，使用ANSYS对温度分布进行分析：该系统采用的是1个过滤窗口加1个过滤风扇3的方式。过滤窗口处的过滤棉极大地限制了柜外冷气流向柜内漂流的速度，即使有过滤风扇3的作用，也不可能形成很好的空气环流。因而，柜内单风扇散热方式进行热交换的散热效果不好。

现有技术中，以低温塔基柜的双风扇散热方式为例：

为了弥补传统散热方式的不足，曾有人提出了双风扇3的散热方式。

如图5所示，该散热方式的进风口是下端的过滤风扇3，出风口是上端的过滤风扇3。之所以如此，是因为机舱柜中上部安装着PLC、蓄电池、UPS等重要元器件，下端进风避免了低温对这些元器件性能的损害。

如图6、图7、图8结合所示，代表性元器件的5s时间历程曲线如图6所示。由时间历程曲线可知，当温度传感器处的温度下降至293K时，PLC的温度已降至264K。由于PLC在0℃以下时无法正常工作，因而，该散热方式在迅速散热的同时，也破坏了PLC等重要元器件的工作环境。这一点可以在图7和图8中看出。如图7所示，气流运动很不均匀，以至于一部分成为死角，而另一部分迅速制冷，这在图8中有所反映。这些死角冷却至室温时，PLC等重要元器件已经降至-10℃附近。这就破坏了主控系统的性能。可见，该种方案也是会损坏元器件的。

发明内容

本实用新型要解决的问题是提供一种散热效果好，且散热区域分布均匀的风冷热交换装置，尤其适合设置在机柜中进行风冷热交换。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案包括柜体、风扇，柜体设置换气孔，风扇固定在柜体上，所述换气孔不低于两个，两个换气孔之间成180°对角，风扇设置在换气孔最高点之间连线的中点的上部和/或换气孔最底点之间连线的中点的下部。

进一步，所述换气孔设置在柜体的两个相对的立面上。

进一步，所述换气孔设置在同一水平面或垂直面上。

进一步，所述换气孔设置过滤装置，可以使用过滤窗口。

进一步，所述风扇设置过滤装置。

本实用新型具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，有效降低电控柜内部环境温度，散热区域分布均匀，减小了对元器件的损害；具有结构简单，维修方便，加工成本低、散热效率高等优点。

附图说明

图1是现有技术的单风扇散热方式的结构示意图

图2是单风扇散热方式的代表性元器件60s时间历程曲线示意图