Устройство системы охлаждения шкафа силового электротехнического оборудования

Авторы патента:

H02B1/56 - Щиты, подстанции и распределительные устройства для подвода и распределения электрической энергии (основные электрические элементы, их сборка, включая монтаж в кожухи или на основания, монтаж кожухов на них, см. в соответствующих подклассах, например трансформаторы H01F; переключатели и плавкие предохранители H01H; линейные соединители H01R; прокладка электрических кабелей или линий, или комбинированных оптических и электрических кабелей или линий, или других проводников для подвода или распределения электрической энергии H02G)

G12B15 - Охлаждение (замораживанием, например циркуляцией охлаждающей жидкости или газа F25D; конструктивные элементы и особенности теплообмена или теплопередачи общего назначения F28F)

Полезная модель относится к области электротехники, в частности к конструктивным элементам общего назначения для различных электрических устройств и охлаждению потоками воздуха, в открытом цикле и может быть применена для построения различных силовых электротехнических устройств. Устройство системы охлаждения шкафа силового электротехнического оборудования, включает двухпотоковую систему охлаждения, состоящее из ведущей и зависимой частей системы охлаждения, шкафа, отсека с электронными приборами, причем шкаф состоит из корпуса, представляющего собой прямоугольный параллелепипед, задней части, передней части и боковых частей, а задняя часть шкафа выполнена в виде прямоугольной задней панели, в которой предусмотрено выходное отверстие шкафа, представляющее собой перфорированное устройство размером 2500×500 мм, предназначенное для выхода отработанного воздуха, а передняя часть шкафа, выполнена в виде прямоугольной панели, в которой установлены четыре вертикальные двери с отверстиями, причем, на внутренней стороне дверей с помощью переходных деталей крепятся осевые вентиляторы, а на наружной части двери установлены воздухозаборники с фильтрами, а силовое электротехническое оборудование размещается внутри шкафа и крепится к его основанию, на передней и задней частях силового электротехнического оборудования установлены зависимые части системы охлаждения. Таким образом, заявленная конструкция устройства повышает эффективность системы охлаждения шкафа, улучшает охлаждение силового электротехнического оборудования и поддерживает температуру элементов шкафа не более 60°C.

Из уровня техники известна система охлаждения шкафа статического преобразователя, содержащая индивидуальный осевой вентилятор, установленный в верхней части шкафа (см. В.И. Крупович Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами, М. Энергоиздат, 1982, стр. 278).

Данная система наиболее близка по технической сущности к предлагаемой полезной модели и принята за прототип.

Недостатком известной системы охлаждения является недостаточная ее эффективность, не обеспечивающая охлаждение конструкций шкафа, препятствующих размещению на этих конструкциях отсеков с электронными приборами.

Задача полезной модели заключается в повышении эффективности системы охлаждения шкафа.

Технический результат выражается в улучшении условий охлаждения силового электротехнического оборудования, а также в поддержании температуры элементов шкафа не более 60°C.

Задача решается, технический результат достигается за счет создания двухпотоковой системы охлаждения, состоящей из ведущей части системы охлаждения (четырех осевых вентиляторов с общей производительностью 8000 м³ /час, которые крепятся на передней двери шкафа) и зависимой части системы охлаждения (шести осевых вентиляторов с общей производительностью 2700 м³/час, которые крепятся внизу шкафа на раме силового электротехнического оборудования).

Проведенные испытания устройства системы охлаждения шкафа силового электротехнического оборудования подтвердили повышение эффективности системы охлаждения шкафа, улучшение охлаждения силового электротехнического оборудования и поддержание температуры элементов шкафа не более 60°C.

При этом устройство системы охлаждения шкафа силового электротехнического оборудования включает двухпотоковую систему охлаждения, состоящую из ведущей и зависимой частей системы охлаждения, шкафа, отсека с электронными приборами, причем шкаф состоит из корпуса, представляющего собой прямоугольный параллелепипед, задней части, передней части и боковых частей, а задняя часть шкафа выполнена в виде прямоугольной задней панели, в которой предусмотрено выходное отверстие шкафа, представляющее собой перфорированное устройство размером 2500×500 мм, предназначенное для выхода отработанного воздуха, а передняя часть шкафа, выполнена в виде прямоугольной панели, в которой установлены четыре вертикальные двери с отверстиями, причем, на внутренней стороне дверей с помощью переходных деталей крепятся осевые вентиляторы, а на наружной части двери установлены воздухозаборники с фильтрами, а силовое электротехническое оборудование размещается внутри шкафа и крепится к его основанию, на передней и задней частях силового электротехнического оборудования установлены зависимые части системы охлаждения.

Кроме того, в предложенном устройстве:

- ведущая часть системы охлаждения содержит четыре осевых вентилятора с общей производительностью 8000 м³/час, которые крепятся на передних дверях шкафа, с помощью переходных деталей;

- зависимая часть системы охлаждения включает в себя шесть осевых вентиляторов с общей производительностью 2700 м³/час, которые крепятся внизу шкафа на раме силового электротехнического оборудования;

- отсек с электронными приборами установлен на дверях передней части шкафа, что обеспечивает удобство их обслуживания и эксплуатации;

- расстояние между торцевыми поверхностями вентиляторов ведущей и зависимой частями системы охлаждения составляет, например 400 мм.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена схема устройства системы охлаждения шкафа силового электротехнического оборудования, где:

1 - ведущая часть системы охлаждения;

2 - шкаф;

3 - силовое электротехническое оборудование;

4 - охлаждающий поток воздуха;

5 - первый вторичный поток воздуха;

6 - зависимая часть системы охлаждения;

7 - второй вторичный поток воздуха;

8 - полость шкафа;

9 - отсек с электронными приборами;

10 - выходное отверстие шкафа;

L - расстояние между торцевыми поверхностями вентиляторов ведущей и зависимой частями системы охлаждения.

В полезной модели предусматривается создание двухпотоковой системы охлаждения, состоящей из ведущей части системы охлаждения (четырех осевых вентиляторов с общей производительностью 8000 м³/час, которые крепятся на передней двери шкафа) и зависимой части системы охлаждения (шести осевых вентиляторов с общей производительностью 2700 м³/час, которые крепятся внизу шкафа на раме силового электротехнического оборудования).

Ведущая часть системы охлаждения 1 включает в себя четыре осевых вентилятора с общей производительностью 8000 м³/час, которые крепятся на передних дверях шкафа, с помощью переходных деталей.

Шкаф 2 предназначен для защиты силового электротехнического оборудования, расположенного в нем, от проникновения твердых тел с диаметром более 2,5 мм. Шкаф 2 состоит из корпуса, представляющего собой прямоугольный параллелепипед, задней части, передней части и боковых частей.

Задняя часть шкафа 2 выполнена в виде прямоугольной задней панели. В задней части предусмотрено выходное отверстие шкафа 10, представляющее собой перфорированное устройство размером 2500×500 мм предназначенного для выхода отработанного воздуха.

Передняя часть шкафа 2, выполнена в виде прямоугольной панели, в которой установлены четыре вертикальные двери с отверстиями, причем, на внутренней стороне дверей с помощью переходных деталей крепятся осевые вентиляторы. На наружной части двери установлены воздухозаборники с фильтрами.

Силовое электротехническое оборудование 3 размещается внутри шкафа 2 и крепятся к его основанию. На передней и задней (на схеме не показано) частях силового электротехнического оборудования 3 установлены зависимые части системы охлаждения.

Охлаждающий поток воздуха 4 создается вентиляторами ведущей частью системы охлаждения 1. Охлаждающий поток воздуха 1 в шкафу разделяется на два потока 5 (первый вторичный поток воздуха) и 7 (второй вторичный поток воздуха).

Первый вторичный поток воздуха 5 забирается вентиляторами зависимой частью системы охлаждения 6 для охлаждения силового электротехнического оборудования 3. Второй вторичный поток воздуха 7 направляется на охлаждение корпуса шкафа 2, что обеспечивает выполнение технического результата, выражающегося в улучшении условий охлаждения силового электротехнического оборудования, а также в поддержании температуры элементов шкафа не более 60°C.

Зависимая часть системы охлаждения 6 включает в себя шесть осевых вентиляторов с общей производительностью 2700 м /час, которые крепятся внизу шкафа на раме силового электротехнического оборудования.

Отсек с электронными приборами 9 установлен на дверях передней части шкафа, что обеспечивает удобство их обслуживания и эксплуатации.

Расстояние между торцевыми поверхностями вентиляторов ведущей и зависимой частями системы охлаждения L составляет, например 400 мм.

Работа предложенного устройства.

Охлаждающий воздух, забирается из внешней среды четырьмя вентиляторами ведущей частью системы охлаждения 1, создавая охлаждающий поток воздуха 4, который разделяется на два вторичных потока. Первый вторичный поток воздуха 5 направляется в сторону состоящей из трех осевых вентиляторов общей производительностью 2700 м³/час зависимой части 6 системы охлаждения, Пройдя расстояние L между частями 1 и 6, первый вторичный поток воздуха 5 забирается вентиляторами зависимой части 6 системы охлаждения, после чего направляется для охлаждения силового электротехнического оборудования 3 и смешивается со вторым вторичным потоком воздуха 7. Расстояние L между частями 1 и 6 определено из характеристик потоков 4 и 5 таким образом, чтобы избыточное полное давление в первом вторичном потоке воздуха 5 на входе в зависимую часть системы охлаждения 6 составляло от 20 до 50 Па. Второй вторичный поток воздуха 7 направляется в полость шкафа 8 между конструкцией шкафа 2 и силовым электротехническим оборудованием 3. Охлаждающий поток воздуха 4, двигаясь под действием повышенного давления, охлаждает силовое электротехническое оборудование 3, стенки шкафа 2 и отсеки с электронными приборами 9, после чего выходит из шкафа через выходное отверстие шкафа 10.

Таким образом, заявленная конструкция устройства повышает эффективность системы охлаждения шкафа, улучшает охлаждение силового электротехнического оборудования и поддерживает температуру элементов шкафа не более 60°C.

Следует отметить, что заявленная полезная модель не ограничена частными случаями ее реализации, раскрытыми в описании. Возможны также иные формы исполнения рассмотренного устройства в объеме приведенных существенных признаков заявленной полезной модели.

1. Устройство системы охлаждения шкафа силового электротехнического оборудования, включающее двухпотоковую систему охлаждения, состоящее из ведущей и зависимой частей системы охлаждения, шкафа, отсека с электронными приборами, причем шкаф состоит из корпуса, представляющего собой прямоугольный параллелепипед, задней части, передней части и боковых частей, а задняя часть шкафа выполнена в виде прямоугольной задней панели, в которой предусмотрено выходное отверстие шкафа, представляющее собой перфорированное устройство размером 2500×500 мм, предназначенное для выхода отработанного воздуха, а передняя часть шкафа выполнена в виде прямоугольной панели, в которой установлены четыре вертикальные двери с отверстиями, причем на внутренней стороне дверей с помощью переходных деталей крепятся осевые вентиляторы, а на наружной части двери установлены воздухозаборники с фильтрами, а силовое электротехническое оборудование размещается внутри шкафа и крепится к его основанию, на передней и задней частях силового электротехнического оборудования установлены зависимые части системы охлаждения.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ведущая часть системы охлаждения содержит четыре осевых вентилятора с общей производительностью 8000 м³ /ч, которые крепятся на передних дверях шкафа с помощью переходных деталей.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что зависимая часть системы охлаждения включает в себя шесть осевых вентиляторов с общей производительностью 2700 м³ /ч, которые крепятся внизу шкафа на раме силового электротехнического оборудования.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что отсек с электронными приборами установлен на дверях передней части шкафа, что обеспечивает удобство их обслуживания и эксплуатации.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что расстояние между торцевыми поверхностями вентиляторов ведущей и зависимой частями системы охлаждения составляет, например 400 мм.

Сотовый радиатор системы охлаждения и отопления относится к теплоотводящей технике, может использоваться в теплообменных системах газового и жидкостного охлаждения, а также для отведения тепла от термонагруженных твердых элементов.

Радиатор отвода тепла от источников питания и освещения для светильников на базе светодиодного излучения света // 137149

Шкаф унифицированный электротехнический металлический настенный для аккумуляторов // 132261

Шкаф унифицированный металлический настенный относится к электротехнике, в частности к шкафам для размещения аккумуляторов резервного питания, устройств электрической централизации, автоматической блокировки и переездной сигнализации.

Взрывозащищенный защитный изотермический термобокс с подогревом для оборудования // 132626

Взрывозащищенный защитный изотермический термобокс с подогревом для оборудования относится к устройствам, предназначенным для стационарной защиты от воздействия внешних неблагоприятных климатических факторов: осадков, пониженной температуры, - контрольно-измерительных приборов и автоматики, предпочтительно, труб и элементов трубопроводов, преимущественно, в нефтегазовой, нефтедобывающей, химической и других отраслях промышленности.

Шкаф для соединения между собой сип проводов и силовых кабелей // 132628

Шкаф для соединения между собой сип проводов и силовых кабелей относится к области электротехники и может быть использована для обеспечения коммутации проводных, кабельных линий с оборудованием РЗиА, систем мониторинга или АСУ ТП и обеспечения нормального функционирования и подачи электропитания для датчиков, приборов и устройств технологической защиты силовых трансформаторов и реакторов.

Электрический распределительный щит с функцией автономного пожаротушения // 136650

Автономная система пожаротушения содержит полый корпус с отверстиями под проводку, дверцу, отличается от аналогов наличием материала, обладающего огнегасящими свойствами, прикрепленного с внутренней стороны щита электрического наружного.

Климатический шкаф из металлического корпуса для электротехнического оборудования // 109953

Электротехнический климатический шкаф содержит металлический корпус, переднюю дверь, крышку, цоколь, термозащитную панель, профили для крепления оборудования, полки для установки аккумуляторных батарей. Корпус выполнен разборным, с возможностью объединения нескольких шкафов в модуль, состоящим из несущей рамы, боковых стенок, задней двери.

Шкаф климатический телекоммуникационный // 122222

Шкаф климатический телекоммуникационный содержит корпус, переднюю дверь, крышку, цоколь, термозащитную панель, профили для крепления оборудования, полки для установки аккумуляторных батарей.

Сотовый радиатор системы охлаждения и отопления // 132238

Монтажный шкаф телекоммуникационный с приточно-вытяжной вентиляцией // 136273

Монтажный шкаф телекоммуникационный с приточно - вытяжной вентиляцией, состоит из закрывающегося корпуса, в котором установлены горизонтальные полки для установки блоков радиоэлектронной аппаратуры, отличается от известных схемой циркуляции воздуха, принудительно подаваемого внутрь шкафа, для охлаждения электронных компонентов. Может использоваться в качестве серверного шкафа.

Встраиваемый шкаф металлический электротехнический, преимущественно терминал самообслуживания // 136274

Шкаф электротехнический представляет собой торговый или финансовый терминал самообслуживания с пользовательским интерфейсом, комплект оборудования которого включает системный блок, купюроприемник, монетоприемник, кард-ридер, клавиатуру, монитор и фискальный принтер.