高压变频器冷却装置以及通风散热系统的制作方法

本实用新型涉及通风冷却技术领域，尤其是涉及一种高压变频器冷却装置以及通风散热系统。

背景技术：

现有的磷铵厂多功能装置尾气风机一般采用高压变频控制，高压变频设备内的功率单元在运行中要产生大量的热量，为了使这些热量能及时散出，现有的设计时采用了“强制风冷散热”模式。即在每台变频功率单元柜顶上安装三台离心式风机，在变压器柜的柜底部安装六台专用横流风机，柜顶安装一台离心式风机。冷空气通过柜前过滤层进入变频柜内，与元器件散发的热量经过热交换后，由风机将柜内的热量通过风道排向室外。

室内大量的空气强制排向室外后，室内气压远远小于室外气压，从而在室内产生很高的负压，这严重影响到变频设备的安全稳定运行，这也是一直困扰着厂家对高压变频运行维护的一个难题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种高压变频通风系统以及通风散热系统，以解决现有技术中高压变频式空冷方式下室内负压过高，严重影响设备的安全稳定运行的技术问题。

一方面，本实用新型提供的一种高压变频器冷却装置，包括：冷水机组、空水冷系统以及设置在高压变频器柜顶的热风通道；

所述冷水机组和所述空水冷系统均设置在变频室外、且两者之间连通有循环水管道能够实现水循环；所述空水冷系统顶部设有第一进风口，所述热风通道与所述第一进风口连通；所述空水冷系统设有第一出风口，所述第一出风口与开设于所述高压变频器柜底的第二进风口连通；所述高压变频器的柜顶开设有第二出风口，所述第二出风口与所述热风通道连通，且在所述第二进风口处设置有可拆卸的过滤网。

进一步地，所述高压变频器为若干个，且每个高压变频器的顶部一一对应开设有所述第二出风口，若干个所述第二出风口分别与所述热风通道连通。

进一步地，每个所述空水冷系统的第一出风口的位置安装有加压风机。

进一步地，在所述第一进风口到第一出风口的通道空间内所述空水冷系统竖直设置有冷水管；所述循环水管道包括连通所述冷水管的下端与所述冷水机组的出水管以及连接所述冷水管的上端与所述冷水机组的回水管。

进一步地，所述冷水机组连通有对所述冷水机组供水的蓄水箱。

进一步地，所述过滤网设置有若干层。

进一步地，所述高压变频器包括单独设置的造粒尾气风机变频器和干燥尾气风机变频器；所述造粒尾气风机变频器和所述干燥尾气风机变频器的顶部分别设置有所述第二出风口，且底部分别设置有第二进风口。

进一步地，所述造粒尾气风机变频器和干燥尾气风机变频器分别具有变压器柜和功率柜。

进一步地，所述造粒尾气风机变频器和干燥尾气风机变频器前后间隔设置；所述变压器柜和所述功率柜垂直于热风通道的延伸方向并排设置，且两台所述变压器柜与两台所述功率柜分别对角设置。

另一方面，本实用新型提供的一种通风散热系统，包括变频室，所述变频室安装有如上述技术方案中提供的任一种所述的高压变频器冷却装置。

与现有技术相比，本实用新型能够达到以下有益效果：

本实用新型提供一种高压变频冷却装置以及通风散热系统，包括：冷水机组、空水冷系统以及设置在高压变频器柜顶的热风通道；冷水机组和空水冷系统均设置在变频室外、且两者之间连通有循环水管道能够实现水循环；空水冷系统顶部设有第一进风口，热风通道与第一进风口连通；空水冷系统设有第一出风口，第一出风口与开设于高压变频器柜底的第二进风口连通；变频柜的顶部开设有第二出风口，第二出风口与散热通道连通，且在第二进风口处设置有可拆卸的过滤网。高压变频器在工作中产生热量，带有热量的热风上升经其顶部的第二出风口进入热风管道，热风管道将热风输送到空水冷系统。冷水机组与空水冷系统之间的由循环水管道连接，冷水机组的冷水经过空水冷系统后循环回到冷水机组。在冷却水在空水冷系统经过时，与由热风通道输送来的热风进行热交换。冷水带走了热风的热量，热风的温度得到降低。热风温度降低后变为冷风，从空水冷系统的第一出风口排出再次由高压变频器柜底进入高压变频器，实现风循环。冷水经过空水冷系统带走热风的热量后再次循环回到冷水机组实现水循环。第二进风口处设置有可拆卸的过滤网，对进入高压变频器的冷气进行初步过滤，去除杂质与灰尘。可以看出，该高压变频器冷却装置冷却水与循环风完全分离，水管线在变频室外与高压变频器明确分离，确保高压变频器室不会受到液体、绝缘破坏等安全威胁和事故。由于整个变频器系统也是采用内循环式，使变频器达到良好的通风散热效果的同时，避免了外界粉尘及气体进入变频器室内，保证了变频器室内良好的运行环境。在空水冷系统出现故障时可应急切换为开放式冷却，不影响设备运行。安装有该高压变频器冷却装置的通风散热系统，具有更高的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例一提供的一种高压变频器冷却装置的结构示意图；

图2为本实施例一提供的另一种高压变频器冷却装置的结构示意图；

图3为本实施例一提供的又一种高压变频器冷却装置的结构示意图；

图4为本实施例一提供的一种高压变频器冷却装置中高频变压器的结构图。

图标：100－冷水机组；110－出水管；111－循环泵；120－回水管； 200－空水冷系统；201－加压风机；310－干燥尾气风机变频器；320－造粒尾气风机变频器；301－功率柜；302－变压器柜；400－热风通道；500－蓄水箱。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

图1为本实施例一提供的一种高压变频器冷却装置的结构示意图；图2为本实施例一提供的另一种高压变频器冷却装置的结构示意图；图3为本实施例一提供的又一种高压变频器冷却装置的结构示意图；图4为本实施例一提供的一种高压变频器冷却装置中高频变压器的结构图。

实施例一

高压变频设备内的功率单元在运行中要产生大量的热量，现有的风冷通风散热装置对变频室内通风散热，室内大量的空气强制排向室外后，室内气压远远小于室外气压，从而在室内产生很高的负压，这严重影响到变频设备的安全稳定运行。

负压会对高压变频设备带来的极大的影响，具体有以下几个方面：

1、室内粉尘大。变频室离多功能原料库仅一路之隔，大量原料及灰尘从门、窗缝、墙体进风道进入室内，室内环境卫生差，空气滤网因吸附大量灰尘而造成堵塞，通风不畅。遇到下雨及潮湿环境下，粉尘伴着水汽吸入变频柜内粘附在设备表面，影响各元器件使用寿命，多次造成短路及元器件损坏事故。

2、元器件寿命低。负压高致使室温升高，在环境温度为25℃时，单个电子元器件温度每升高10℃，寿命将减少50％，严重影响设备运行的可靠性，部分模块经常报过热故障，导致风机跳车，影响装置生产。

3、轴流风机负荷高。室内严重负压致使轴流风机负荷增大，不但降低其使用寿命，而且在长时间过负荷运行中会造成开关跳闸，如果不及时发现和处理，将会使变频器内部温度急剧升高，严重影响变频器的安全稳定运行。

4、影响设备正常巡视。由于室内负压大，造成开关门特别费力，需约20kg左右的力量，才能将门打开，稍不留意门在负压的作用下又自动关闭，门也因大力开、关损坏较快，严重时因门坏而不能进入室内，致使人员无法正常巡检设备。

5、运行及维护及检修成本增加。由于高压变频器技术集成化较高，大多技术核心元器件依赖进口，造成采购价格昂贵且周期长。例如某厂2014年6月由于连续阴雨天气两台高压变频器件受粉尘腐蚀出现故障，影响装置停车近一个月之久，控制电路板、分压电阻、连接电缆等相关备件采购费用高达50万元。且2015年6月由于干燥尾气风机高压变频器变压器受粉尘腐蚀出现短路故障影响装置停车一周，变压器检修费用5万元。投运至今共计更换损坏模块3块，产生检修费用24万元。

如图1所示，本实施例提供的一种高压变频器冷却装置，包括：冷水机组100、空水冷系统200以及设置在高压变频器柜顶的热风通道400；

冷水机组100和空水冷系统200均设置在变频室外、且两者之间连通有循环水管道能够实现水循环；空水冷系统200顶部设有第一进风口，热风通道400与第一进风口连通；空水冷系统200设有第一出风口，第一出风口与开设于高压变频器柜底的第二进风口连通；高压变频器的柜顶开设有第二出风口，第二出风口与热风通道400连通，且在第二进风口处设置有可拆卸的过滤网。

高压变频器柜在工作中产生热量，带有热量的热风上升经其顶部的第二出风口进入热风管道，热风管道将热风输送到空水冷系统 200。冷水机组100与空水冷系统200之间由循环水管道连接，冷水机组100的冷水经过空水冷系统200后循环回到冷水机组100。冷却水在空水冷系统200经过时，与由热风通道400输送来的热风进行热交换。冷水带走了热风的热量，热风的温度得到降低。热风温度降低后变为冷风，从空水冷系统200的第一出风口排出再次由高压变频器柜底进入高压变频器，实现风循环。冷水经过空水冷系统200带走热风的热量后再次循环回到冷水机组100实现水循环。第二进风口处设置有可拆卸的过滤网，对进入高压变频器的冷气进行初步过滤，去除杂质与灰尘。可以看出，该高压变频器冷却装置冷却水与循环风完全分离，水管线在变频室外与高压变频器明确分离，确保高压变频器室不会受到液体、绝缘破坏等安全威胁，有效预防意外事故的发生。由于整个变频器系统也是采用内循环式，使变频器达到良好的通风散热效果的同时，避免了外界粉尘及气体进入变频器室内。保证了变频器室内良好的运行环境。在空水冷系统200出现故障时可应急切换为开放式冷却，不影响设备运行。

其中冷水机组100与空水冷系统200连通，用于保证空水冷系统 200中水循环的温度。

具体地，在每个高压变频器柜顶的第二出风口安装有一个轴流风机，用于将高压变频器柜内的热风抽出输送到热风通道400，其安装简便，换气效果明显。

另外，如图2所示，空水冷系统200的第一出风口的位置安装有加压风机201。加压风机201用于强制向安装有高压变频器内输送由空水冷系统200排出的冷风，增加空气冷却系统的循环。优选地，在加压风机201的底部还可以设置有表冷器，

工厂生产环境不可避免地产生灰尘以及杂质，本实施例中空气冷却循环中的气流也不可避免会有灰尘与杂质。空气冷却循环的气流需要进入高压变频器内带走高压变频器产生的热量，若气流中的杂质或灰尘过多，会对变频器设备造成一定的损害。为了解决这个问题，本实施例中，在第二进风口处设置有可拆卸的过滤网，用于过滤由空水冷系统200的第一出风口排出的冷气中的杂质与灰尘，经过过滤网过滤的冷气气流进入高压变频器内部，大大降低了杂质或者灰尘对变频器造成影响的风险。

随着工作时间的延长，过滤网上粘附的杂质与灰尘会越来越多，当过滤网上粘附的杂质与灰尘足够多影响到气体的流动时，会影响整个系统的通风散热，此时，将已经粘附了很多杂质与灰尘的过滤网拆卸下来，并更换安装干净的过滤网，使整个系统的通风散热顺利进行。

需要说明的是，此处的干净的过滤网，可以是新的过滤网，也可以是清洗干净的过滤网。

具体地，该过滤网设置有若干层。

由空水冷系统200的第一出风口排出的冷气中含有不同的杂质与灰尘，过滤网的种类可以根据不同的杂质种类和灰尘设置。

本实施例中，过滤网包括三层：胶化棉粗过滤网、集尘过滤网以及HEPA(High Efficiency Particulate Air filter)过滤网。三层过滤网沿着气流的流动方向依次设置。

具体地，胶化棉制成的粗过滤网，可以有效过滤到20微米以上的大小的飘尘，其中包括家中宠物脱落的毛发、人体的头屑、或者花粉等物质，过滤效果一般都可以达到92％左右。

工厂的空气中尘埃具有很大的比重。从尘埃的物理特性来看，灰尘是固体杂质，形状多不规则。从其化学特性来看，尘埃的成分比较复杂，它有时会提供导致降解的酸根和金属离子。有些尘埃本身就带有酸性或碱性，例如硫酸烟雾、光化学烟雾就具有酸性，金属氧化物等微粒具有碱性。另外尘埃中的飘尘由于粒径小，表面积非大，因此它们的吸附能力很强，可以将空气中的有害物质吸附在它们表面，而呈酸性或碱性。由于尘埃复杂的物化性能，很难利用特殊某一种的过滤物质对其过滤并达到良好的净化效果。对尘埃的处理最简便快捷的方法就是用其他物质对其进行吸附，从而降低空气中尘埃的含量。集尘过滤网可以对气流中的灰尘起到很好的吸附效果，达到净化的目的。

HEPA过滤网由化学纤维或是玻璃纤维制造而成，内部则使用了絮状结构。在过滤效果方面，对直径为0.3μm的颗粒物有效去除率可以达到99.74％以上。

本实施例中的高压变频器为若干个，且每个高压变频器的顶部一一对应开设有第二出风口，若干个第二出风口分别与热风通道400 的连通。

在生产工作中，高压变频器有多台，为了简化显示，本实施例的结构示意图中高压变频器为两台。两台高压变频器分别有第二出风口，每个第二出风口与热风通道400连通。

具体地，如图4所示，高压变频器包括单独设置的造粒尾气风机变频器320和干燥尾气风机变频器310；造粒尾气风机变频器320和干燥尾气风机变频器310的顶部分别设置有第二出风口，且底部分别设置有第二进风口。

其中，造粒尾气风机变频器320和干燥尾气风机变频器310分别具有变压器柜302和功率柜301。

并且，造粒尾气风机变频器320和干燥尾气风机变频器310前后间隔设置；变压器柜302和功率301柜垂直于热风通道400的延伸方向并排设置，且两台变压器柜302与两台功率柜301分别对角设置。

在第一进风口到第一出风口的通道空间内空水冷系统200竖直设置有冷水管；循环水管道包括连通冷水管的下端与冷水机组100 的出水管110以及连接冷水管的上端与冷水机组100的回水管120。

空水冷系统200中包括竖直设置的冷水管，冷水管的延伸方向与第一进风口到第一出风口之间的气流通道相平行，且冷水管中的水流方向与气流的流动方向相反，热风由上向下运动，冷水由下向上运动，这样的设置，便于冷水管中的冷水带走热气流的热量，实现热量交换。

需要说明的是，为了实现冷水管中的冷水由下向上流动，在冷水机组100的出水管110上设置有循环泵111，实现冷水的循环流动。

冷水管设置有多根，均为竖直设置，可以为层叠状结构。冷水管之间可以为首尾连通，形成蛇形通道；也可以是多个冷水管的顶端连通且底端也连通，多个冷水管并行。

冷水管与冷水管之间存在空间，该空间组成为由第一进风口与第一出风口之间的气流通道。由第一进风口进入的热风经该气流通道从第一出风口排出，在这个过程中，热风与冷水管中的冷水实现热交换，冷水带走热风中的热量，使其变为冷风从第一出风口排出进入高压变频器内。具体地，经第一出风口排入变频室内的冷风温度小于38℃。

如图3所示，本实施例中，冷水机组100连通有对冷水机组100 供水的蓄水箱500。

由于一般工业用水中含有较多的可溶性钙镁化合物，会容易形成结垢，造成水管等设备阻塞，影响设备运行。本实施例中蓄水池500 中的水是经过软化的，其水质要求偏碱性，其pH>7.2。并且定期检查蓄水池500中的水位，根据情况进行补水。

具体地，工作中冷水机组100排出的水压为0.25-0.45MPa，进入空水冷系统200的冷却水的温度小于33℃，冷却水的循环流量为 22m³/h。

实施例二

本实施例提供的一种通风散热系统，包括变频室，变频室安装有如实施例一提供的任一种高压变频器冷却装置。

关于高压变频器冷却装置的具体结构上文中已做详细描述，此处不再赘述。

需要说明的是，本实施例中变频室的门具有防火防尘的功能。

安装有该高压变频器冷却装置的通风散热系统，具有更高的安全性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。