[实用新型]一种用于电力设备的换热装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电气设备冷却技术，具体涉及一种用于电力设备密封柜体的换热装置。

背景技术

当前高压变频器、整流柜、开关柜等大功率电力设备(以下称电力设备)的功率越来越高，伴随的是电力设备柜体内部的发热量越来越大，如果不能够及时将柜体内部的热量散发，会导致柜体内的电力器件出现故障，因此需要依靠散热性能优良、安全可靠、节能降耗的高性能散热系统，保障电力设备的正常运行。

以高压变频柜为例，现有电力设备的冷却方式主要采取如下的技术方案：在变频柜的主要发热器件(如IGBT元件)上安装散热片，在散热片周围安装高转速的离心风扇，通过空气的强制对流冷却，用于将IGBT的发热量释放到变频柜周围的环境中去。另外，变频柜中其他的一些热耗散功率较小的电子元器件也是通过这种空冷的方式将热量释放到周围的环境中。而高压变频柜对空气的洁净度有一定的要求，因此高压变频柜需放置于密闭性良好的设备机房中，这就造成机房内的空气无法与机房外的空气进行热对流散热，为了降低机房的温度，只能采用空调等辅助降温设备来对机房进行控温，空调必须随电力设备的运行长时间运转，这种方式造成了机房的巨大的能耗。这就导致变频器在实现电气节能的同时，还需要消耗大量的电能用于给变频器降温，导致变频器的节能效果大打折扣。

申请号为201010148032.8的中国专利文件中公开的新型逆变器中包含一种散热器，其通过蒸管中的氟利昂等冷却介质对逆变器箱体内的热量进行蒸发、冷凝，实现热量的散发，该种散热装置能够有效地将逆变器(电力设备)中的热量带走，但是不能够对柜体内部复杂分布的电力器件进行均衡散热，同时通过冷却液对蒸管内的冷却介质进行冷却，容易因冷却液泄露造成电力设备故障。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：针对现有的电力设备换热装置存在的技术缺陷，提供一种新型的用于电力设备的换热装置。

本实用新型采用如下技术方案实现：

一种用于电力设备的换热装置，包括设置在电力设备柜体内部的空气流动组件和换热组件，所述空气流动组件包括柜体内部的风道，所述风道与柜体内的发热器件串联分布；所述换热组件包括封装有工质的热管换热器，所述热管换热器的低端伸入柜体内形成蒸发端，所述蒸发端位于风道的流通路径上；所述热管换热器的高端伸出柜体外形成冷凝端，所述冷凝端与冷却部件连接。

进一步的，所述空气流动组件还包括设置在风道中的第一风扇，将风道中的空气驱动至热管换热器的蒸发端。

进一步的，所述第一风扇的出风端正对热管换热器的蒸发端设置。

进一步的，若干平行的所述热管换热器平行阵列排布，所有热管换热器的底部蒸发端通过一根母管并联成一体。

进一步的，所述热管换热器的外径为3-20mm，管壁厚度为0.1-2mm，长度是柜体高度的30％-100％。

进一步的，所述热管换热器的外壁设有翅片。

优选的，所述热管内封装的工质为氟利昂、丙酮、乙醇、水中的至少一种。

在本实用新型中，所述冷却部件为风冷部件。

本实用新型的换热组件采用翅片式的热管换热器阵列，热管换热器按照柜体内外分布区分为蒸发端和冷凝端，蒸发端与电力设备的柜体内部直接接触，用于吸收柜体内部发热器件所释放的热量，热管换热器的冷凝端伸出至柜体的外部，用于将热量释放给柜体外部的空气。

柜体内设置与热管换热器的蒸发端上对接的第一风扇，通过风道收集柜体内发热器件的热量并输送到热管换热器的蒸发端，热管换热器内部的工质吸收热量后发生气液相变，由液相转变为气相，气相的工质通过蒸腾作用无动力地输送到热管的冷凝端，在冷凝端凝结成液相后通过重力的作用重新回流到蒸发端，冷凝的过程中将工质的热量通过冷凝端散发到柜体外部。

本实用新型还在热管换热器的冷凝端外侧安装有第二风扇，将工质冷凝释放的热量高效的排放到柜体外部的空气中。由于热管换热器内部工质发生相变的换热系数远高于热管换热器外部空气的对流换热系数，因此在热管换热器蒸发端和冷凝端的外表面加工有散热翅片，用于扩展热管外表面的换热面积。

本实用新型将若干根热管换热器阵列的底部设置一根母管，将每根热管换热器连接在一起，由此方便热管的充装，在换热过程中，热管换热器阵列仅将柜体内部产生的热量传递给柜体外侧的空气，柜体内外并没有发生空气的质量交换，在控制电力设备柜体内部电子元器件温度的同时，从根本上避免了由于电力设备柜体内外空气发生交换而带来的电子器件污染问题。