本發(fā)明涉及電氣柜，尤其涉及一種用于極寒地區(qū)保溫、加熱、蓄熱電氣柜及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、我國北方高緯度地區(qū)、青藏高原等某些高海拔地區(qū)以及地球的南北極最低溫可達(dá)-40℃，甚至更低，屬于通常意義上的極寒地區(qū)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類活動區(qū)已經(jīng)到達(dá)上述極寒地區(qū)。人類生產(chǎn)生活或是居住工作離不開電力和電氣設(shè)備。在極低溫下，電氣元件的導(dǎo)電能力、絕緣特性、開關(guān)特性、極限電壓等性能會發(fā)生顯著衰減，電氣設(shè)備會出現(xiàn)無法正常開機、顯示屏/控制屏花屏、電池組件續(xù)航能力銳減?？偠灾?，在極低溫度下，電氣設(shè)備故障率顯著增加，影響人們正常工作生活，甚至某些場合將威脅人們正常生存。電氣設(shè)備通常放置于電氣柜中，因此電氣柜內(nèi)部的熱環(huán)境直接影響到電氣設(shè)備是否能夠可靠工作。

2、目前電氣柜保溫措施大多是將電氣柜移至室內(nèi)的方式，這種方式無法解決某些柜子必須在室外極低溫環(huán)境使用的需求。另外，也有在柜子內(nèi)部簡單安裝電加熱器和風(fēng)扇的方式，這種方式存在能耗消耗大、不夠節(jié)能經(jīng)濟(jì)的問題，以及在某些斷電情況下柜體內(nèi)溫度迅速降低至環(huán)境溫度導(dǎo)致的電器元件損壞的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，為了解決極寒地區(qū)電氣柜內(nèi)部電氣元件易產(chǎn)生低溫故障的問題，本發(fā)明的實施例提供了一種用于極寒地區(qū)保溫、加熱、蓄熱電氣柜及其控制方法。

2、本發(fā)明的實施例提供一種用于極寒地區(qū)保溫、加熱、蓄熱電氣柜，包括：

3、雙層真空結(jié)構(gòu)的柜體，其前側(cè)設(shè)有可打開的密封門，所述柜體內(nèi)部設(shè)有換熱器和第一溫度傳感器；

4、存儲有導(dǎo)熱油的儲液箱，其設(shè)置于所述柜體的頂部，所述儲液箱的頂部設(shè)有太陽能集熱器，所述太陽能集熱器用于對所述導(dǎo)熱油加熱，所述儲液箱內(nèi)設(shè)有第二溫度傳感器；

5、能夠埋設(shè)于地下的儲熱箱，其內(nèi)部設(shè)有換熱管、以及位于所述換熱管外部的電加熱器、相變材料和第三溫度傳感器；

6、循環(huán)管路，其包括連通所述儲液箱和所述換熱管的第一循環(huán)回路、以及連通所述換熱管和所述換熱器的第二循環(huán)回路；

7、以及控制器，其分別連接所述第一溫度傳感器、所述第二溫度傳感器和所述第三溫度傳感器，以獲得所述內(nèi)柜體內(nèi)部溫度、所述儲液箱內(nèi)導(dǎo)熱油溫度和所述相變材料溫度，所述控制器還連接所述第一循環(huán)回路和所述第二循環(huán)回路，所述控制器用于控制所述第一循環(huán)管路和所述第二循環(huán)管路連通和斷開，以將所述儲液箱內(nèi)的導(dǎo)熱油吸收的太陽能用于對所述相變材料加熱，并通過相變材料對所述內(nèi)柜體內(nèi)加熱。

8、進(jìn)一步地，還包括備用電池和雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，所述控制器通過所述雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)連接所述備用電池。

9、進(jìn)一步地，所述循環(huán)管路包括第一進(jìn)水管、第一回水管、第二進(jìn)水管、第二回水管、第一電磁三通閥、第二電磁三通閥和循環(huán)泵，其中所述儲液箱、所述第一進(jìn)水管、所述第一電磁三通閥、所述循環(huán)泵、所述第二進(jìn)水管、所述換熱管、所述第二回水管、所述第二電磁三通閥和所述第一回水管依次連接形成第一循環(huán)回路；且所述第一電磁三通閥和所述第二電磁三通閥分別連接所述換熱器，使所述第一電磁三通閥、所述循環(huán)泵、所述第二進(jìn)水管、所述換熱管、所述第二回水管、所述第二電磁三通閥和所述換熱器形成第二循環(huán)回路，所述控制器連接所述第一電磁三通閥、所述第二電磁三通閥、所述循環(huán)泵和所述電加熱器，所述控制器用于控制所述第一循環(huán)管路和所述第二循環(huán)管路連通和斷開。

10、進(jìn)一步地，所述換熱管的數(shù)量設(shè)置為多個，多個所述換熱管并排設(shè)置，所述換熱管為波浪形的扁平管，所有換熱管的兩端分別連接兩匯流管，所述第二進(jìn)水管和所述第二回水管分別連接兩所述匯流管。

11、進(jìn)一步地，所述柜體的頂部呈三角形，所述太陽能集熱器分別設(shè)置于所述柜體頂部的兩個側(cè)面上。

12、進(jìn)一步地，所述柜體的外壁為保溫板，所述循環(huán)管路外部和所述儲熱箱外壁包裹保溫材料。

13、進(jìn)一步地，所述柜體的底部設(shè)有導(dǎo)風(fēng)筒，所述導(dǎo)風(fēng)筒呈階梯筒狀，所述換熱器安裝于所述導(dǎo)風(fēng)筒上部，所述導(dǎo)風(fēng)筒內(nèi)部設(shè)有風(fēng)機，所述導(dǎo)風(fēng)筒的下部設(shè)有多個導(dǎo)風(fēng)板，所述導(dǎo)風(fēng)筒的下部外壁設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，所述進(jìn)風(fēng)口內(nèi)側(cè)設(shè)有濾網(wǎng)。

14、進(jìn)一步地，所述柜體的內(nèi)壁設(shè)有抽氣口。

15、并且，本發(fā)明的實施例還提供了上述用于極寒地區(qū)保溫、加熱、蓄熱電氣柜的控制方法，包括以下步驟：

16、s1、所述控制器由所述第一溫度傳感器、所述第二溫度傳感器和所述第三溫度傳感器獲得所述柜體內(nèi)部溫度、所述儲液箱內(nèi)導(dǎo)熱油溫度和所述相變材料溫度；

17、s2、所述控制器在判斷出所述儲液箱內(nèi)導(dǎo)熱油溫度上升至第一設(shè)定溫度時，控制所述第一循環(huán)回路連通，并控制所述儲液箱內(nèi)的導(dǎo)熱油流動至所述換熱管，所述導(dǎo)熱油在流過所述換熱管時對所述儲熱箱內(nèi)的相變材料進(jìn)行加熱；

18、s3、所述控制器在判斷出所述柜體內(nèi)部溫度低于第二設(shè)定溫度時控制所述第二循環(huán)回路連通，并控制所述相變材料加熱后的所述導(dǎo)熱油流動至所述換熱器，所述導(dǎo)熱油在流過所述換熱器時對所述柜體內(nèi)加熱；

19、s4、所述控制器在判斷出所述相變材料溫度低于第三設(shè)定溫度時，控制所述電加熱器對所述相變材料和所述導(dǎo)熱油加熱，將所述儲熱箱內(nèi)加熱至第四設(shè)定溫度。

20、進(jìn)一步地，所述步驟s2還包括：所述控制器在判斷出所述儲液箱內(nèi)導(dǎo)熱油溫度上升至第一設(shè)定溫度且所述內(nèi)柜體內(nèi)部溫度低于第二預(yù)設(shè)溫度時，控制所述第二循環(huán)回路連通。

21、本發(fā)明的實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：

22、1、本發(fā)明的一種用于極寒地區(qū)保溫、加熱、蓄熱電氣柜及其控制方法，在白天利用太陽能集熱器對導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱，并通過導(dǎo)熱油對相變材料加熱，相變材料進(jìn)行儲熱；在夜間，相變材料相變放熱對導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱，再將加熱后的導(dǎo)熱油抽吸至換熱器對柜體內(nèi)部加熱，使柜體內(nèi)部具有長時間的保溫作用，避免電氣元件在低溫環(huán)境下失靈或故障，且還可以有效降低電氣柜保溫能耗。

23、2、本發(fā)明的一種用于極寒地區(qū)保溫、加熱、蓄熱電氣柜及其控制方法，在陰雨天氣等無法利用太陽能集熱器對導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱時，直接在儲熱箱內(nèi)通過電加熱器對相變材料和導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱，之后先消耗導(dǎo)熱油的熱量通過換熱器對柜體內(nèi)部加熱，再通過相變材料相變產(chǎn)生的熱量對導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱，補充導(dǎo)熱油的熱量消耗，可以有效延長一次電加熱器加熱持續(xù)的保溫時間，降低電加熱器的加熱頻率(啟停次數(shù))，延長設(shè)備運行壽命，適合長時間運行。

技術(shù)特征：

1.一種用于極寒地區(qū)保溫、加熱、蓄熱電氣柜，其特征在于：包括

2.如權(quán)利要求1所述的一種用于極寒地區(qū)保溫、加熱、蓄熱電氣柜，其特征在于：還包括備用電池和雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，所述控制器通過所述雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)連接所述備用電池。

3.如權(quán)利要求1所述的一種用于極寒地區(qū)保溫、加熱、蓄熱電氣柜，其特征在于：所述循環(huán)管路包括第一進(jìn)水管、第一回水管、第二進(jìn)水管、第二回水管、第一電磁三通閥、第二電磁三通閥和循環(huán)泵，其中所述儲液箱、所述第一進(jìn)水管、所述第一電磁三通閥、所述循環(huán)泵、所述第二進(jìn)水管、所述換熱管、所述第二回水管、所述第二電磁三通閥和所述第一回水管依次連接形成第一循環(huán)回路；且所述第一電磁三通閥和所述第二電磁三通閥分別連接所述換熱器，使所述第一電磁三通閥、所述循環(huán)泵、所述第二進(jìn)水管、所述換熱管、所述第二回水管、所述第二電磁三通閥和所述換熱器形成第二循環(huán)回路，所述控制器連接所述第一電磁三通閥、所述第二電磁三通閥、所述循環(huán)泵和所述電加熱器，所述控制器用于控制所述第一循環(huán)管路和所述第二循環(huán)管路連通和斷開。

4.如權(quán)利要求3所述的一種用于極寒地區(qū)保溫、加熱、蓄熱電氣柜，其特征在于：所述換熱管的數(shù)量設(shè)置為多個，多個所述換熱管并排設(shè)置，所述換熱管為波浪形的扁平管，所有換熱管的兩端分別連接兩匯流管，所述第二進(jìn)水管和所述第二回水管分別連接兩所述匯流管。

5.如權(quán)利要求1所述的一種用于極寒地區(qū)保溫、加熱、蓄熱電氣柜，其特征在于：所述柜體的頂部呈三角形，所述太陽能集熱器分別設(shè)置于所述柜體頂部的兩個側(cè)面上。

6.如權(quán)利要求1所述的一種用于極寒地區(qū)保溫、加熱、蓄熱電氣柜，其特征在于：所述柜體的外壁為保溫板，所述循環(huán)管路外部和所述儲熱箱外壁包裹保溫材料。

7.如權(quán)利要求1所述的一種用于極寒地區(qū)保溫、加熱、蓄熱電氣柜，其特征在于：所述柜體的底部設(shè)有導(dǎo)風(fēng)筒，所述導(dǎo)風(fēng)筒呈階梯筒狀，所述換熱器安裝于所述導(dǎo)風(fēng)筒上部，所述導(dǎo)風(fēng)筒內(nèi)部設(shè)有風(fēng)機，所述導(dǎo)風(fēng)筒的下部設(shè)有多個導(dǎo)風(fēng)板，所述導(dǎo)風(fēng)筒的下部外壁設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，所述進(jìn)風(fēng)口內(nèi)側(cè)設(shè)有濾網(wǎng)。

8.如權(quán)利要求1所述的一種用于極寒地區(qū)保溫、加熱、蓄熱電氣柜，其特征在于：所述柜體的內(nèi)壁設(shè)有抽氣口。

9.如權(quán)利要求1-8任意一項所述的一種用于極寒地區(qū)保溫、加熱、蓄熱電氣柜的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

10.如權(quán)利要求9所述的一種用于極寒地區(qū)保溫、加熱、蓄熱電氣柜的控制方法，其特征在于，所述步驟s2還包括：所述控制器在判斷出所述儲液箱內(nèi)導(dǎo)熱油溫度上升至第一設(shè)定溫度時，控制所述第二循環(huán)回路連通。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種用于極寒地區(qū)保溫、加熱、蓄熱電氣柜及其控制方法，涉及電氣柜技術(shù)領(lǐng)域，該電氣柜包括柜體、儲液箱、儲熱箱、循環(huán)管路以及控制器，控制器在儲液箱內(nèi)導(dǎo)熱油溫度控制第一循環(huán)回路連通，將儲液箱內(nèi)的導(dǎo)熱油抽吸至換熱管，對相變材料加熱；并在柜體內(nèi)部溫度低于第二設(shè)定溫度時控制第二循環(huán)回路連通，將相變材料加熱后的導(dǎo)熱油抽吸至換熱器，對柜體內(nèi)加熱。本發(fā)明的有益效果：在白天利用太陽能集熱器對導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱，并通過導(dǎo)熱油對相變材料加熱，相變材料進(jìn)行儲熱；在夜間，相變材料相變放熱對導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱，對柜體內(nèi)部加熱，使柜體內(nèi)部具有長時間的保溫作用，避免電氣元件在低溫環(huán)境下失靈或故障，有效降低能耗。

技術(shù)研發(fā)人員：張琨,王開強,周繼云,劉志茂,葉智武,吳自敏,吳昊,熊超,趙彥文
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中建三局集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19