電氣柜溫度濕度控制系統(tǒng)和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電氣設備領域，特別涉及一種電氣柜溫度濕度控制系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0002]電氣柜內(nèi)的溫度和濕度保持在合理的范圍之內(nèi)對保證電氣柜的可靠性及壽命十分重要。電氣柜內(nèi)分布著諸多電器元件，若電氣柜內(nèi)溫度過高，輕則導致元器件降額使用，重則導致元器件過溫損毀，系統(tǒng)無法正常工作；若電氣柜內(nèi)濕度過高，則將導致柜體內(nèi)出現(xiàn)凝露，一方面導致各種電器元件因電化學腐蝕損壞，影響電氣柜的可靠性及壽命，另一方面因凝露導致的電氣連接短路可能會引起系統(tǒng)工作異常，甚至釀成事故。
[0003]目前電氣柜降溫大多采用風冷散熱方式，通過風扇將電氣柜內(nèi)的熱空氣抽出去達到散熱目的。電氣柜除濕大多采用電加熱器持續(xù)通電的方法，此方法的缺陷是電加熱器持續(xù)加熱，影響柜體降溫，使得降溫和除濕無法兼顧。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實施例所要解決的一個技術問題是電氣柜的降溫和除濕無法兼顧的問題。
[0005]根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，提供一種電氣柜溫度濕度控制系統(tǒng)，包括:蒸發(fā)器；膨脹閥；和膨脹閥控制裝置；其中，所述膨脹閥設置在所述蒸發(fā)器與制冷劑儲存器之間，所述膨脹閥控制裝置與所述膨脹閥電連接，用于調(diào)節(jié)所述膨脹閥的開度，所述蒸發(fā)器能夠與電氣柜內(nèi)部的空氣進行熱交換。
[0006]在一個實施例中，所述系統(tǒng)還包括:溫濕度控制單元；其中，所述溫濕度控制單元與所述膨脹閥控制裝置電連接，用于根據(jù)電氣柜內(nèi)部的溫度和濕度向所述膨脹閥控制裝置傳輸控制信號，所述膨脹閥控制裝置用于根據(jù)所述溫濕度控制單元傳輸?shù)目刂菩盘栒{(diào)節(jié)所述膨脹閥的開度。
[0007]在一個實施例中，所述溫濕度控制單元用于根據(jù)電氣柜內(nèi)部的溫度和濕度計算凝露點溫度，如果凝露點溫度高于預設溫度，根據(jù)電氣柜內(nèi)部的溫度與凝露點溫度的差值生成控制信號并傳輸給所述膨脹閥控制裝置，如果凝露點溫度低于預設溫度，根據(jù)電氣柜內(nèi)部的溫度與預設溫度的差值生成控制信號并傳輸給所述膨脹閥控制裝置。
[0008]在一個實施例中，所述系統(tǒng)還包括:溫濕度檢測單元；其中，所述溫濕度檢測單元與所述溫濕度控制單元電連接，用于檢測電氣柜內(nèi)部的溫度和濕度，并傳輸給所述溫濕度控制單元。
[0009]在一個實施例中，所述溫濕度檢測單元包括至少一個溫度傳感器和至少一個濕度傳感器，各個溫度傳感器和各個濕度傳感器分布在電氣柜內(nèi)部的各個監(jiān)控點處。
[0010]在一個實施例中，所述系統(tǒng)還包括排水閥，用于將所述蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷凝水排出電氣柜。
[0011 ] 在一個實施例中，所述系統(tǒng)還包括風扇，所述蒸發(fā)器位于所述風扇形成的風路上。
[0012]在一個實施例中，所述風扇包括向電氣柜內(nèi)吹風的第一風扇和從電氣柜內(nèi)抽風的第二風扇，所述蒸發(fā)器位于所述第一風扇和所述第二風扇形成的風路上。
[0013]在一個實施例中，所述第一風扇和所述第二風扇分別固定在電氣柜的兩側壁，所述蒸發(fā)器固定在與所述第二風扇同側的電氣柜的側壁，并且位于所述第二風扇的下方。
[0014]根據(jù)本發(fā)明實施例的再一個方面，提供一種電氣柜溫度濕度控制方法，所述方法包括:調(diào)節(jié)膨脹閥的開度，以控制進入蒸發(fā)器的制冷劑的流量；蒸發(fā)器利用制冷劑降低電氣柜內(nèi)部的溫度，并使電氣柜內(nèi)部的熱空氣冷凝，將冷凝水排出電氣柜。
[0015]在一個實施例中，所述方法還包括:利用風扇在電氣柜內(nèi)部形成風路，將所述蒸發(fā)器設置在所述風扇形成的風路上。
[0016]在一個實施例中，所述風扇包括第一風扇和第二風扇，所述方法包括:第一風扇向電氣柜內(nèi)吹風，將電氣柜內(nèi)水平方向的濕熱空氣吹向蒸發(fā)器；蒸發(fā)器利用制冷劑降低電氣柜內(nèi)部的溫度，并將第一風扇吹來的濕熱空氣冷凝，將冷凝水排出電氣柜；蒸發(fā)器周圍的干冷空氣通過位于其上方的第二風扇的抽風作用向上流動，并通過第二風扇排出電氣柜，以降低電氣柜內(nèi)豎直方向的溫濕度。
[0017]在一個實施例中，所述調(diào)節(jié)膨脹閥的開度包括:根據(jù)電氣柜內(nèi)部的溫度和濕度計算凝露點溫度；如果凝露點溫度高于預設溫度，根據(jù)電氣柜內(nèi)部的溫度與凝露點溫度的差值調(diào)節(jié)膨脹閥的開度；如果凝露點溫度低于預設溫度，根據(jù)電氣柜內(nèi)部的溫度與預設溫度的差值調(diào)節(jié)膨脹閥的開度。
[0018]本發(fā)明利用蒸發(fā)器對電氣柜的溫度和濕度進行控制，既可以降低電氣柜內(nèi)部的溫度，也可以使電氣柜內(nèi)部的熱空氣冷凝，冷凝水排出電氣柜，從而有效降低電氣柜的溫度和濕度，兼顧溫度和濕度的調(diào)節(jié)，在電氣柜內(nèi)形成相對恒溫恒濕的環(huán)境。并且，通過調(diào)節(jié)制冷劑的流量，可以實現(xiàn)電氣柜溫濕度控制力度的調(diào)節(jié)。此外，本發(fā)明還提出并實現(xiàn)了根據(jù)電氣柜的內(nèi)部環(huán)境智能地對溫濕度進行調(diào)節(jié)的方案。
[0019]通過以下參照附圖對本發(fā)明的示例性實施例的詳細描述，本發(fā)明的其它特征及其優(yōu)點將會變得清楚。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1是本發(fā)明電氣柜溫度濕度控制系統(tǒng)一個實施例的結構示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明電氣柜溫度濕度控制系統(tǒng)再一個實施例的結構示意圖。
[0023]圖3是本發(fā)明溫濕度控制單元的控制過程示意圖。
[0024]圖4是本發(fā)明電氣柜溫度濕度控制系統(tǒng)又一個實施例的結構示意圖。
[0025]圖5A和圖5B是風扇以及蒸發(fā)器的其中一種位置關系的正視圖和側視圖。
[0026]圖6是本發(fā)明電氣柜溫度濕度控制方法一個實施例的流程示意圖。
[0027]圖7是本發(fā)明電氣柜溫度濕度控制方法再一個實施例的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0029]為了解決電氣柜降溫和除濕無法兼顧的問題，提出本發(fā)明。
[0030]圖1是本發(fā)明電氣柜溫度濕度控制系統(tǒng)一個實施例的結構示意圖。
[0031]如圖1所示，本實施例的電氣柜溫度濕度控制系統(tǒng)包括:蒸發(fā)器10 ;膨脹閥20 ;和膨脹閥控制裝置30。其中，膨脹閥20設置在蒸發(fā)器10與制冷劑儲存器之間，膨脹閥控制裝置30與膨脹閥20電連接，用于調(diào)節(jié)膨脹閥20的開度，例如可以通過調(diào)節(jié)膨脹閥20驅(qū)動電路的占空比來調(diào)節(jié)膨脹閥20的開度，從而控制進入蒸發(fā)器10的制冷劑的流量。在本發(fā)明中，電連接包括電氣連接或/和電信號連通，電信號連通包括有線和無線的連通方式。蒸發(fā)器10能夠與電氣柜內(nèi)部的空氣進行熱交換，蒸發(fā)器10利用制冷劑降低電氣柜內(nèi)部的溫度，并使電氣柜內(nèi)部的熱空氣冷凝，將冷凝水排出電氣柜。冷凝水可以通過排水閥排出，排水閥可以設置在蒸發(fā)器10的下方，更加有利于冷凝水的排出。蒸發(fā)器的溫濕度控制方案可以有效降低電氣柜的溫度和濕度，兼顧溫度和濕度的調(diào)節(jié)，在電氣柜內(nèi)形成相對恒溫恒濕的環(huán)境。并且，通過調(diào)節(jié)制冷劑的流量，可以實現(xiàn)電氣柜溫濕度控制力度的調(diào)節(jié)。
[0032]本發(fā)明還提出并實現(xiàn)了一種根據(jù)電氣柜的內(nèi)部環(huán)境智能地對溫濕度進行調(diào)節(jié)的方案，下面具體說明。
[0033]圖2是本發(fā)明電氣柜溫度濕度控制系統(tǒng)再一個實施例的結構示意圖。
[0034]如圖2所示，在圖1所示實施例的基礎上，本實施例的電氣柜溫度濕度控制系統(tǒng)還包括:溫濕度控制單元40。其中，溫濕度控制單元40與膨脹閥控制裝置30電連接，用于根據(jù)電氣柜內(nèi)部的溫度和濕度向膨脹閥控制裝置30傳輸控制信號，膨脹閥控制裝置30用于根據(jù)溫濕度控制單元40傳輸?shù)目刂菩盘栒{(diào)節(jié)膨脹閥20的開度。從而實現(xiàn)根據(jù)電氣柜的內(nèi)部環(huán)境對溫濕度進行智能地調(diào)節(jié)。
[0035]示例性地，如圖3所示，溫濕度控制單元40的控制過程如下:
[0036]S302，溫度和濕度與凝露點溫度呈一定的函數(shù)曲線關系，因此可以根據(jù)電氣柜內(nèi)部的溫度和濕度計算凝露點溫度。
[0037]示例性的，凝露點溫度可以依據(jù)函數(shù)曲線關系通過計算得出。為了簡化計算的復雜度，本發(fā)明還提出一種簡化的凝露點計算方法。具體的，濕度為90%時，凝露點溫度大概比室溫低2°C左右；濕度為80%時，凝露點溫度大概比室溫低4°C左右；濕度為70%時，凝露點溫度大概比室溫低6°C左右；濕度為60%時，凝露點溫度大概比室溫低8°C左右。通過這種簡化的計算方法可以更加快捷地計算出凝露點，并且可以降低對器件計算能力的要求。
[0038]S304，判斷凝露點溫度是否高于預設溫度。
[0039]在控制初期，柜內(nèi)溫度較高，根據(jù)柜內(nèi)的溫度和濕度算出的凝露點溫度也較高，往往高于預設溫度，如果凝露點溫度高于預設溫度，執(zhí)行S306，通過蒸發(fā)器10進行降溫和除濕。如果凝露點溫度低于預設溫度，執(zhí)行S308，如果凝露點溫度基本等于預設溫度，則可以不改變當前的控制條件。從而使得電氣柜內(nèi)的環(huán)境溫度基本維持在預設溫度，而濕度也被控制在一定范圍內(nèi)無法產(chǎn)生凝露。
[0040]S306，如果凝露點溫度高于預設溫度，計算電氣柜內(nèi)部的溫度與凝露點溫度的差值，根據(jù)電氣柜內(nèi)部的溫度與凝露點溫度的差值生成控制信號。然后執(zhí)行S310。[0041 ] 其中，基于差值可以采用PI (proport1nal integral，比例和積分)調(diào)節(jié)方式生成控制信號。例如，采用PI調(diào)節(jié)器，將電氣柜內(nèi)部的溫度與凝露點溫度的差值的比例(P)和積分(I)通過線性組合構成控制量，對被控對象進行控制。
[0042]S308，如果凝露點溫度低于預設溫度，計算電氣柜內(nèi)部的溫度與預設溫度的差值，根據(jù)電氣柜內(nèi)部的溫度與預設溫度的差值生成控制信號。然后執(zhí)行S310。