電氣柜溫度濕度控制系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電氣設(shè)備領(lǐng)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(shù)】
[0002]電氣柜內(nèi)的溫度和濕度保持在合理的范圍之內(nèi)對(duì)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(guò)高，輕則導(dǎo)致元器件降額使用，重則導(dǎo)致元器件過(guò)溫?fù)p毀，系統(tǒng)無(wú)法正常工作；若電氣柜內(nèi)濕度過(guò)高，則將導(dǎo)致柜體內(nèi)出現(xiàn)凝露，一方面導(dǎo)致各種電器元件因電化學(xué)腐蝕損壞，影響電氣柜的可靠性及壽命，另一方面因凝露導(dǎo)致的電氣連接短路可能會(huì)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(fēng)冷散熱方式，通過(guò)風(fēng)扇將電氣柜內(nèi)的熱空氣抽出去達(dá)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(wú)法兼顧。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例所要解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是電氣柜的降溫和除濕無(wú)法兼顧的問(wèn)題。
[0005]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)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(shè)置在所述蒸發(fā)器與制冷劑儲(chǔ)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(kāi)度，所述蒸發(fā)器能夠與電氣柜內(nèi)部的空氣進(jìn)行熱交換。
[0006]在一個(gè)實(shí)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(hào)，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?hào)調(diào)節(jié)所述膨脹閥的開(kāi)度。
[0007]在一個(gè)實(shí)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(jì)算凝露點(diǎn)溫度，如果凝露點(diǎn)溫度高于預(yù)設(shè)溫度，根據(jù)電氣柜內(nèi)部的溫度與凝露點(diǎn)溫度的差值生成控制信號(hào)并傳輸給所述膨脹閥控制裝置，如果凝露點(diǎn)溫度低于預(yù)設(shè)溫度，根據(jù)電氣柜內(nèi)部的溫度與預(yù)設(shè)溫度的差值生成控制信號(hào)并傳輸給所述膨脹閥控制裝置。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還包括:溫濕度檢測(cè)單元；其中，所述溫濕度檢測(cè)單元與所述溫濕度控制單元電連接，用于檢測(cè)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(gè)實(shí)施例中，所述溫濕度檢測(cè)單元包括至少一個(gè)溫度傳感器和至少一個(gè)濕度傳感器，各個(gè)溫度傳感器和各個(gè)濕度傳感器分布在電氣柜內(nèi)部的各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)處。
[0010]在一個(gè)實(shí)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(gè)實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還包括風(fēng)扇，所述蒸發(fā)器位于所述風(fēng)扇形成的風(fēng)路上。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，所述風(fēng)扇包括向電氣柜內(nèi)吹風(fēng)的第一風(fēng)扇和從電氣柜內(nèi)抽風(fēng)的第二風(fēng)扇，所述蒸發(fā)器位于所述第一風(fēng)扇和所述第二風(fēng)扇形成的風(fēng)路上。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一風(fēng)扇和所述第二風(fēng)扇分別固定在電氣柜的兩側(cè)壁，所述蒸發(fā)器固定在與所述第二風(fēng)扇同側(cè)的電氣柜的側(cè)壁，并且位于所述第二風(fēng)扇的下方。
[0014]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的再一個(gè)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(kāi)度，以控制進(jìn)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(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括:利用風(fēng)扇在電氣柜內(nèi)部形成風(fēng)路，將所述蒸發(fā)器設(shè)置在所述風(fēng)扇形成的風(fēng)路上。
[0016]在一個(gè)實(shí)施例中，所述風(fēng)扇包括第一風(fēng)扇和第二風(fēng)扇，所述方法包括:第一風(fēng)扇向電氣柜內(nèi)吹風(fēng)，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(fēng)扇吹來(lái)的濕熱空氣冷凝，將冷凝水排出電氣柜；蒸發(fā)器周?chē)母衫淇諝馔ㄟ^(guò)位于其上方的第二風(fēng)扇的抽風(fēng)作用向上流動(dòng)，并通過(guò)第二風(fēng)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(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)節(jié)膨脹閥的開(kāi)度包括:根據(jù)電氣柜內(nèi)部的溫度和濕度計(jì)算凝露點(diǎn)溫度；如果凝露點(diǎn)溫度高于預(yù)設(shè)溫度，根據(jù)電氣柜內(nèi)部的溫度與凝露點(diǎn)溫度的差值調(diào)節(jié)膨脹閥的開(kāi)度；如果凝露點(diǎn)溫度低于預(yù)設(shè)溫度，根據(jù)電氣柜內(nèi)部的溫度與預(yù)設(shè)溫度的差值調(diào)節(jié)膨脹閥的開(kāi)度。
[0018]本發(fā)明利用蒸發(fā)器對(duì)電氣柜的溫度和濕度進(jìn)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(duì)恒溫恒濕的環(huán)境。并且，通過(guò)調(diào)節(jié)制冷劑的流量，可以實(shí)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(shí)現(xiàn)了根據(jù)電氣柜的內(nèi)部環(huán)境智能地對(duì)溫濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)的方案。
[0019]通過(guò)以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚。
【附圖說(shuō)明】
[0020]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)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(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)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(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3是本發(fā)明溫濕度控制單元的控制過(guò)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(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖5A和圖5B是風(fēng)扇以及蒸發(fā)器的其中一種位置關(guān)系的正視圖和側(cè)視圖。
[0026]圖6是本發(fā)明電氣柜溫度濕度控制方法一個(gè)實(shí)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(gè)實(shí)施例的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0029]為了解決電氣柜降溫和除濕無(wú)法兼顧的問(wèn)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(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]如圖1所示，本實(shí)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(shè)置在蒸發(fā)器10與制冷劑儲(chǔ)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(kāi)度，例如可以通過(guò)調(diào)節(jié)膨脹閥20驅(qū)動(dòng)電路的占空比來(lái)調(diào)節(jié)膨脹閥20的開(kāi)度，從而控制進(jìn)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(hào)連通，電信號(hào)連通包括有線和無(wú)線的連通方式。蒸發(fā)器10能夠與電氣柜內(nèi)部的空氣進(jìn)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(guò)排水閥排出，排水閥可以設(shè)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(duì)恒溫恒濕的環(huán)境。并且，通過(guò)調(diào)節(jié)制冷劑的流量，可以實(shí)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(shí)現(xiàn)了一種根據(jù)電氣柜的內(nèi)部環(huán)境智能地對(duì)溫濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)的方案，下面具體說(shuō)明。
[0033]圖2是本發(fā)明電氣柜溫度濕度控制系統(tǒng)再一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]如圖2所示，在圖1所示實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)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(hào)，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?hào)調(diào)節(jié)膨脹閥20的開(kāi)度。從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)電氣柜的內(nèi)部環(huán)境對(duì)溫濕度進(jìn)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(guò)程如下:
[0036]S302，溫度和濕度與凝露點(diǎn)溫度呈一定的函數(shù)曲線關(guān)系，因此可以根據(jù)電氣柜內(nèi)部的溫度和濕度計(jì)算凝露點(diǎn)溫度。
[0037]示例性的，凝露點(diǎn)溫度可以依據(jù)函數(shù)曲線關(guān)系通過(guò)計(jì)算得出。為了簡(jiǎn)化計(jì)算的復(fù)雜度，本發(fā)明還提出一種簡(jiǎn)化的凝露點(diǎn)計(jì)算方法。具體的，濕度為90%時(shí)，凝露點(diǎn)溫度大概比室溫低2°C左右；濕度為80%時(shí)，凝露點(diǎn)溫度大概比室溫低4°C左右；濕度為70%時(shí)，凝露點(diǎn)溫度大概比室溫低6°C左右；濕度為60%時(shí)，凝露點(diǎn)溫度大概比室溫低8°C左右。通過(guò)這種簡(jiǎn)化的計(jì)算方法可以更加快捷地計(jì)算出凝露點(diǎn)，并且可以降低對(duì)器件計(jì)算能力的要求。
[0038]S304，判斷凝露點(diǎn)溫度是否高于預(yù)設(shè)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(diǎn)溫度也較高，往往高于預(yù)設(shè)溫度，如果凝露點(diǎn)溫度高于預(yù)設(shè)溫度，執(zhí)行S306，通過(guò)蒸發(fā)器10進(jìn)行降溫和除濕。如果凝露點(diǎn)溫度低于預(yù)設(shè)溫度，執(zhí)行S308，如果凝露點(diǎn)溫度基本等于預(yù)設(shè)溫度，則可以不改變當(dāng)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(yù)設(shè)溫度，而濕度也被控制在一定范圍內(nèi)無(wú)法產(chǎn)生凝露。
[0040]S306，如果凝露點(diǎn)溫度高于預(yù)設(shè)溫度，計(jì)算電氣柜內(nèi)部的溫度與凝露點(diǎn)溫度的差值，根據(jù)電氣柜內(nèi)部的溫度與凝露點(diǎn)溫度的差值生成控制信號(hào)。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(hào)。例如，采用PI調(diào)節(jié)器，將電氣柜內(nèi)部的溫度與凝露點(diǎn)溫度的差值的比例(P)和積分(I)通過(guò)線性組合構(gòu)成控制量，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制。
[0042]S308，如果凝露點(diǎn)溫度低于預(yù)設(shè)溫度，計(jì)算電氣柜內(nèi)部的溫度與預(yù)設(shè)溫度的差值，根據(jù)電氣柜內(nèi)部的溫度與預(yù)設(shè)溫度的差值生成控制信號(hào)。然后執(zhí)行S310。