一种温度自平衡机柜的制作方法

1.本实用新型涉及电力设备技术领域，具体而言，涉及一种温度自平衡机柜。


背景技术：

2.变电站作为电力系统中极其重要的一部分，已基本全面实现数字化、智能化的升级，同时，变电站内各种控制柜应运而生。随着近几年用电需求的越来越大，导致变电站负荷越来越高，控制柜内的设备发热量也随之飞升，巨大的温升往往导致设备反应迟钝，性能下降，甚至瘫痪，停电事故频发，增加了检修工作量和设备维护及更换费用。
3.目前，控制柜通常采用开门散热的方式，或者在控制柜柜门上设置一些散热孔或者加装电动风扇、空调进行散热，但是，上述散热方式会导致灰尘进入控制柜内并附着在设备表面，虽然达到了降温效果，但会影响设备的正常运行，此外，被灰尘包裹的设备的散热能力会进一步下降，进而导致更多故障。另外，采用空调散热的控制柜散热面在机柜外部，通过压缩机制冷，对机柜内进行冷风吹扫来达到降低柜内温度的目的，这种方式不仅耗能较高，同时，压缩机需要定期维修，且压缩机内的介质多数为氟化物，还会造成环境污染和全球变暖。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种温度自平衡机柜，以解决现有技术中，控制柜散热导致柜体内部灰尘污染、能耗较高、污染环境和较难维护的技术问题。
5.本实用新型的实施例是这样实现的：
6.本实用新型实施例的一方面，提供一种温度自平衡机柜，包括机柜本体、穿过机柜本体并与机柜本体固定连接的热管、以及内风扇和外风扇，热管包括蒸发端和冷凝端，蒸发端设置在机柜本体的内部，用于吸收机柜本体内的热量，冷凝端设置在机柜本体的外部，用于将机柜本体内的热量释放，内风扇设置在机柜本体内部，用于驱动机柜本体内部的空气循环并与蒸发端接触，外风扇设置在机柜本体外部，用于驱动机柜本体外部的空气循环并与冷凝端接触。
7.可选地，上述热管包括壳体和密封在壳体内部的换热介质，换热介质在吸收热量后由液态变为气态、在释放热量后由气态变为液态，蒸发端位于在冷凝端的重力下方。
8.可选地，上述机柜本体上设有安装孔，热管穿过安装孔并固定在安装孔上。
9.可选地，上述安装孔的孔壁上设有固定支架，固定支架的内壁设有凹槽，凹槽内设有密封圈，热管穿过密封圈后固定在固定支架上。
10.可选地，上述热管呈直线型，直线型的热管设置在机柜本体的顶部和/或侧壁。
11.可选地，上述热管包括第一竖直部、第二竖直部以及连接第一竖直部和第二竖直部的过渡部，过渡部穿过机柜本体并与机柜本体固定连接，第一竖直部设置在机柜本体的外部，第二竖直部设置在机柜本体的内部，第二竖直部位于第一竖直部的重力下方。
12.可选地，上述安装孔的孔壁上设有隔热层，隔热层用于隔绝热管的热量。
13.可选地，上述热管的冷凝端设有多个毛细热管，多个翅片围绕毛细热管的周壁设置。
14.可选地，上述外风扇的出风侧对准多个毛细热管。
15.可选地，上述热管包括多个，多个热管间隔设置在机柜本体上。
16.本实用新型实施例的有益效果包括：
17.本实用新型实施例提供的温度自平衡机柜，包括机柜本体、穿过机柜本体并与机柜本体固定连接的热管、以及内风扇和外风扇，热管包括蒸发端和冷凝端，蒸发端设置在机柜本体的内部，用于吸收机柜本体内的热量，冷凝端设置在机柜本体的外部，用于将机柜本体内的热量释放，内风扇设置在机柜本体内部，用于驱动机柜本体内部的空气循环并与蒸发端接触，外风扇设置在机柜本体外部，用于驱动机柜本体外部的空气循环并与冷凝端接触。内风扇驱动机柜本体内部的空气循环，使机柜本体内部的设备释放的热量集中至热管的蒸发端，蒸发端将热量吸收后传递至冷凝端，外风扇驱动机柜本体外部的气流将热量带走，同时使冷空气接触到冷凝端为冷凝端降温，最终实现机柜本体内外温度的自平衡。上述温度自平衡机柜通过热管、内风扇和外风扇对内部的设备进行散热，机柜本体内外不对流，有效避免了灰尘进入机柜本体内部，同时也提高了热传递效率。另外，热管为纯物理散热，无需维护，安全可靠，仅内风扇和外风扇存在少量能耗，温度自平衡机柜整体能耗较低且不存在污染。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
19.图1为本实用新型实施例提供的温度自平衡机柜的结构示意图之一；
20.图2为本实用新型实施例提供的温度自平衡机柜的结构示意图之二；
21.图3为本实用新型实施例提供的温度自平衡机柜的结构示意图之三；
22.图4为图3中a的局部放大图；
23.图5为本实用新型实施例提供的温度自平衡机柜的结构示意图之四；
24.图6为本实用新型实施例提供的温度自平衡机柜的结构示意图之五。
25.图标：100
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温度自平衡机柜；110
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机柜本体；111
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固定支架；1111
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凹槽；1112
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密封圈；112
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隔热层；121
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蒸发端；122
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冷凝端；123
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壳体；124
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换热介质；125
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第一竖直部；126
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第二竖直部；127
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过渡部；128
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毛细热管；130
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内风扇；140
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外风扇；150
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设备。
具体实施方式
26.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，
而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
27.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“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。术语“设置”、“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。
29.机柜内部集中设有多个用电设备，多个用电设备在工作时会散发大量热量，同时，由于用电设备的集中设置还会导致热量难以及时从机柜内散出，进而导致用电设备温度过高，降低用电设备的使用寿命，也存在一定的安全隐患。现有技术中通常采用在机柜上设置散热孔或者风扇散热的方式，但是此类散热方式会导致灰尘进入机柜内部，进而吸附在用电设备上，仍旧会影响用电设备的正常运行。有鉴于此，特提出本技术。
30.请参照图1和图2，本实施例提供一种温度自平衡机柜100，包括机柜本体110、穿过机柜本体110并与机柜本体110固定连接的热管、以及内风扇130和外风扇140，热管包括蒸发端121和冷凝端122，蒸发端121设置在机柜本体110的内部，用于吸收机柜本体110内的热量，冷凝端122设置在机柜本体110的外部，用于将机柜本体110内的热量释放，内风扇130设置在机柜本体110内部，用于驱动机柜本体110内部的空气循环并与蒸发端121接触，外风扇140设置在机柜本体110外部，用于驱动机柜本体110外部的空气循环并与冷凝端122接触。
31.内风扇130驱动机柜本体110内部的空气循环，使机柜本体110内部的设备150释放的热量集中至热管的蒸发端121，蒸发端121将热量吸收后传递至冷凝端122，外风扇140驱动机柜本体110外部的气流将热量带走，同时使冷空气接触到冷凝端122为冷凝端122降温，最终实现机柜本体内外温度的自平衡。上述温度自平衡机柜100通过热管、内风扇130和外风扇140对内部的设备150进行散热，机柜本体110内外不对流，有效避免了灰尘进入机柜本体110内部，同时也提高了热传递效率。另外，热管为纯物理散热，无需维护，安全可靠，仅内风扇130和外风扇140存在少量能耗，温度自平衡机柜100整体能耗较低且不存在污染。
32.本实施例中，对热管的安装位置不作限定，可以设置在机柜本体110的顶部或者侧壁上，也可以设置在机柜本体110的柜门或者柜体上。热管的数量可以为一个，也可以为多个，具体可以根据机柜本体110内部热量的聚集程度确定。
33.同样，内风扇130和外风扇140的数量和设置位置也不作限定，内风扇130和外风扇140的数量可以为一个，也可以为多个，内风扇130和外风扇140可以分别集中设置在热管的蒸发端121和冷凝端122，也可以分散设置在机柜本体110的内部和外部。
34.可选地，热管包括壳体123和密封在壳体123内部的换热介质124，换热介质124在吸收热量后由液态变为气态、在释放热量后由气态变为液态，蒸发端121位于在冷凝端122的重力下方。
35.壳体123为导热性能良好的密封腔体，如铜管，换热介质124密封在壳体123内部，可以采用氟利昂、丙酮、乙醇、水中的一种或多种。热管的蒸发端121吸收机柜本体110内部的热量，换热介质124吸热后由液态变为气态，气态的散热介质上升至冷凝端122，将热量释放到机柜本体110的外部。气态的散热介质在放热后开始冷凝，变为液态后受重力作用返回下部的蒸发端121。重复上述过程，通过换热介质124的气液相变将机柜内部的热量持续释放至机柜外部。
36.可选地，机柜本体110上设有安装孔，热管穿过安装孔并固定在安装孔上。
37.安装孔贯穿机柜本体110，供热管穿过，以将机柜本体110内部的热量散出至机柜本体110外部。应理解，安装孔的直径应当不小于热管的直径，若安装孔的直径等于热管的直径，则热管可以直接固定在安装孔上并将安装孔密封，若安装孔的直径大于热管的直径，则热管需要通过中间零件固定在安装孔上并将安装孔密封。安装孔的数量与热管的数量相等，设置位置根据热管的安装位置确定，本实施例对此不作限定。
38.请参照图3和4，可选地，安装孔的孔壁上设有固定支架111，固定支架111的内壁设有凹槽1111，凹槽1111内设有密封圈1112，热管穿过密封圈1112后固定在固定支架111上。
39.为了方便热管的安装和密封，在安装孔内壁上设有固定支架111，热管穿过固定支架111内部的密封圈1112后固定在固定支架111内部，密封圈1112将热管与固定支架111之间的间隙密封，以防止机柜本体110外部的灰尘进入机柜本体110内部。
40.应理解，固定支架111与安装孔的连接方式不作限定，可以为焊接，也可以为卡接，只要能够保证固定支架111固定在安装孔孔壁上并与安装孔孔壁密封连接即可。
41.请再次参照图1和图2，可选地，热管呈直线型，直线型的热管设置在机柜本体110的顶部和/或侧壁。
42.当直线型的热管设置在机柜本体110的顶部时，可以竖直设置，也可以倾斜设置，只要能够保证热管的蒸发端121位于冷凝端122的下部即可，以使散热后由气态重新变为液态的换热介质124依靠重力重新流回蒸发端121。当直线型的热管设置在机柜本体110的侧壁时，热管需要倾斜设置，以保证热管的蒸发端121和冷凝端122分别位于机柜本体110的内部和外部，并使蒸发端121位于冷凝端122的下部。
43.请参照图5，可选地，热管包括第一竖直部125、第二竖直部126以及连接第一竖直部125和第二竖直部126的过渡部127，过渡部127穿过机柜本体110并与机柜本体110固定连接，第一竖直部125设置在机柜本体110的外部，第二竖直部126设置在机柜本体110的内部，第二竖直部126位于第一竖直部125的重力下方。
44.热管包括第一竖直部125、过渡部127和第二竖直部126，热管整体呈z字型，z字型的热管可以设置在机柜本体110的顶部，也可以设置在机柜本体110的侧壁。热管通过中间的过渡部127与机柜本体110固定连接，过渡部127倾斜设置在第一竖直部125和第二竖直部126之间，使得热管中的换热介质124由气态变为液态后能够依靠重力流回蒸发端121。同时，也使第一竖直部125和第二竖直部126保持竖直安装状态，节省安装空间。
45.请参照图6，可选地，安装孔的孔壁上设有隔热层112，隔热层112用于隔绝热管的热量。
46.热管吸收热量后的壳体123温度会升高，将一部分热量通过安装孔传递给机柜本体110，在安装孔的孔壁上设置隔热层112可以防止机柜本体110吸收热管管壁的热量进而
导致温度升高。同时，隔热层112的设置也有利于热管与机柜本体110之间的密封。本实施例中，对隔热层112的材料不作限定，可以为玻璃纤维、石棉和真空板等能阻滞热流传递的材料。
47.请参照图5，可选地，热管的冷凝端122设有多个毛细热管128，多个毛细热管128围绕热管的周壁设置。
48.毛细热管128为较细的热管，设置在热管的冷凝端122以增大热管冷凝端122的换热面积，提高换热效率。毛细热管128的材质和结构可以与热管相同，只是直径远小于热管。毛细热管128呈柱状，固定在热管冷凝端122的外壁上，毛细热管128的数量可以为两个、三个或者更多，可以根据热量的多少及换热效率确定。多个毛细热管128沿热管的长度方向和/或直径方向间隔设置，以增大冷凝端122的换热面积。
49.同样，还可以在热管的蒸发端121也设置毛细热管128，毛细热管128的结构和设置方式与在冷凝端122的结构和设置方式一致，以达到加快吸热的目的，本实施例在此不再详述。
50.可选地，外风扇140的出风侧对准多个毛细热管128。
51.外风扇140的出风扇对准毛细热管128设置能加快热管冷凝端122的热交换，提高热管的散热效率。同理，若热管的蒸发端121也设置了毛细热管128，则内风扇130的出风侧也可以对准蒸发端121的毛细热管128设置。
52.可选地，热管包括多个，多个热管间隔设置在机柜本体110上。
53.为了提高换热效率，可以在机柜本体110上设置多个热管，多个热管可以根据机柜本体110内部设备150、热量的分布设置在机柜本体110的不同位置处。当然，在局部热量较高的区域，也可以设置成组的热管，每组热管中的多个热管底部通过母管并联在一起封装，形成多排热管阵列，增加热管的传热量。
54.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。