高壓變頻器冷卻裝置以及通風散熱系統的製作方法
2023-08-08 06:43:46 1
本實用新型涉及通風冷卻技術領域，尤其是涉及一種高壓變頻器冷卻裝置以及通風散熱系統。
背景技術：
現有的磷銨廠多功能裝置尾氣風機一般採用高壓變頻控制，高壓變頻設備內的功率單元在運行中要產生大量的熱量，為了使這些熱量能及時散出，現有的設計時採用了「強制風冷散熱」模式。即在每臺變頻功率單元櫃頂上安裝三臺離心式風機，在變壓器櫃的櫃底部安裝六臺專用橫流風機，櫃頂安裝一臺離心式風機。冷空氣通過櫃前過濾層進入變頻櫃內，與元器件散發的熱量經過熱交換後，由風機將櫃內的熱量通過風道排向室外。
室內大量的空氣強制排向室外後，室內氣壓遠遠小於室外氣壓，從而在室內產生很高的負壓，這嚴重影響到變頻設備的安全穩定運行，這也是一直困擾著廠家對高壓變頻運行維護的一個難題。
技術實現要素：
本實用新型的目的在於提供一種高壓變頻通風系統以及通風散熱系統，以解決現有技術中高壓變頻式空冷方式下室內負壓過高，嚴重影響設備的安全穩定運行的技術問題。
一方面，本實用新型提供的一種高壓變頻器冷卻裝置，包括：冷水機組、空水冷系統以及設置在高壓變頻器櫃頂的熱風通道；
所述冷水機組和所述空水冷系統均設置在變頻室外、且兩者之間連通有循環水管道能夠實現水循環；所述空水冷系統頂部設有第一進風口，所述熱風通道與所述第一進風口連通；所述空水冷系統設有第一出風口，所述第一出風口與開設於所述高壓變頻器櫃底的第二進風口連通；所述高壓變頻器的櫃頂開設有第二出風口，所述第二出風口與所述熱風通道連通，且在所述第二進風口處設置有可拆卸的過濾網。
進一步地，所述高壓變頻器為若干個，且每個高壓變頻器的頂部一一對應開設有所述第二出風口，若干個所述第二出風口分別與所述熱風通道連通。
進一步地，每個所述空水冷系統的第一出風口的位置安裝有加壓風機。
進一步地，在所述第一進風口到第一出風口的通道空間內所述空水冷系統豎直設置有冷水管；所述循環水管道包括連通所述冷水管的下端與所述冷水機組的出水管以及連接所述冷水管的上端與所述冷水機組的回水管。
進一步地，所述冷水機組連通有對所述冷水機組供水的蓄水箱。
進一步地，所述過濾網設置有若干層。
進一步地，所述高壓變頻器包括單獨設置的造粒尾氣風機變頻器和乾燥尾氣風機變頻器；所述造粒尾氣風機變頻器和所述乾燥尾氣風機變頻器的頂部分別設置有所述第二出風口，且底部分別設置有第二進風口。
進一步地，所述造粒尾氣風機變頻器和乾燥尾氣風機變頻器分別具有變壓器櫃和功率櫃。
進一步地，所述造粒尾氣風機變頻器和乾燥尾氣風機變頻器前後間隔設置；所述變壓器櫃和所述功率櫃垂直於熱風通道的延伸方向並排設置，且兩臺所述變壓器櫃與兩臺所述功率櫃分別對角設置。
另一方面，本實用新型提供的一種通風散熱系統，包括變頻室，所述變頻室安裝有如上述技術方案中提供的任一種所述的高壓變頻器冷卻裝置。
與現有技術相比，本實用新型能夠達到以下有益效果：
本實用新型提供一種高壓變頻冷卻裝置以及通風散熱系統，包括：冷水機組、空水冷系統以及設置在高壓變頻器櫃頂的熱風通道；冷水機組和空水冷系統均設置在變頻室外、且兩者之間連通有循環水管道能夠實現水循環；空水冷系統頂部設有第一進風口，熱風通道與第一進風口連通；空水冷系統設有第一出風口，第一出風口與開設於高壓變頻器櫃底的第二進風口連通；變頻櫃的頂部開設有第二出風口，第二出風口與散熱通道連通，且在第二進風口處設置有可拆卸的過濾網。高壓變頻器在工作中產生熱量，帶有熱量的熱風上升經其頂部的第二出風口進入熱風管道，熱風管道將熱風輸送到空水冷系統。冷水機組與空水冷系統之間的由循環水管道連接，冷水機組的冷水經過空水冷系統後循環回到冷水機組。在冷卻水在空水冷系統經過時，與由熱風通道輸送來的熱風進行熱交換。冷水帶走了熱風的熱量，熱風的溫度得到降低。熱風溫度降低後變為冷風，從空水冷系統的第一出風口排出再次由高壓變頻器櫃底進入高壓變頻器，實現風循環。冷水經過空水冷系統帶走熱風的熱量後再次循環回到冷水機組實現水循環。第二進風口處設置有可拆卸的過濾網，對進入高壓變頻器的冷氣進行初步過濾，去除雜質與灰塵。可以看出，該高壓變頻器冷卻裝置冷卻水與循環風完全分離，水管線在變頻室外與高壓變頻器明確分離，確保高壓變頻器室不會受到液體、絕緣破壞等安全威脅和事故。由於整個變頻器系統也是採用內循環式，使變頻器達到良好的通風散熱效果的同時，避免了外界粉塵及氣體進入變頻器室內，保證了變頻器室內良好的運行環境。在空水冷系統出現故障時可應急切換為開放式冷卻，不影響設備運行。安裝有該高壓變頻器冷卻裝置的通風散熱系統，具有更高的安全性。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現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，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實施例一提供的一種高壓變頻器冷卻裝置的結構示意圖；
圖2為本實施例一提供的另一種高壓變頻器冷卻裝置的結構示意圖；
圖3為本實施例一提供的又一種高壓變頻器冷卻裝置的結構示意圖；
圖4為本實施例一提供的一種高壓變頻器冷卻裝置中高頻變壓器的結構圖。
圖標：100－冷水機組；110－出水管；111－循環泵；120－回水管； 200－空水冷系統；201－加壓風機；310－乾燥尾氣風機變頻器；320－造粒尾氣風機變頻器；301－功率櫃；302－變壓器櫃；400－熱風通道；500－蓄水箱。
具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本實用新型，並不用於限制本實用新型。
圖1為本實施例一提供的一種高壓變頻器冷卻裝置的結構示意圖；圖2為本實施例一提供的另一種高壓變頻器冷卻裝置的結構示意圖；圖3為本實施例一提供的又一種高壓變頻器冷卻裝置的結構示意圖；圖4為本實施例一提供的一種高壓變頻器冷卻裝置中高頻變壓器的結構圖。
實施例一
高壓變頻設備內的功率單元在運行中要產生大量的熱量，現有的風冷通風散熱裝置對變頻室內通風散熱，室內大量的空氣強制排向室外後，室內氣壓遠遠小於室外氣壓，從而在室內產生很高的負壓，這嚴重影響到變頻設備的安全穩定運行。
負壓會對高壓變頻設備帶來的極大的影響，具體有以下幾個方面：
1、室內粉塵大。變頻室離多功能原料庫僅一路之隔，大量原料及灰塵從門、窗縫、牆體進風道進入室內，室內環境衛生差，空氣濾網因吸附大量灰塵而造成堵塞，通風不暢。遇到下雨及潮溼環境下，粉塵伴著水汽吸入變頻櫃內粘附在設備表面，影響各元器件使用壽命，多次造成短路及元器件損壞事故。
2、元器件壽命低。負壓高致使室溫升高，在環境溫度為25℃時，單個電子元器件溫度每升高10℃，壽命將減少50％，嚴重影響設備運行的可靠性，部分模塊經常報過熱故障，導致風機跳車，影響裝置生產。
3、軸流風機負荷高。室內嚴重負壓致使軸流風機負荷增大，不但降低其使用壽命，而且在長時間過負荷運行中會造成開關跳閘，如果不及時發現和處理，將會使變頻器內部溫度急劇升高，嚴重影響變頻器的安全穩定運行。
4、影響設備正常巡視。由於室內負壓大，造成開關門特別費力，需約20kg左右的力量，才能將門打開，稍不留意門在負壓的作用下又自動關閉，門也因大力開、關損壞較快，嚴重時因門壞而不能進入室內，致使人員無法正常巡檢設備。
5、運行及維護及檢修成本增加。由於高壓變頻器技術集成化較高，大多技術核心元器件依賴進口，造成採購價格昂貴且周期長。例如某廠2014年6月由於連續陰雨天氣兩臺高壓變頻器件受粉塵腐蝕出現故障，影響裝置停車近一個月之久，控制電路板、分壓電阻、連接電纜等相關備件採購費用高達50萬元。且2015年6月由於乾燥尾氣風機高壓變頻器變壓器受粉塵腐蝕出現短路故障影響裝置停車一周，變壓器檢修費用5萬元。投運至今共計更換損壞模塊3塊，產生檢修費用24萬元。
如圖1所示，本實施例提供的一種高壓變頻器冷卻裝置，包括：冷水機組100、空水冷系統200以及設置在高壓變頻器櫃頂的熱風通道400；
冷水機組100和空水冷系統200均設置在變頻室外、且兩者之間連通有循環水管道能夠實現水循環；空水冷系統200頂部設有第一進風口，熱風通道400與第一進風口連通；空水冷系統200設有第一出風口，第一出風口與開設於高壓變頻器櫃底的第二進風口連通；高壓變頻器的櫃頂開設有第二出風口，第二出風口與熱風通道400連通，且在第二進風口處設置有可拆卸的過濾網。
高壓變頻器櫃在工作中產生熱量，帶有熱量的熱風上升經其頂部的第二出風口進入熱風管道，熱風管道將熱風輸送到空水冷系統 200。冷水機組100與空水冷系統200之間由循環水管道連接，冷水機組100的冷水經過空水冷系統200後循環回到冷水機組100。冷卻水在空水冷系統200經過時，與由熱風通道400輸送來的熱風進行熱交換。冷水帶走了熱風的熱量，熱風的溫度得到降低。熱風溫度降低後變為冷風，從空水冷系統200的第一出風口排出再次由高壓變頻器櫃底進入高壓變頻器，實現風循環。冷水經過空水冷系統200帶走熱風的熱量後再次循環回到冷水機組100實現水循環。第二進風口處設置有可拆卸的過濾網，對進入高壓變頻器的冷氣進行初步過濾，去除雜質與灰塵。可以看出，該高壓變頻器冷卻裝置冷卻水與循環風完全分離，水管線在變頻室外與高壓變頻器明確分離，確保高壓變頻器室不會受到液體、絕緣破壞等安全威脅，有效預防意外事故的發生。由於整個變頻器系統也是採用內循環式，使變頻器達到良好的通風散熱效果的同時，避免了外界粉塵及氣體進入變頻器室內。保證了變頻器室內良好的運行環境。在空水冷系統200出現故障時可應急切換為開放式冷卻，不影響設備運行。
其中冷水機組100與空水冷系統200連通，用於保證空水冷系統 200中水循環的溫度。
具體地，在每個高壓變頻器櫃頂的第二出風口安裝有一個軸流風機，用於將高壓變頻器櫃內的熱風抽出輸送到熱風通道400，其安裝簡便，換氣效果明顯。
另外，如圖2所示，空水冷系統200的第一出風口的位置安裝有加壓風機201。加壓風機201用於強制向安裝有高壓變頻器內輸送由空水冷系統200排出的冷風，增加空氣冷卻系統的循環。優選地，在加壓風機201的底部還可以設置有表冷器，
工廠生產環境不可避免地產生灰塵以及雜質，本實施例中空氣冷卻循環中的氣流也不可避免會有灰塵與雜質。空氣冷卻循環的氣流需要進入高壓變頻器內帶走高壓變頻器產生的熱量，若氣流中的雜質或灰塵過多，會對變頻器設備造成一定的損害。為了解決這個問題，本實施例中，在第二進風口處設置有可拆卸的過濾網，用於過濾由空水冷系統200的第一出風口排出的冷氣中的雜質與灰塵，經過過濾網過濾的冷氣氣流進入高壓變頻器內部，大大降低了雜質或者灰塵對變頻器造成影響的風險。
隨著工作時間的延長，過濾網上粘附的雜質與灰塵會越來越多，當過濾網上粘附的雜質與灰塵足夠多影響到氣體的流動時，會影響整個系統的通風散熱，此時，將已經粘附了很多雜質與灰塵的過濾網拆卸下來，並更換安裝乾淨的過濾網，使整個系統的通風散熱順利進行。
需要說明的是，此處的乾淨的過濾網，可以是新的過濾網，也可以是清洗乾淨的過濾網。
具體地，該過濾網設置有若干層。
由空水冷系統200的第一出風口排出的冷氣中含有不同的雜質與灰塵，過濾網的種類可以根據不同的雜質種類和灰塵設置。
本實施例中，過濾網包括三層：膠化棉粗過濾網、集塵過濾網以及HEPA(High Efficiency Particulate Air filter)過濾網。三層過濾網沿著氣流的流動方向依次設置。
具體地，膠化棉製成的粗過濾網，可以有效過濾到20微米以上的大小的飄塵，其中包括家中寵物脫落的毛髮、人體的頭屑、或者花粉等物質，過濾效果一般都可以達到92％左右。
工廠的空氣中塵埃具有很大的比重。從塵埃的物理特性來看，灰塵是固體雜質，形狀多不規則。從其化學特性來看，塵埃的成分比較複雜，它有時會提供導致降解的酸根和金屬離子。有些塵埃本身就帶有酸性或鹼性，例如硫酸煙霧、光化學煙霧就具有酸性，金屬氧化物等微粒具有鹼性。另外塵埃中的飄塵由於粒徑小，表面積非大，因此它們的吸附能力很強，可以將空氣中的有害物質吸附在它們表面，而呈酸性或鹼性。由於塵埃複雜的物化性能，很難利用特殊某一種的過濾物質對其過濾並達到良好的淨化效果。對塵埃的處理最簡便快捷的方法就是用其他物質對其進行吸附，從而降低空氣中塵埃的含量。集塵過濾網可以對氣流中的灰塵起到很好的吸附效果，達到淨化的目的。
HEPA過濾網由化學纖維或是玻璃纖維製造而成，內部則使用了絮狀結構。在過濾效果方面，對直徑為0.3μm的顆粒物有效去除率可以達到99.74％以上。
本實施例中的高壓變頻器為若干個，且每個高壓變頻器的頂部一一對應開設有第二出風口，若干個第二出風口分別與熱風通道400 的連通。
在生產工作中，高壓變頻器有多臺，為了簡化顯示，本實施例的結構示意圖中高壓變頻器為兩臺。兩臺高壓變頻器分別有第二出風口，每個第二出風口與熱風通道400連通。
具體地，如圖4所示，高壓變頻器包括單獨設置的造粒尾氣風機變頻器320和乾燥尾氣風機變頻器310；造粒尾氣風機變頻器320和乾燥尾氣風機變頻器310的頂部分別設置有第二出風口，且底部分別設置有第二進風口。
其中，造粒尾氣風機變頻器320和乾燥尾氣風機變頻器310分別具有變壓器櫃302和功率櫃301。
並且，造粒尾氣風機變頻器320和乾燥尾氣風機變頻器310前後間隔設置；變壓器櫃302和功率301櫃垂直於熱風通道400的延伸方向並排設置，且兩臺變壓器櫃302與兩臺功率櫃301分別對角設置。
在第一進風口到第一出風口的通道空間內空水冷系統200豎直設置有冷水管；循環水管道包括連通冷水管的下端與冷水機組100 的出水管110以及連接冷水管的上端與冷水機組100的回水管120。
空水冷系統200中包括豎直設置的冷水管，冷水管的延伸方向與第一進風口到第一出風口之間的氣流通道相平行，且冷水管中的水流方向與氣流的流動方向相反，熱風由上向下運動，冷水由下向上運動，這樣的設置，便於冷水管中的冷水帶走熱氣流的熱量，實現熱量交換。
需要說明的是，為了實現冷水管中的冷水由下向上流動，在冷水機組100的出水管110上設置有循環泵111，實現冷水的循環流動。
冷水管設置有多根，均為豎直設置，可以為層疊狀結構。冷水管之間可以為首尾連通，形成蛇形通道；也可以是多個冷水管的頂端連通且底端也連通，多個冷水管並行。
冷水管與冷水管之間存在空間，該空間組成為由第一進風口與第一出風口之間的氣流通道。由第一進風口進入的熱風經該氣流通道從第一出風口排出，在這個過程中，熱風與冷水管中的冷水實現熱交換，冷水帶走熱風中的熱量，使其變為冷風從第一出風口排出進入高壓變頻器內。具體地，經第一出風口排入變頻室內的冷風溫度小於38℃。
如圖3所示，本實施例中，冷水機組100連通有對冷水機組100 供水的蓄水箱500。
由於一般工業用水中含有較多的可溶性鈣鎂化合物，會容易形成結垢，造成水管等設備阻塞，影響設備運行。本實施例中蓄水池500 中的水是經過軟化的，其水質要求偏鹼性，其pH>7.2。並且定期檢查蓄水池500中的水位，根據情況進行補水。
具體地，工作中冷水機組100排出的水壓為0.25-0.45MPa，進入空水冷系統200的冷卻水的溫度小於33℃，冷卻水的循環流量為 22m3/h。
實施例二
本實施例提供的一種通風散熱系統，包括變頻室，變頻室安裝有如實施例一提供的任一種高壓變頻器冷卻裝置。
關於高壓變頻器冷卻裝置的具體結構上文中已做詳細描述，此處不再贅述。
需要說明的是，本實施例中變頻室的門具有防火防塵的功能。
安裝有該高壓變頻器冷卻裝置的通風散熱系統，具有更高的安全性。
最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的範圍。