[发明专利]基于主动冷却技术的防爆正压柜及主动冷却方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用在易燃易爆环境下的电气柜，具体涉及一种基于主动冷却技术的防爆正压柜及主动冷却方法。

背景技术

正压柜是在防爆场所使用的电气控制柜，其基本原理是在柜体封闭的情况下向柜内通入空气，使柜内压力大于环境压力，进而防止危险气体进入柜内，使内部的普通电气元件能正常运行。由于柜内压力大于环境压力，因而称为正压柜。由于正压柜是全密封结构，给正压柜内部降低带来困难。

目前常用的冷却方法主要有：

1、自然冷却

这种方法通过正压柜外壁自然散热的方式进行工作，适用于正压柜内发热较少，且外部环境温度较低时采用。在正压柜运行时，由于发热而导致内部温度升高时，正压柜外壁的温度也随着升高，这时柜内热量通过外壁向环境自然散出。为了增加散热效果，有时需在柜壁安装散热器。

由于热量只能从高瀑向低温传递，因而柜内温度一定高于环境温度。当环境温度较高、柜内外温差较小时，散热效果不明显。

2、循环冷却（水冷）

循环冷却一般是在自然冷却不能满足要求时采用的冷却方法，其冷却效果优于自然冷却。这种方法通过设置柜内外循环管道，使冷却液（水）在柜内管道中被环境加热后，流动到柜外管道中再散热。由于冷却液多用水，因而称为水冷。

这种方式通过冷却液（水）将柜内的热量直接带出柜外，再通过管道壁散热，虽然能散出更多热量，但也只能将热量从高温向低温传递，当环境温度较高、柜内外温差较小时，散热效果不明显。

3、排气冷却

这种冷却方法是将正压柜的排气通道打开，将正压柜内的热空气排出的冷却方法。这种方法在排气的同时，需加大进气的供给，以维持柜内的正压，因而换气速度缓慢，冷却效果有限，若加大排气量，可能造成正压柜失压。

4、空调式散热

这种方式采用加装空调的方式低柜降低，但存在柜内外空气流通的情况，不能用于正压柜，且空调成本高。

发明内容

本发明提供一种基于主动冷却技术的防爆正压柜及主动冷却方法，采用主动冷却技术，在正压柜内发热相对较多、环境温度相对较高及柜内外温差小的情况下，实现柜内快速冷却，保持柜内较低的温度。甚至在极端情况下控制柜内温度低于环境温度，彻底解决正压柜的冷却问题。

本发明具体如下。

一种基于主动冷却技术的防爆正压柜，包括柜腔换气系统、主动冷却系统、内循环系统和冷却控制系统，其特征在于，所述内循环系统包括轴流风机、正压柜腔、回风道和导流装置；所述回风道布置在正压柜左、右两侧，贴侧壁扁平分布，所述内循环系统在工作时，柜内气流在轴流风机的驱动下，形成从风机口开始、经内腔、 回风道、 导流板、 换热器，再到风机口的循环气流。

进一步地，所述导流装置为导流板。

进一步地，在回风道内加装换热器。

进一步地，在柜内划分工作腔和循环风道。

进一步地，所述柜腔换气系统包括柜体、进气通道、排气通道及进排气控制部分。

进一步地，柜腔换气系统中的进气口、排气口布置在的柜内腔对角位置。

进一步地，所述主动冷却系统包括压缩机、制冷剂循环管路、柜内吸热式热交换器、柜外放热式热交换器及相关控制电路。

进一步地，所述制冷剂循环管路包括循环管、毛细管和干燥器。

进一步地，在正压柜上设置过壁孔。

一种防爆正压柜的主动冷却方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先，正压柜开门后再次正常工作前运行换气模式，在气换气过程中，监控正压柜内的信息，满足规定条件后换气结束，关闭排气口，进气口继续进气，保证柜内的压力大于外部在大气压，给正压柜进行上电；

之后进入运行模式，对正压柜进行温度和压力进行控制，当温度高于设定值时，主动制冷系统中在压缩机起动，开始对柜内进行降温；当温度低于一定值时，压缩机停止工作；在这个过程中，内部循环系统一直工作，以保持柜内温度均匀。

本发明具有以下优点：

1.采用内循环的系统，使内腔、回风道、导流板、换热器、风机等形成循环风道，使柜内温度均匀，并将热气流经过内换热器，提高冷却效果；

2.回风道贴壁布置，由于回风道中是热气流，因而能充分利用柜壁进行直接散热；

3.采用压缩式制冷原理，能够将热从低温向高温传递，实现即使环境温度较高，也能对柜内进行充分冷却；

4.冷却系统所需的压缩机等电气系统，因为可以安装在正压柜内的安全事环境，因而可以采用非防爆器件，降低成本；