CN105135541A - 一种适用于电容器、电抗器室的换热方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于电容器、电抗器室的换热方法，所述的换热方法采用双环路换热方式，室内换热与室外换热相互隔开，室内热空气在室内风机的抽吸力作用下进入室内换热环路，与蒸发器交换热量，使蒸发器内的相变材料汽化，并进入室外换热环路的冷凝器，室外空气在室外风机的抽吸力作用下进入室外换热环路，与冷凝器内汽化的相变材料交换热量，使相变材料液化，并回流至蒸发器内，如此循环，实现室内降温的目的。本发明可以实现内外循环相互隔开的高效换热，达到节能、降噪、散热、防尘的目的，使站内设备有一个很好的现场运行环境。解决目前变电站电容器、电抗器室的室内温度高，散热效果差的问题。

Description

一种适用于电容器、电抗器室的换热方法

技术领域

本发明涉及变电站元器件室的室内温度较高时的换热技术，特别是电容器室和电抗器室的换热，具体是一种适用于电容器、电抗器室的换热方法。

背景技术

目前变电站电容器室、电抗器室由于室内较为封闭，虽然使用排风机，但散热效果不理想，当设备运行时，室内温度较高，尤其是夏季，室内温度可达45℃～60℃，不利于设备的正常运行。

目前影响换热装置换热性能的因素有：

(1)充液量与倾斜角度

工作介质充注量对换热性能有较大影响，充液量并非越多越好，充液量大反而增加管路内液膜厚度，使蒸发强度下降，热阻增大，传热效果降低；蒸发、冷凝器的倾斜角度也同样影响工作介质的液膜厚度、工作介质的蒸发与回流，从而影响换热效果。

(2)室内、室外侧的空气流量

空气流量增加，热管外空气的对流换热系数增加，从而增大室内外换热量。

(3)工作介质的物理性质

随着工作介质的压力升高，蒸汽密度增加，蒸汽流速相对减少，对液膜的扰动减弱，液膜厚度增加会使换热系数降低。在工作温度下(约45℃)，R134a的工作压力相对较低，是一种被广泛应用的中温制冷剂，沸点为-26.26℃，而且安全性很高，对大气臭氧层也没有破坏作用。

如果采用空调制冷降温，需要采用压缩机，压缩制冷剂(例如氟利昂)变成液态，然后利用液态在常压下变气态时的吸热现象制冷。在电容器室和电抗器室工作温度特别高的情况下，采用空调制冷，压缩机功耗非常大，耗电量特别高。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于电容器、电抗器室的换热方法，本发明的换热方法可以实现内外循环相互隔开的高效换热，充分利用环境冷却技术，隔墙散热，并能实时监测，达到节能、降噪、散热、防尘的目的，使得站内设备有一个很好的现场运行环境。用以解决目前变电站电容器、电抗器室的室内温度高，温度散热效果差的问题。

为实现上述目的，本发明的方案是：一种适用于电容器、电抗器室的换热方法，所述的换热方法采用双环路换热方式，室内换热环路与室外换热环路相互隔开，室内换热环路设置室内风机、蒸发器和第一连通管路，室外换热环路设置室外风机、冷凝器和第二连通管路，第一连通管路连通蒸发器和冷凝器的上端，第二连通管路连通蒸发器和冷凝器的下端；

所述的换热方法包括如下步骤：

(1)开启位于室内的室内风机和位于室外的室外风机，开启室内、室外热循环；

(2)室内热空气在室内风机的抽吸力作用下，进入室内换热环路，与蒸发器内的相变介质交换热量，使所述的相变介质升温汽化后，通过第一连通管道流入室外环路的冷凝器管道内，而冷却后的室内热空气排到室内；

(3)室外空气在室外风机的抽吸力作用下，进入室外换热环路，与冷凝器内汽化的相变介质交换热量，带走所述相变介质的潜热，使冷凝器内的相变介质降温液化，并通过第二连通管道重新流回到蒸发器内，而吸热后的室外空气再次排到室外；

(4)通过步骤(2)与(3)的不断循环，实现对电容器室和电抗器室降温的目的。

根据本发明所述的适用于电容器、电抗器室的换热方法，所述的换热方法设置室内温度检测装置、室外温度检测装置以及风机控制器，所述的室内温度检测装置和室外温度检测装置实时检测室内外温度，并发送给风机控制器，所述的风机控制器根据所述的室内外温度信号，计算室内外温差，当判定室内外温差达到15℃以上时，风机控制器发出控制信号，自动控制室内风机和室外风机启动，开始室内外热循环。

根据本发明所述的适用于电容器、电抗器室的换热方法，所述的室外温度检测装置和室内温度检测装置均为温度传感器。

根据本发明所述的适用于电容器、电抗器室的换热方法，所述的换热方法还在室内温度检测装置、室外温度检测装置和风机控制器的输出端设置显示器，便于对室内外温度情况进行监测。

根据本发明所述的适用于电容器、电抗器室的换热方法，所述的室内风机、蒸发器和第一连通管道均设置在室内环路壳体内，所述的室外风机、蒸发器以及第二连通管道均设置在室外环路壳体内，所述的室内环路壳体设置室内进风口和室内出风口，所述室外环路壳体设置室外进风口和室外出风口，室内热空气的排入和排出分别通过室内进风口和室内出风口实现，室外空气的排入和排出分别通过室外进风口和室外出风口实现。

根据本发明所述的适用于电容器、电抗器室的换热方法，所述的相变材料为R134a冷凝剂。

本发明还提供一种适用于电容器、电抗器室的换热装置，所述的换热装置为双环路热管换热装置，所述的双环路热管换热装置包括相互隔开的室内换热环路和室外换热环路，所述的室内换热环路包括室内环路壳体，位于室内环路壳体内的室内风机、蒸发器以及第一连通管道，所述的室外换热环路包括室外环路壳体，位于室外环路壳体内的室外风机，冷凝器以及第二连通管道，所述蒸发器和冷凝器的管道内均装有相变介质；

所述的第一连通管道位于蒸发器的上方，所述第一连通管道的首端与蒸发器的上端连通，所述第一连通管道的尾端与冷凝器的上端连通，所述第二连通管道位于冷凝器的下方，所述第二连通管道的首端与冷凝器的下端连通，所述第二连通管道的尾端与蒸发器的下端连通，所述室内环路壳体一侧设置有室内进风口和室内出风口，所述室外环路壳体的一侧设置有室外进风口和室外出风口。

进一步地，所述的双环路热管换热装置还包括室内温度检测装置、室外温度检测装置以及风机控制器，所述室内温度检测装置和室外温度检测装置的信号输出端均连接风机控制器，所述风机控制器的信号输出端控制连接室内风机和室外风机，所述的风机控制器根据室内外温差，发出控制信号，控制室内风机和室外风机启动。

进一步地，所述的室外温度检测装置和室内温度检测装置均为温度传感器。

进一步地，所述的换热装置包括显示器，所述的室外温度检测装置、室内温度检测装置以及风机控制器的输出端均连接显示器，便于对室内外温度情况进行监测。

本发明达到的有益效果：

(1)本发明所述的双环路热管换热器，不像现有的空调需要压缩机，因此能耗小，在工作过程中所耗电量仅为室内外两风机的功耗，小于900W，室内外温差超过20℃时，能效比可以达到9.0。

(2)本发明的换热器将室外与室内循环完全隔开，用于变电站时不会影响工作环境的相对湿度，也不会将室外灰尘带入室内，从而提高安全性。

(3)本发明的换热机柜靠墙安装，厚度小，室外噪音低，在过渡季和冬季，相对空调来说，该换热器可以大幅度减少用电量，而且安全性高，该装置的安装将改善电容器室、电抗器室内温度较高的情况，大大提高室内设备的运行工况，为电力设备的安全稳定运行提供保障，具有非常重大的意义。

附图说明

图1是本发明换热装置的结构示意图。

图中，1为室内风机，2为室外风机，3为蒸发器，4为冷凝器，5为第一连通管道，6为第二连通管道，7为室内进风口，8为室内出风口，9为室外进风口，10为室外出风口，11为隔板。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步详细的说明。

针对目前变电站电容器、电抗器室散热效果差、室内温度高的现状，本发明提供一种用于电容器室和电抗器室的换热方法及装置，本发明的换热装置采用双环路热管换热，不需要压缩机，室内室外循环相互隔开，实现高效换热，该换热装置充分利用环境冷却技术，隔墙散热，并能实时监测，达到节能、降噪、散热、防尘的目的，使得站内设备有一个很好的现场运行环境。

如图1所示，本发明所述的换热装置为双环路热管换热装置，所述的双环路热管换热装置包括室安装于室内侧的室内换热环路和安装于室外侧的室外换热环路，且室内换热环路与室外换热环路完全隔开，不会影响工作环境的相对湿度，也不会将室外灰尘带入室内，从而提高安全性。

所述的室内换热环路包括室内环路壳体，以及位于室内环路壳体内的室内风机1、蒸发器3以及第一连通管道5，所述的室外换热环路包括室外环路壳体，以及位于室外环路壳体内的室外风机2，冷凝器4以及第二连通管道6，所述蒸发器3和冷凝器4的管道内均装有相变介质R134a，所述的室内环路壳体的一侧设置室内进风口7和室内出风口8，所述室外环路壳体的一侧设置有室外进风口9和室外出风口10。

所述的蒸发器3位于室内环路壳体的下部，所述的第一连通管道5位于蒸发器3的上方，所述的冷凝器4位于室外环路壳体的上部，所述的第二连通管道6位于冷凝器4的下方，所述第一连通管道5的首端与蒸发器3的上端连通，所述第一连通管道5的尾端与冷凝器4的上端连通，所述第二连通管道6位于冷凝器4的下方，所述第二连通管道6的首端与冷凝器4的下端连通，所述第二连通管道6的尾端与蒸发器3的下端连通。

所述的双环路热管换热装置还包括室内温度检测装置、室外温度检测装置、风机控制器以及显示器，所述室内温度检测装置和室外温度检测装置的信号输出端均连接风机控制器，所述室内温度检测装置和室外温度检测装置用于实时检测室内外温度，并将检测到的室内、外温度信号发送给风机控制器，并发送给显示器进行显示，所述风机控制器的信号输出端控制连接室内风机1和室外风机2。本实施例采用的所述的室外温度检测装置和室内温度检测装置均为温度传感器。通过显示器的作用，便于实时监测室内外环境温度。

本发明的换热装置在进行换热工作时，由室内温度传感器实时检测室内温度，室外温度传感器实时检测室外温度，并将室内温度信号、室外温度信号实时发送给风机控制器，所述的风机控制器根据所述的室内外温度信号，计算室内外温差，并发送给显示器进行显示，当室内外温差达到15℃以上时，风机控制器发出控制信号，控制室内风机1和室外风机2启动，开始室内外热循环。

室内热空气在室内风机1抽吸力的作用下，由室内进风口7进入室内环路壳体，与蒸发器3内的相变介质交换热量，使相变介质受热升温汽化后，通过第一连通管道5流入室外环路壳体的冷凝器4管道内，且冷却的室内热空气通过室内出风口8排到室内，使室内温度降低。

室外空气在室外风机2抽吸力的作用下，由室外环路壳体的室外进风口9进入室外环路壳体内，并与冷凝器4内汽化的相变介质交换热量，带走相变介质的潜热，使冷凝器4内的相变介质降温，冷凝为液体，冷凝后的相变介质在冷凝器4与蒸发器3的位差作用下，通过第二连通管道6重新回流至蒸发器3内，而升温的室外空气从室外环路壳体的室外出风口10排出至室外。

如此循环，在室内外温差作用下，凭借封闭管路内的相变介质，反复发生相变而进行热量传递，实现室内与室外的热量交换，降低室内温度。而且，由于室内与室外热循环完全隔离开，不会将室外灰尘带入室内，提高安全性。

本发明所述的双环路热管换热器，能耗小，在工作过程中所耗电量仅为室内外两风机的功耗，小于900W，室内外温差超过20℃时，能效比可以达到9.0。本发明的换热机柜靠墙安装，厚度小，室外噪音低，在过渡季和冬季，相对空调来说，该换热器可以大幅度减少用电量，而且安全性高，该装置的安装将改善电容器室、电抗器室内温度较高的情况，大大提高室内设备的运行工况，为电力设备的安全稳定运行提供保障，具有非常重大的意义。

Claims (6)

1.一种适用于电容器、电抗器室的换热方法，其特征在于：所述的换热方法采用双环路换热方式，室内换热环路与室外换热环路相互隔开，室内换热环路设置室内风机、蒸发器和第一连通管路，室外换热环路设置室外风机、冷凝器和第二连通管路，第一连通管路连通蒸发器和冷凝器的上端，第二连通管路连通蒸发器和冷凝器的下端；

所述的换热方法包括如下步骤：

(1)开启位于室内的室内风机和位于室外的室外风机，开启室内、室外热循环；

(2)室内热空气在室内风机的抽吸力作用下，进入室内换热环路，与蒸发器内的相变介质交换热量，使所述的相变介质升温汽化后，通过第一连通管道流入室外环路的冷凝器管道内，而冷却后的室内热空气排到室内；

(3)室外空气在室外风机的抽吸力作用下，进入室外换热环路，与冷凝器内汽化的相变介质交换热量，带走所述相变介质的潜热，使冷凝器内的相变介质降温液化，并通过第二连通管道重新流回到蒸发器内，而吸热后的室外空气再次排到室外；

(4)通过步骤(2)与(3)的不断循环，实现对电容器室和电抗器室降温的目的。

2.根据权利要求1所述的适用于电容器、电抗器室的换热方法，其特征在于，所述的换热方法设置室内温度检测装置、室外温度检测装置以及风机控制器，所述的室内温度检测装置和室外温度检测装置实时检测室内外温度，并发送给风机控制器，所述的风机控制器根据所述的室内外温度信号，计算室内外温差，当判定室内外温差达到15℃以上时，风机控制器发出控制信号，自动控制室内风机和室外风机启动，开始室内外热循环。

3.根据权利要求2所述的适用于电容器、电抗器室的换热方法，其特征在于，所述的室外温度检测装置和室内温度检测装置均为温度传感器。

4.根据权利要求3所述的适用于电容器、电抗器室的换热方法，其特征在于，所述的换热方法还在室内温度检测装置、室外温度检测装置和风机控制器的输出端设置显示器，便于对室内外温度情况进行监测。

5.根据权利要求1所述的适用于电容器、电抗器室的换热方法，其特征在于，所述的室内风机、蒸发器和第一连通管道均设置在室内环路壳体内，所述的室外风机、蒸发器以及第二连通管道均设置在室外环路壳体内，所述的室内环路壳体设置室内进风口和室内出风口，所述室外环路壳体设置室外进风口和室外出风口，室内热空气的排入和排出分别通过室内进风口和室内出风口实现，室外空气的排入和排出分别通过室外进风口和室外出风口实现。

6.根据权利要求1所述的适用于电容器、电抗器室的换热方法，其特征在于，所述的相变材料为R134a冷凝剂。