CN219329944U - 冷媒冷却ip54防护等级变频柜壳体及变频柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种冷媒冷却IP54防护等级变频柜壳体，壳体被划分为互相连通的多腔体区域，设置贯穿于各腔体区域的风道循环结构，所述风道循环结构包括：风机盘管散热风扇，出风方向水平向左从左侧吹向右侧风机盘管；功率组散热风扇和电容组散热风扇，设置于风机盘管的相对侧或右侧顶部，且两者上下叠置设置；循环散热风扇，设置于功率组散热风扇和电容组散热风扇的下方并位于柜体高度的中部设置；循环散热风扇的进风区域位于功率组散热风扇和电容组散热风扇的出风路径上，循环散热风扇的出风风向垂直向下；底部风扇，其右端进风区域在循环散热风扇的送风区域内。本壳体设计多腔体，风道循环，使柜内控制可以循环流通为降低柜内温度。

Description

冷媒冷却IP54防护等级变频柜壳体及变频柜

技术领域

本实用新型涉及变频控制技术领域，尤其涉及利用冷媒冷却的变频柜技术。

背景技术

随着经济发展，能效问题，环保问题越来越受到关注，为了节能减排，追求能效比，中央空调越来越趋向变频化，变频柜的应用越来越多。而变频柜由于使用功率元件较多,发热量较大一般占电柜功率的3％，所以变频柜的使用过程中需要关注变频柜的冷却问题，一般功率630KW以下变频器使用风冷冷却，功率在630KW以上变频器使用水冷冷却，一般市面上的冷却装置对现场水质要求高，且换热效率不高，在突然停水时容易造成变频器高温报警。

中国发明专利申请：CN 109494992 A，名称：一种变频器实现了中央空调用变频柜小型化的结构需求如该专利的图1所示，可以机载安装，防护等级达到IP42，且是冷媒冷却但该结构方案存在以下缺点：

1、该方案需要与外部环境持续进行空气主动交换，风扇404将柜外空气抽入到柜内，当环境湿度大时，柜内可能产生冷凝水，由于空气持续输入，冷凝水会持续产生，有安全风险。

2、针对该变频器中央空调机组使用时可以实现机载安装，但存在安全隐患及防护等级不高问题。市场存在IP54防护等级需求防水要求更高，该方案无法实现。

实用新型内容

本实用新型主要目的是针对上述现有技术存在的问题，提供一种冷媒冷却IP54防护等级变频柜壳体及采用其的变频柜，能够实现设定防护等级下的机载安装，冷切效果好，同时可以避免柜内冷凝水，杜绝安全隐患。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种冷媒冷却IP54防护等级变频柜壳体，其特征在于，壳体被划分为互相连通的多腔体区域，设置贯穿于各腔体区域的风道循环结构，所述风道循环结构包括：风机盘管散热风扇，设置于壳体顶部风机盘管的左侧，且出风方向水平向左从左侧吹向右侧风机盘管；

功率组散热风扇和电容组散热风扇，设置于风机盘管的相对侧或右侧顶部，且两者上下叠置设置，功率组散热风扇和电容组散热风扇的出风口朝向下方倾斜设置；

循环散热风扇，设置于功率组散热风扇和电容组散热风扇的下方并位于柜体高度的中部设置；循环散热风扇的进风区域位于功率组散热风扇和电容组散热风扇的出风路径上，循环散热风扇的出风风向垂直向下；

底部风扇，位于壳体底部左右侧之间的中间位置，其右端进风区域在循环散热风扇的送风区域内。

按上述技术方案，壳体主框架为扁平六面体，左右侧面以及正面对开设置门体封闭，框架顶部设置顶板；壳体被划分为四个互相连通的腔体区域，包括：

左侧区域A，占据腔体的左侧近半侧空间；

右前方区域B，截面呈L型，与截面为矩形的右后方区域C组合，右前方区域B和右后方区域C均紧邻左侧区域A设置；

区域D，设置在左侧区域A的顶部，用于进线连接。

按上述技术方案，风机盘管和风机盘管散热风扇设置于左侧区域A的顶部位置，在左侧区域A的底部位置设置所述底部风扇，电容组散热风扇设置于右前方区域B中，功率组散热风扇、循环散热风扇设置于右后方区域C中。

按上述技术方案，A区域还包含以下组件：风盘挡风板、导风板、断路器固定组件、断路器、进线交流电抗器，A区域各组件布置关系如下：

主框架背部安装背板组件，出线盒安装在背板组件上面；

断路器固定组件安装在主框架的左侧边框的中间支撑柱上面，断路器安装在断路器固定组件上，且设置于主框架的右侧门内部；

风机盘管安装在主框架的左侧上部且位于断路器固定组件背后；

风盘挡风板安装在风机盘管的右上部；导风板安装在风机盘管的右下部；风机盘管散热风扇安装在风机盘管上面；风机盘管散热风扇位于风机盘管左侧设置；

进线交流电抗器安装在底部主框架上，并位于A区域底部。

按上述技术方案，在主框架的左侧底部安装风扇支架及所述底部风扇。

按上述技术方案，风机盘管底部设计凝水盘，并配置排水口。

按上述技术方案，B区域还包含:电容导风罩组件、电容壳体组件、电容器，B区域各组件连接关系如下：

在主框架内部中间安装电容壳体组件，两个电容壳体组件上下叠加安装，电容壳体组件上设置若干间隔阵列设置的电容器，电容器安装在电容壳体组件预留的各电容安装孔上；电容导风罩组件在电容壳体组件端部安装,电容组散热风扇安装在电容导风罩组件上面,电容导风罩组件上面的电容组散热风扇安装接口上设置电容组散热风扇，电容组散热风扇角度倾斜设置。

按上述技术方案，C区域还包含：用于设置率组散热风扇、循环散热风扇的系统风扇支架，以及散热器及功率组件；系统风扇支架安装在主框架的左侧上部；功率组散热风扇安装在系统风扇支架上面，循环散热风扇安装在主框架中部风扇安装孔位处；散热器及功率组件安装在背板组件上。

按上述技术方案，D区域包含：进线铜排及电木组件以及进线盒组件；进线盒组件和进线铜排及电木组件安装在顶板上面；进线盒组件通过进线盒组件接口固定，在进线盒组件中设置所述铜排及电木组件。

按上述技术方案，进线盒组件包括顶部进线盖板、前端盖板、箱式主体，顶部进线盖板固定在箱式主体上，前端盖板从正前方封堵；进线铜排及电木组件包括组件主固定板，组件主固定板上分隔设置N、S、PE、R、T区域，各区域间通过线槽以及铜排固定板分隔，在各区域中设置铜排固定板，包括前板面铜排固定板以及后板面铜排固定板。

相对于现有技术，本实用新型产生的有益效果是：

1.本壳体设计多腔体，风道循环，使柜内控制可以循环流通为降低柜内温度达成前提条件；

2.本壳体设计柜内风机盘管配合风扇对电柜内部温度控制，减少柜内环境温度过高情况，也防止发生柜内散热器表面发生冷凝，更安全；

3.本壳体设计电容壳体组件使电容组件可以单独装配，方便安装维护；

4.本壳体预留散热器及功率组件使用冷媒冷却，更加有效的带走功率发热热量，并配合功率组散热风扇使功率器件表面温度降低，对器件寿命有很大作用。

5.本壳体不使用对外风扇，仅仅在壳体内设置五处风扇，顺着风道流向设置顶部的风机盘管散热风扇，电容组散热风扇、功率组散热风扇、中间高度的循环散热风扇、底部的风扇，封闭性高，防护等级可以达到IP54。

6.本壳体设计进线铜排及电木组件将进线腔体与电柜主体隔离起来，应对现场接线杂物掉落到柜内效果明显。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例的壳体电气隔室图(正视图)。

图2为本实用新型实施例的壳体内部布局结构图(左视图)。

图3为本实用新型实施例的壳体布局结构图(正视图)。

图4为本实用新型实施例的壳体布局结构图(后视图)。

图5为本实用新型实施例的壳体布局结构图(右视图)。

图6为本实用新型实施例的内部结构图(后视图)。

图7为本实用新型实施例的主框架1结构图。

图8-10为风机盘管17与风机盘管散热风扇18结构图。

图11(a)为电容壳体组件11及电容器26正视图，图11(b)为电容壳体组件11及电容器26左视图，图11(c)为电容壳体组件11及电容器26右视图，以显示电容导风罩组件10安装接口图。

图12-13为电容导风罩组件10结构图。

图14为柜内散热风道示意图。

图15为顶板5结构图。

图16进线盒组件8分结构的拆分示意图，包括顶部进线盖板81、前端盖板82、箱式主体83。

图17为进线铜排及电木组件22立体结构图。

图18为进线铜排及电木组件22前视图。

图19为断路器固定组件16结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-19所示，根据本实用新型实施的冷媒冷却IP54防护等级变频柜壳体，被划分为A-D共计四个腔体区域，包括：

左侧区域A，占据腔体区域的近半侧空间；

右前方区域B，截面呈L型，与截面为矩形的右后方区域C组合，并均紧邻左侧区域A设置，

区域D，设置在左侧区域A的顶部。

四个区域包括的部件至少有：主框架1、风盘挡风板2、左侧门3、右侧门4、顶板5、右门组件6、左门组件7、进线盒组件8、导风板9、电容导风罩组件10、电容壳体组件11、出线盒12、风扇支架及风扇13、背板组件14、系统风扇支架15、断路器固定组件16、风机盘管17、风机盘管散热风扇18、电容组散热风扇19、功率组散热风扇20、进线铜排及电木组件22。

如图1-9，本实用新型实施例的冷媒冷却IP54防护等级变频柜壳体主框架1为矩形框架，在其高度方向中部靠下位置的水平层上设置了电容壳体组件11的安装接口、循环散热风扇21的安装接口、风扇支架及风扇13安装接口、断路器固定组件16的安装接口。

如图1-19，各区域划分和结构布置如下：

A区域包含：风盘挡风板2、导风板9、断路器固定组件16、风机盘管17、风机盘管散热风扇18、断路器24、进线交流电抗器25，A区域各组件布置关系如下：

主框架1左侧安装左侧门3，右侧安装右侧门4，顶部安装顶板5；主框架1的正面右侧安装右门组件6，左侧安装左门组件7，如图2和3所示；

主框架1背部安装背板组件14；出线盒12安装在背板组件14上面，如图4所示；

主框架1的左侧底部安装风扇支架及风扇13，如图2所示也位于A区域的底部；

断路器固定组件16安装在主框架1的左侧边框的中间支撑柱上面，断路器24安装在断路器固定组件16上，如图5所示；

风机盘管17安装在主框架1的左侧上部且位于断路器固定组件16背后；

风盘挡风板2安装在风机盘管17的右上部；导风板9安装在风机盘管17的右下部；风机盘管散热风扇18安装在风机盘管17上面；风机盘管散热风扇18位于风机盘管17左侧设置；

进线交流电抗器25安装在底部主框架1上，并位于A区域底部，如图5所示；

风机盘管17底部设计凝水盘171，并配置排水口，当柜外环境湿度大时，通过排水口170排出冷凝水，如图8-10所示。本壳体设计柜内风机盘管17配合风扇对电柜内部温度控制，减少柜内环境温度过高情况，也防止发生柜内散热器表面发生冷凝，更安全。

B区域包含:电容导风罩组件10、电容壳体组件11、电容组散热风扇19、电容器26，B区域各组件连接关系如下：

主框架1内部中间安装电容壳体组件11，两个电容壳体组件11上下叠加安装，如图7和图11(a)所示；主框架1上的电容壳体组件11的安装接口与电容壳体组件11相对接设置；电容壳体组件11上设置若干间隔阵列设置的电容器26，电容器26安装在电容壳体组件11预留的各电容安装孔上，如图11(b)所示；

电容壳体组件11上设置手柄110以及底部滚轮111。本壳体设计电容壳体组件11使电容组件可以单独装配，方便安装维护。

电容导风罩组件10安装在电容壳体组件11端部安装,如图11(c)所示；电容组散热风扇19安装在电容导风罩组件10上面,如图12和13所示；电容导风罩组件10上面的电容组散热风扇安装接口190上设置电容组散热风扇19，风扇角度40°左右倾斜。

C区域包含：系统风扇支架15、功率组散热风扇20、循环散热风扇21连接关系如下：右后方区域C里面安装散热器及功率组件23；

系统风扇支架15安装在主框架1的左侧上部，如图2所示；

功率组散热风扇20安装在系统风扇支架15上面，如图2所示；

循环散热风扇21安装在主框架1中部风扇安装孔位处，如图6所示；

散热器及功率组件23安装在背板组件14上，如图4和6所示；本壳体预留散热器及功率组件23使用冷媒冷却，更加有效的带走功率发热热量，并配合功率组散热风扇24使功率器件表面温度降低，对器件寿命有很大作用。

D区域包含：里面安装进线铜排及电木组件22；进线盒组件8和进线铜排及电木组件22安装在顶板5上面；进线盒组件8、进线铜排及电木组件22连接关系如下：如图15俯视图所示，顶板5上的D区域处，进线盒组件接口80设置在进线铜排及电木组件安装接口220的两侧，进线盒组件8通过进线盒组件接口80固定，进线铜排及电木组件22固定在进线铜排及电木组件安装接口220处。如图15-18所示；

进线盒组件8，如图15和16所示，包括顶部进线盖板81、前端盖板82、箱式主体83，进线盖板81通过螺钉固定在进线箱式主体83上，前端盖板82从正前方封堵。进线盒组件8优选为钣金件组成。前端盖板82方便用户接线。

进线铜排及电木组件22如图17和图18所示，组件主固定板222上分隔设置N、S、PE、R、T区域，各区域间通过线槽224以及铜排固定板分隔，在各区域中设置铜排固定板，包括前板面铜排固定板221以及后板面铜排固定板223；本壳体设计进线铜排及电木组件22将进线腔体与电柜主体隔离起来，应对现场接线杂物掉落到柜内效果明显。

本壳体设计多腔体，风道循环，使柜内控制可以循环流通为降低柜内温度达成前提条件。

图14为柜内散热风道示意图。壳体内采用风冷冷切结构如下：本壳体不使用对外风扇，仅仅在壳体内设置五处风扇，包括顶部的风机盘管散热风扇18，功率组散热风扇20、电容组散热风扇19、位于中部的循环散热风扇21、以及底部的风扇支架及风扇13，是封闭性高，防护等级可以达到IP54。

所述风道循环结构包括：风机盘管散热风扇，设置于顶部风机盘管的左侧，且出风方向沿基本水平向左从左侧吹向右侧风机盘管；

功率组散热风扇和电容组散热风扇，设置于风机盘管的相对侧或右侧顶部，且两者上下叠置设置，功率组散热风扇和电容组散热风扇的出风口朝向下方倾斜设置；倾斜角度优选20-80度，或者30-60度倾斜，优选40-50度左右倾斜，45度最佳。

循环散热风扇，设置于功率组散热风扇和电容组散热风扇的下方并位于柜体高度的中部设置；循环散热风扇的风向基本垂直向下；

底部风扇，位于壳体底部左右侧之间的中间位置附近。

启动柜开始工作，启动柜内部器件温度开始上升，同时所有风扇开始运行，风机盘管散热风扇18将柜体左侧风吹向风机盘管17，空气与风机盘管换热冷却，降温后的空气到达功率组件23，电容器26，对功率器件及电容进行降温，同时风速也下降，电容组散热风扇19、功率组散热风扇20将电容组件及功率组件腔体空气往外抽，到达电柜右侧，风继续经过中部的循环散热风扇21往下流动，到达进线电抗器25，对电抗器25散热，底部的风扇支架及风扇13将壳体底部高温空气吹下电柜左侧，热空气上升到达电柜左侧上部。

图19为断路器固定组件16结构图。断路器24设置在断路器固定组件16上，且设置于主框架1的右侧门4内部。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种冷媒冷却IP54防护等级变频柜壳体，其特征在于，壳体被划分为互相连通的多腔体区域，设置贯穿于各腔体区域的风道循环结构，所述风道循环结构包括：风机盘管散热风扇，设置于壳体顶部风机盘管的左侧，且出风方向水平向左从左侧吹向右侧风机盘管；

功率组散热风扇和电容组散热风扇，设置于风机盘管的相对侧或右侧顶部，且两者上下叠置设置，功率组散热风扇和电容组散热风扇的出风口朝向下方倾斜设置；

循环散热风扇，设置于功率组散热风扇和电容组散热风扇的下方并位于柜体高度的中部设置；循环散热风扇的进风区域位于功率组散热风扇和电容组散热风扇的出风路径上，循环散热风扇的出风风向垂直向下；

底部风扇，位于壳体底部左右侧之间的中间位置，其右端进风区域在循环散热风扇的送风区域内。

2.根据权利要求1所述的冷媒冷却IP54防护等级变频柜壳体，其特征在于，壳体主框架为扁平六面体，左右侧面以及正面对开设置门体封闭，框架顶部设置顶板；壳体被划分为四个互相连通的腔体区域，包括：

左侧区域A，占据腔体的左侧近半侧空间；

右前方区域B，截面呈L型，与截面为矩形的右后方区域C组合，右前方区域B和右后方区域C均紧邻左侧区域A设置；

区域D，设置在左侧区域A的顶部，用于进线连接。

3.根据权利要求2所述的冷媒冷却IP54防护等级变频柜壳体，其特征在于，风机盘管和风机盘管散热风扇设置于左侧区域A的顶部位置，在左侧区域A的底部位置设置所述底部风扇，电容组散热风扇设置于右前方区域B中，功率组散热风扇、循环散热风扇设置于右后方区域C中。

4.根据权利要求2或3所述的冷媒冷却IP54防护等级变频柜壳体，其特征在于，A区域还包含以下组件：风盘挡风板、导风板、断路器固定组件、断路器、进线交流电抗器，A区域各组件布置关系如下：

主框架背部安装背板组件，出线盒安装在背板组件上面；

断路器固定组件安装在主框架的左侧边框的中间支撑柱上面，断路器安装在断路器固定组件上，且设置于主框架的右侧门内部；

风机盘管安装在主框架的左侧上部且位于断路器固定组件背后；

风盘挡风板安装在风机盘管的右上部；导风板安装在风机盘管的右下部；风机盘管散热风扇安装在风机盘管上面；风机盘管散热风扇位于风机盘管左侧设置；

进线交流电抗器安装在底部主框架上，并位于A区域底部。

5.根据权利要求2或3所述的冷媒冷却IP54防护等级变频柜壳体，其特征在于，风机盘管底部设计凝水盘，并配置排水口。

6.根据权利要求2或3所述的冷媒冷却IP54防护等级变频柜壳体，其特征在于，B区域还包含:电容导风罩组件、电容壳体组件、电容器，B区域各组件连接关系如下：

在主框架内部中间安装电容壳体组件，两个电容壳体组件上下叠加安装，电容壳体组件上设置若干间隔阵列设置的电容器，电容器安装在电容壳体组件预留的各电容安装孔上；电容导风罩组件在电容壳体组件端部安装,电容组散热风扇安装在电容导风罩组件上面,电容导风罩组件上面的电容组散热风扇安装接口上设置电容组散热风扇，电容组散热风扇角度倾斜设置。

7.根据权利要求2或3所述的冷媒冷却IP54防护等级变频柜壳体，其特征在于，C区域还包含：用于设置率组散热风扇、循环散热风扇的系统风扇支架，以及散热器及功率组件；系统风扇支架安装在主框架的左侧上部；功率组散热风扇安装在系统风扇支架上面，循环散热风扇安装在主框架中部风扇安装孔位处；散热器及功率组件安装在背板组件上。

8.根据权利要求2或3所述的冷媒冷却IP54防护等级变频柜壳体，其特征在于，D区域包含：进线铜排及电木组件以及进线盒组件；进线盒组件和进线铜排及电木组件安装在顶板上面；进线盒组件通过进线盒组件接口固定，在进线盒组件中设置所述铜排及电木组件。

9.根据权利要求2或3所述的冷媒冷却IP54防护等级变频柜壳体，其特征在于，进线盒组件包括顶部进线盖板、前端盖板、箱式主体，顶部进线盖板固定在箱式主体上，前端盖板从正前方封堵；进线铜排及电木组件包括组件主固定板，组件主固定板上分隔设置N、S、PE、R、T区域，各区域间通过线槽以及铜排固定板分隔，在各区域中设置铜排固定板，包括前板面铜排固定板以及后板面铜排固定板。

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