一種變頻器的水冷換熱裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種變頻器的水冷換熱裝置，包括冷卻機構、輸水機構和換熱器，其中，冷卻機構包括水冷板，水冷板安裝在變頻器的發熱元件上，水冷板上設置有流道，流道的兩端分別為導熱進水口和導熱出水口；輸水機構包括水泵、第一進水管、第二進水管和出水管，第一進水管連接換熱器的出水口和水泵的進水口，第二進水管連接水泵的出水口與導熱進水口，出水管連接導熱出水口與換熱器的進水口。本實用新型變頻器的水冷換熱裝置散熱效率高，是傳統采用風冷散熱效率的20倍以上，所以能保證變頻器內各發熱元件的運行環境，延長其使用壽命，且維護方便，運行安靜。
【專利說明】
一種變頻器的水冷換熱裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及換熱降溫的技術領域，具體涉及一種變頻器的水冷換熱裝置。
【背景技術】
[0002]目前，各種高壓變頻器的工作效率通常為96%?98 %，功率損耗為2 %?4%，損耗的能量主要是以熱量的形式散失在周圍的環境中，這會造成變頻器外部環境溫度不斷升高，導致變頻器內部元器件無法散熱，危及變頻器和整套設備的正常使用。
[0003]傳統高壓變頻器換熱一般采用風冷換熱的方式，變頻柜內安裝有風機，并與變頻器閉鎖設置，即在風機啟動的情況下，變頻器才能運行。風機啟動，將柜體中的熱量帶出柜體，外部空氣進入柜體內，從而實現變頻柜內的降溫。為了減少外部空氣帶入灰塵到變頻柜中影響變頻器的正常工作，需在變頻柜的柜體上設置進風過濾網，因此需人為定期更換、清洗進風過濾網，若在外部空氣環境較為惡劣的情況下，進風過濾網若更換、清洗不及時，還會造成進風過濾網堵塞，影響變頻器的正常散熱，對變頻器造成損壞，縮短變頻器的使用壽命O
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種變頻器的水冷換熱裝置，用于解決現有的變頻器一般采用風冷換熱的方式，維護程序繁瑣，換熱效果不理想的問題。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案:一種變頻器的水冷換熱裝置，所述變頻器的水冷換熱裝置包括冷卻機構、輸水機構和換熱器
[0006]其中，所述冷卻機構包括水冷板，所述水冷板安裝在變頻器的發熱元件上，所述水冷板上設置有流道，所述流道的兩端分別為導熱進水口和導熱出水口；
[0007]所述輸水機構包括水栗、第一進水管、第二進水管和出水管，所述第一進水管連接所述換熱器的出水口和所述水栗的進水口，所述第二進水管連接所述水栗的出水口與所述導熱進水口，所述出水管連接所述導熱出水口與所述換熱器的進水口。
[0008]優選地，所述水冷板采用鋁材制成。
[0009]進一步地，所述變頻器的水冷換熱裝置還包括換熱柜，所述水栗、換熱器和第一進水管均設置在所述換熱柜中，所述換熱柜的柜體上開設有通口，所述通口中安裝有風機。
[0010]優選地，所述輸水機構還包括橡膠管，所述第二進水管與所述導熱進水口之間、所述出水管與所述導熱出水口之間均分別通過橡膠管進行連接。
[0011 ]優選地，所述冷卻機構設置在變頻器的功率單元柜中。
[0012]優選地，所述換熱器為板式換熱器。
[0013]優選地，所述冷卻機構、輸水機構和換熱器中的冷卻水為具有高壓絕緣性的液體。
[0014]相對于現有技術，本實用新型所述的變頻器的水冷換熱裝置具有以下優勢:本實用新型在輸水機構的作用下，將冷卻水輸入到冷卻機構中，從而帶走變頻器發熱元件產生的熱量，冷卻機構中冷卻水的水溫升高后隨著輸水機構從冷卻機構中輸出，并輸入到換熱器中，在換熱器中與換熱器外界空氣進行熱量交換從而降溫，冷卻后的水再循環依次進入輸水機構中和冷卻機構中，如此循環往復，從而使本實用新型變頻器的水冷換熱裝置達到對變頻器發熱元件的降溫作用。本實用新型變頻器的水冷換熱裝置散熱效率高，是傳統采用風冷散熱效率的20倍以上，所以能保證變頻器內各發熱元件的運行環境，延長各元件的使用壽命。且無需在變頻柜上開設有通風孔和與之配套的過濾網，減少人為定期更換、清洗過濾網的過程。同時，采用本實用新型水冷換熱裝置應用在變頻器中，變頻器在運行時更加穩定和安靜。同時，采用鋁材制成水冷板，又在換熱柜上安裝風機，均進一步提高了本實用新型變頻器的水冷換熱裝置的散熱效率。
【附圖說明】
[0015]通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本實用新型的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中:
[0016]圖1示出了根據本實用新型一種優選實施方式的變頻器的水冷換熱裝置的內部結構示意圖；
[0017]圖2示出了圖1中換熱柜側面板的結構示意圖；以及，
[0018]圖3示出了圖1中冷卻機構的結構示意圖。
[0019]附圖標記:
[0020]1-冷卻機構，11-水冷板，
[0021]12-流道，121-導熱進水口，
[0022]122-導熱出水口，2-輸水機構，
[0023]21-水栗，22-第一進水管，
[0024]23-第二進水管，24-出水管，
[0025]25-橡膠管，3-換熱器，
[0026]4-換熱柜，5-風機，
[0027]6-功率單元柜。
【具體實施方式】
[0028]本實用新型提供了許多可應用的創造性概念，該創造性概念可大量的體現于具體的上下文中。在下述本實用新型的實施方式中描述的具體的實施例僅作為本實用新型的【具體實施方式】的示例性說明，而不構成對本實用新型范圍的限制。
[0029]下面結合附圖和具體的實施方式對本實用新型作進一步的描述。
[0030]請參閱圖1和圖3，本實用新型的實施例提供一種變頻器的水冷換熱裝置，包括冷卻機構1、輸水機構2和換熱器3，其中，冷卻機構I包括水冷板11，水冷板11安裝在變頻器的發熱元件上，水冷板11上設置有流道12，流道12的兩端分別為導熱進水口 121和導熱出水口122;輸水機構2包括水栗21、第一進水管22、第二進水管23和出水管24，第一進水管22連接換熱器3的出水口和水栗21的進水口，第二進水管23連接水栗21的出水口與導熱進水口121，出水管24連接導熱出水口 122與換熱器3的進水口。
[0031 ]發熱元件是指變頻器在工作狀態時自身會發熱，向外輻射熱量的組成器件。
[0032]換熱器3是一種在不同溫度的兩種或兩種以上流體間實現物料之間熱量傳遞的節能設備，是使熱量由溫度較高的流體傳遞給溫度較低的流體，使流體溫度達到流程規定的指標，以滿足工藝條件的需要，同時也是提高能源利用率的主要設備之一。
[0033]水冷板11安裝在發熱元件上后，發熱元件產生的熱量會通過熱傳導作用傳遞給水冷板U。換熱器3中輸出的冷卻水在水栗21的驅動下以恒定的流速依次經由第一進水管22和第二進水管23，從導熱進水口 121輸送入水冷板11的流道12中，不斷吸收水冷板11和發熱元件的熱量，流道12內的水溫升高后，從導熱出水口 122輸出到出水管24中，從而帶出發熱元件的熱量，出水管24中的水又輸送到換熱器3中，流經換熱器3內管道的水與換熱器3外的空氣實現熱量交換從而降溫，降溫后的水又在水栗21的驅動作用下沿第一進水22和第二進水管23進入冷卻機構I中，從而形成封閉的循環冷卻系統。在該循環冷卻系統中，冷卻水循環流動，不斷吸熱散熱，達到對變頻器內發熱元件的降溫作用。且冷卻水的流速還可調節，在變頻器發熱較為嚴重的情況下，可通過水栗21調大冷卻水的流速，在變頻器發熱不太嚴重的情況下，可通過水栗21調小冷卻水的流速。
[0034]本實施例變頻器的水冷換熱裝置的散熱效率高，是傳統采用風冷散熱效率的20倍以上。變頻器中發熱元件能有效散熱，保證了變頻器整體良好的運行環境，有效延長了元件的使用壽命。本實施例整體的結構簡單、安裝使用也非常方便。且本實施例采用水冷換熱的方式無需在變頻柜上開設有通風孔和安裝有過濾網，從而減少了人為定期更換、清洗過濾網的過程。同時，采用水冷的換熱方式，相對于風冷的換熱方式，大大降低了變頻器在運行過程中產生的噪音污染。
[0035]進一步，為了提高通過水冷板11的導熱率，上述水冷板11采用鋁材制成。
[0036]鋁是熱的良導體，它的導熱能力比鐵大3倍，因此經常作為制造各種熱交換器、散熱材料和炊具的原料。水冷板11采用鋁板，能更快地傳導發熱元件的熱量，從而提升了變頻器內各發熱元件的散熱降溫效果。
[0037]請參閱圖1和圖2，變頻器的水冷換熱裝置還包括換熱柜4，水栗21、換熱器3和第一進水管22均設置在換熱柜4中，換熱柜4的柜體上開設有與通口，通口中安裝有風機5。
[0038]換熱柜4的設置對換熱器3、水栗21等能起到保護作用，同時，本實施例變頻器的水冷換熱裝置中換熱柜4與變頻柜相鄰設置，使得變頻器整體的結構更整齊緊湊。另外，為了進一步提高冷卻水在換熱器3中的換熱效率，在換熱柜4的柜體面板上開設有連通換熱柜4內部空間和外部空間的通口，并在通口中設置有風機5，從而增加換熱柜4中的空氣流速，實現對換熱器3內熱流體冷卻水的快速降溫。風機5是依靠輸入的機械能，提高氣體壓力并排送氣體的機械，是一種從動的流體機械。風機5開啟時，能將換熱器3的熱量從換熱柜4中排出，并加快換熱柜4外空氣的進入速度，從而使循環冷卻水溫度迅速下降。本實施例優選在換熱柜4的側體柜板上安裝有風機5，以能使換熱器3與風機5產生的空氣流最充分地接觸，從而最大程度地與換熱器3中的熱流體實現熱量交換。本實施例中風機5優選為軸流風機5，軸流風機5是使氣體平行于風機5的軸流動的一種流體機械。
[0039]當然，也可在換熱柜4的頂部柜板上開設有通口并安裝風機5，該種設置方式中風機5優選為離心式風機，但其散熱效果沒有將風機5安裝在側體柜板上的散熱效果好。
[0040]請繼續參閱圖1，輸水機構2還包括橡膠管25，第二進水管23與導熱進水口121之間、出水管24與導熱出水口 122之間均分別通過橡膠管25進行連接。[0041 ]本實施例優選采用硬質材料制成的第二進水管23和出水管24，例如PVC或不銹鋼等，其能提高輸水機構2的整體硬度且便于在變頻柜中進行固定。但是，第二進水管23的出水口、出水管24的進水口分別與導熱進水口 121或導熱出水口 122的連接時，其連接工藝會較為繁瑣，且若固定連接后在水冷換熱裝置出現故障時也難以拆除，故本實施例優選采用橡膠管25連接第二進水管23與導熱進水口 121、出水管24與導熱出水口 122。橡膠管25易拆卸，故通過拆卸橡膠管25能將冷卻機構I和輸水機構2分離出來，從而方便對水冷換熱裝置進行整體的檢測和維修，同時，單個冷卻機構I或單個輸水機構2還能在多個變頻器中循環利用。
[0042]此外，對于不同變頻器的發熱元件，其安裝在水冷板11上的位置不固定，為了提升水冷效果，通常將流道12按照發熱元件的位置進行設置，因此，各水冷板11上的導熱進水口121和導熱出水口 122的位置不定，采用橡膠管25連接能使各種水冷板11的應用范圍更廣，不必局限于輸水機構2中第二進水管23和出水管24位置的設定。
[0043]需要說明的是，上述冷卻機構I設置在變頻器的功率單元柜6中。
[0044]眾所周知，變頻器中最主要的發熱元件為功率單元，變頻柜中的散熱通常指的都是對功率單元的散熱。所以，本實施例優選將冷卻機構I安裝在功率單元柜6中并與功率單元柜6中的發熱元件固定連接，以傳導吸收發熱元件的熱量，保證功率單元的正常工作。
[0045]值得一提的是，上述換熱器3為板式換熱器。
[0046]板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種新型高效換熱器，各種板片之間形成薄矩形通道，通過板片進行熱量交換。其具有換熱效率高、熱損失小、結構緊湊輕巧、占地面積小、安裝清洗方便、使用壽命長的特點，應用在變頻器中使得變頻器的使用和維護更方便快捷。且板式換熱器與風機5配合使用，風機5啟動能夠加速板式換熱器金屬片外側的空氣流速，從而更好地提高板式換熱器的換熱效率。
[0047]冷卻機構1、輸水機構2和換熱器3中的冷卻水既可以是普通的水，也可以是具有高壓絕緣性的液體。用高壓絕緣性的液體做冷卻水時，與普通水相比，即使有泄漏，由于液體的高壓絕緣性，不會造成變頻器或功率單元的短路，提高了系統的可靠性。
[0048]應該注意的是，上述實施例對本實用新型進行說明而不是對本實用新型進行限制，并且本領域技術人員在不脫離所附權利要求的范圍的情況下可設計出替換實施例。在權利要求中，不應將位于括號之間的任何參考符號構造成對權利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權利要求中的元件或步驟。位于元件之前的單詞“一”或“一個”不排除存在多個這樣的元件。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序。可將這些單詞解釋為名稱。
【主權項】
1.一種變頻器的水冷換熱裝置，其特征在于，所述變頻器的水冷換熱裝置包括冷卻機構(I)、輸水機構(2)和換熱器(3)， 其中，所述冷卻機構(I)包括水冷板(U)，所述水冷板(11)安裝在變頻器的發熱元件上，所述水冷板(11)上設置有流道(12)，所述流道(12)的兩端分別為導熱進水口(121)和導熱出水口(122); 所述輸水機構(2)包括水栗(21)、第一進水管(22)、第二進水管(23)和出水管(24)，所述第一進水管(22)連接所述換熱器(3)的出水口和所述水栗(21)的進水口，所述第二進水管(23)連接所述水栗(21)的出水口與所述導熱進水口(121)，所述出水管(24)連接所述導熱出水口( 122)與所述換熱器(3)的進水口。2.根據權利要求1所述的變頻器的水冷換熱裝置，其特征在于，所述水冷板(11)采用鋁材制成。3.根據權利要求1所述的變頻器的水冷換熱裝置，其特征在于，所述變頻器的水冷換熱裝置還包括換熱柜(4)，所述水栗(21)、換熱器(3)和第一進水管(22)均設置在所述換熱柜(4)中，所述換熱柜(4)的柜體上開設有通口，所述通口中安裝有風機(5)。4.根據權利要求1所述的變頻器的水冷換熱裝置，其特征在于，所述輸水機構(2)還包括橡膠管(25)，所述第二進水管(23)與所述導熱進水口(121)之間、所述出水管(24)與所述導熱出水口( 122)之間均分別通過橡膠管(25)進行連接。5.根據權利要求1所述的變頻器的水冷換熱裝置，其特征在于，所述冷卻機構(I)設置在變頻器的功率單元柜(6)中。6.根據權利要求1?5中任意一項所述的變頻器的水冷換熱裝置，其特征在于，所述換熱器(3)為板式換熱器。7.根據權利要求1?5中任意一項所述的變頻器的水冷換熱裝置，其特征在于，所述冷卻機構(I)、輸水機構(2)和換熱器(3)中的冷卻水為具有高壓絕緣性的液體。
【文檔編號】H02M1/00GK205490100SQ201620256613
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月30日
【發明人】孫拓
【申請人】北京合康億盛變頻科技股份有限公司