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一种便于散热设备间的墙板结构

2021-02-07 06:16:11

一种便于散热设备间的墙板结构

  技术领域

  本实用新型涉及建筑领域,特别涉及一种便于散热设备间的墙板结构。

  背景技术

  目前基于经济成本、能源产地、安全防护等因素的考虑,石油天然气管道、发电站、野外科研站、气象观测站等应用的无人化监控站点大多设于南北荒漠戈壁、无人海岛等偏远地区。使无人化监控站点及对应的设备间陷于极热极寒、风沙、缺水缺电、无风无光等极端环境之下,易造成设备故障或失效,地理位置的偏远给设备的检修带来不便,留下安全隐患。

  现有监控站点主要问题表现在以下方面:(1)多采取传统方式建造,成本高、工期长;(2)外电接入难,成本高;(3)在温热带地区多变的天气及高温潮湿对仪表设备的影响;(4)多设于偏远地区,建造难度大。

  综上原因,建造控温性好,自发电系统稳定,安装简便,运输便捷,成本可控的新型监控站点尤为重要。

  基于此,做出本申请。

  发明内容

  本实用新型的目的在于提供一种便于散热设备间的墙板结构,以解决现有技术设备间墙板结构差,降温通风能力弱的技术问题。

  为了实现上述目的,本实用新型的技术方案如下:

  一种便于散热设备间的墙板结构,由若干块独立的墙板和门板围合而成,所述墙板为中空结构,其垂直方向一周为封闭状态,所述墙板的顶部开设有多个开孔,其底部也开设有多个开孔,其顶部开孔的总面积大于其底部开孔的总面积,所述门板与侧面的墙板铰接,所述门板为中空封闭结构,所述墙板和门板的外侧面均载附有辐射制冷膜或反射隔热涂料。

  进一步的,所述墙板的外侧面设有瓦楞结构。提高其结构强度,增加其垂直受力时的稳定性。

  进一步的,所述墙板的内部设有加强片。用于在其内部连接内壁和外壁,提高其结构强度,并在墙板的内部分隔成多个独立的腔室,实现管束作用,并利用负压效应,提高通风效果。

  进一步的,所述墙板的底部开孔为圆形,其圆形开孔的总面积大于截面面积的三分之一。便于气流进入到墙板内部。

  进一步的,所述墙板的顶部开孔为跑道状圆孔,其跑道状圆孔的总面积大于截面面积的二分之一。便于墙板内部的热空气从顶部开孔处高速导出。

  进一步的,所述门板处设有连通其内壁和外壁的通风管。用于设备间内部直接对外流通空气。

  进一步的,所述墙板的底部开孔处和门板的通风管开口处均布置有防尘网。能够防止沙尘的入侵,也可以防止由于昆虫、真菌或藻类生长或者由于啮齿动物的破坏等造成设备间的异常损坏。

  采用本方案后,对比现有技术,具有以下有益好处:

  本方案一种便于散热设备间的墙板结构,主体采用多块独立的墙板和门板围合而成,其中墙板采用双体结构,其底部和顶部均有开孔,故内部至下而上具有贯穿并平直的通风通道,可以实现形成烟囱效应,热空气可以自然上升并从其顶部排出,大大优化了空气流动的顺畅性,即便是在无风环境中,也可以实现对设备间内部进行降温散热操作,保证了其内部的仪表模块等电器元件的稳定持久工作,在墙板的顶部开孔比底部开孔面积更大,更加有利于垂直上升的通风效果,并有利于降低进风温度;

  本方案采用多块独立的墙板结构,在某一块墙板通风散热受限的情况下,并不会干涉其他墙板,故整体的稳定性更好。

  附图说明

  图1为优选实施设备间结构的示意图。

  图2为设备间内部结构示意图。

  图3为墙板结构的分解示意图。

  图4为设备间的结构布置示意图。

  具体实施方式

  本方案的初衷是为一种被动降温式发电蓄能设备间提供墙板结构,该设备间特别适合应用在如高温多雨的环境中,众所周知,在热带无人海岛、热带亚热带的大山或森林深处或戈壁沙漠上,均需要一定的野外科研站、气象观测站或工业农业的监控站点,这类站点由于受到气温和内部工作发热的影响,很容易聚积高温,从而影响其工作或使用寿命;而采用空调的方式,在高温环境中,其制冷效率比很低,能耗大,在本身就是缺电的环境中,实施主动控温是很难的;本方案中相对简单的设备间来说,本身造价低,功能性少发热量少,为了轻量化小型化,故设计了一种被动降温是发电蓄能设备间,本方案为该设备间提供便于其散热的墙板解决方案。

  本方案采用被动通风降温的原理:

  被动式通风降温系统主要通过利用热压通风的原理,通过建筑导风措施,可将室外较低温度的空气导流至室内,通过内部墙体错位及开孔设计,使冷风有效流经室内主要热源表面,被加热后的空气密度较小,形成烟囱效应,自然上升至设备间顶部,通过顶部风口向外排出;由于热压通风的效果主要由室内外的温度差和进出风口的高差决定,所以即使在无风的条件下也能形成被动式通风降温;

  热压公式:△P=gh(ρO-ρI)

  式中:g为重力系数;h为进出风口高度差;ρO、ρI为室内外空气密度差;△P为压力差;

  风速与风压的关系公式:

  

  式中为空气单位体积的重力,g为重力加速度;在气压101.325kPa、常温15和绝对干燥的情况下,此条件下的风压公式为:

  

  即通过合理的设计,可以实现热压通风,即便是在无风的条件下(如密林深处)也能形成被动式通风降温。

  参考图1图2图3图4,设备间1通过构架4,架设在地面之上,并和地面保持一定的距离;

  一种便于散热设备间的墙板结构,其主体建筑材料可以为金属集成墙板、彩铝板或彩钢板,并由左侧、右侧和后背三块独立的,具有双层中空结构的墙板3围合而成,其前侧设置有可以对开的并与左侧和右侧墙板3通过铰链铰接的门板31,门板同样具有双层中空结构,在墙板3及门板31围合的空间内,通过隔板32被分为上层和下层,其上层用于容纳仪表模块11等设备,下层用于容纳蓄电模块12等设备。

  墙板3为双层中空结构,其垂直方向一周为封闭状态,墙板3的顶部均匀开设有多个开孔302,该顶部开孔为跑道状圆孔,其跑道状圆孔的总面积大于该墙板3截面面积的二分之一,墙板3的底部也均匀开设有多个开孔301,该底部开孔为圆孔,其圆形开孔的总面积大于该墙板3截面面积的三分之一,总体来说,其顶部开孔302的总面积大于其底部开孔301的总面积,从而便于利用热压通风的方式实现对设备间1内部的降温散热操作。

  墙板3的外侧面设有具有凹凸的瓦楞结构,用于提高其结构强度,并增加其垂直方向的受力及承载能力,故可以提高设备间的整体结构强度,提高抗风抗震能力;

  在墙板3的中空结构内部,垂直方向布置有多片加强片303,加强片303连接墙板3的内壁和外壁,可以进一步提高其结构强度和稳定性,同时通过加强片303在墙板3的内部分隔成多个独立的腔室,实现管束作用,并利用负压效应,可以提高通风效果;

  在墙板3的内侧面处的靠近上层空间底部处和顶部处,均开设有多个连接上层空间和墙板中空结构的圆孔305,用于实现对该上层空间进行底部进入较冷的空气,并在其顶部导出较热的空气,在热压通风的作用下,实现对该上层空间进行降温散热操作;

  门板31的两侧通过铰链311和墙板3连接,在铰链311的作用下,门板31可以开合,在必要时,可以在其中间位置设置锁扣312,用于关闭并锁定门板31,门板31同样为双层中空结构,其侧壁围合封闭,在门板31对应下层空间的顶部处,布置有多个通风管313,通风管313连通门板31的内壁和外壁,但隔绝门板31的内部中空空间,用于实现将设备间1对应的下层空间能够直接对外流通空气。

  为了更好实现隔温散热效果,在墙板3和门板31的外侧面贴敷有辐射制冷膜或涂刷有反射隔热涂料,辐射制冷膜为优质憎水材料,具有疏水、疏油、防污、不吸沙砾灰尘的特性,通过超材料设计,具备高红外辐射率和高太阳光反射率,利用红外辐射大气窗口,可将接触物体热量以红外电磁波的方式传递至外太空冷源,辐射过程大气无干涉无吸收,且无需消耗额外能源,制冷效果优异,设备房外表面贴覆辐射制冷膜后,通过被动式冷却技术,可将电力通讯及控制设备运行时产生的大量热量朝外散热,而热反射隔热涂料,是以热辐射反射为主要技术手段,以红外发射(亦可称“散热”)为辅助手段达隔热效果的功能性涂料,起到使被涂物增加抑制温度升降幅度的作用。

  在墙板3的底部开孔处301和门板31的通风管305开口处均布置有防尘网,防尘网是一种细密的金属网,在减少对空气流动的影响的情况下,能够防止沙尘的入侵,也可以防止由于昆虫、真菌或藻类生长或者由于啮齿动物的破坏等造成设备间1的异常损坏。

  在具体使用时,该上层空间用于布置仪表模块11,其由电子设备构成,特别包括如逆变器、变压器及通信射频等设备,其工作时均容易产生大量的热量,过热将会影响其工作和使用寿命,当仪表模块11工作时,会加热上层空间内的空气,在空气循环作用及热压通风作用下,户外温度较低的冷空气从墙板3底部的开孔302处被吸入,通过墙板3的中空空间,部分冷空气从上层空间底部的圆孔305进入上层空间内,起到通风降温的作用,而其内部相对较热的热空气则通过墙板3内侧面的圆孔305被导入至墙板3中空空间的顶部,并在墙板3顶部开孔301处被导出,从而实现散热降温;

  与此同时,仪表模块11也会使墙板3的内侧面加热升温,对于墙板3的中空空间内,也形成了空气循环作用及热压通风作用,使中空空间内的空气进行至下而上的流通,从而实现对仪表部件11的降温散热操作。

  在设备间1对应的下层空间,容纳了蓄电模块12,蓄电模块12用于接受并存储太阳能或风能发电产出的电能,并为仪表模块11等设备的供电使用,根据不同工况可选择铅酸电池、胶体电池、镍氢电池、镍镉电池、钠硫电池、镍锌电池、锌氧电池、锂电池等,某些在蓄能中的蓄电模块会伴随氢气释放,具有一定的安全隐患,故在设备间1构建时,必须考虑氢气的释放,如果蓄电模块12产生氢气时,由于氢气密度比空气小,能够从门板31对应的通风管313处可以排出,故氢气不会聚积在设备间1的内部,也不会聚积在门板31或墙板3的中间空间内部,大大提高了设备运行的稳定性。

  综上所述,本方案一种便于散热设备间的墙板结构,墙板3采用空气夹层结构,通过底部和顶部的开孔,故内部至下而上具有贯穿并平直的通风通道,可以实现形成烟囱效应,热空气可以自然上升并从其顶部排出,大大优化了空气流动的顺畅性,即便是在无风环境中,也可以实现对设备间1内部进行降温散热操作,保证了其内部的仪表模块11等电器元件的稳定持久工作,同时本方案结构简单,成本较低,安装和施工便捷,具有较好的推广意义。

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