线缆槽恒温系统及线缆槽设计方法技术方案

本发明专利技术属于测量传输线缆恒温技术领域，具体涉及一种线缆槽恒温系统及线缆槽设计方法。本发明专利技术的线缆槽恒温系统包括具备中空内腔的恒温线缆槽；恒温线缆槽的腔壁内穿设有用于维持中空内腔处恒温环境的换热管，该换热管的两端伸出恒温线缆槽后分别与恒温管路的管路进口端及管路出口端连通。本发明专利技术实现了对恒温线槽的恒温效果，通过优化分水和集水结构，通过模拟优化计算出的保温厚度和水管布置方式，能够确保线缆槽内温度场均匀度始终满足300米及以上长距离测量传输线缆的实际恒温需求；300米及以上长距离的线缆槽从头到尾腔内都仅能有小于

【技术实现步骤摘要】
线缆槽恒温系统及线缆槽设计方法


[0001]本专利技术属于测量传输线缆保温
，具体涉及一种线缆槽恒温系统及线缆槽设计方法。

技术介绍

[0002]对于精密传感器的测量传输线缆而言，该线缆所处的环境温度对测量的效果有很大的影响；温度的波动会影响线缆的工作点，影响信号传输。在大环境上，人们通常会采用空调制冷的方式，来保证精密传感器所在区域的温度恒定效果。而测量传输线缆由于要连接外部设备，又经常需穿过低温或是高温的环境，显然测量传输线缆的温度也会随之变化；那么，在节能低碳的大环境背景下，人们始终希望能最优化的确保300米及以上长距离测量传输线缆的工作恒温性，进而确保确保恒温线缆槽的温度在测量传输线缆适用范围内，且保证恒温线缆槽内温度变化梯度不大于
±
1℃，温度均匀性不大于
±
0.1℃，温度控制精度不大于
±
0.1℃，以满足300米及以上长距离测量传输线缆使用。
[0003]为此，针对恒温线缆槽内温度变化梯度、温度均匀性和温度控制精度的高参数要求，传统的解决方案通常是：采用线缆槽外部加装水套的方式，确保缆槽内的恒温要求。但采用这样方案虽然可以保证温线缆槽内温度均匀性不大于
±
0.1℃高参数的恒温需求，但也存在着以下技术难题：
[0004](1)长距离水套串联供水，水套内水温会随着水流动方向产生漏热，温度梯度比较大，并且水套本身是水流的通道，而水套的外形结构差异很大，所以想通过包覆保温层确保水温梯度减小，工程难度很大，并且极易产生冷桥。
[0005](2)外部水套式恒温线缆槽采用矩形或者圆形截面需要根据内部容线缆的数量和水套流水量等参数，再确定水套的形状和加工工艺。通常水套和线缆槽的连接方式千差万别，水套的材质和传热方式对加工和制作也要求很高。所以采用恒温线缆槽水套的加工难度非常大，成本很高。
[0006](3)鉴于前述的水套加工难度很大，装配工艺复杂等特点。如果水套恒温式线缆槽出现了问题，那么可替换性和维护性很差，如局部导热效果差，只能检查和更换大部分的水套。如果线缆出现问题，需要检修和更换，外部的密封水套拆装很困难。
[0007]此外，也有采用带有保温层的线缆槽来确保测量传输线缆的恒温需求，然而，当线缆槽结构尺寸(长宽高)一定时：一方面，随着保温层厚度越大，线缆槽内温度受外界影响就小，线缆槽内温度场均匀度就越好，但保温层厚度增加会侵占槽内空间，肯定不能无限制增加。另一方面，槽内进、出换热管之间的间距对槽内温度场也具有重要影响，如何在保温层尽量小的情况下，找出合理的进、出换热管之间的间距，以保证槽内温度场均匀度满足需要，这又是线缆槽合理设计的关键，目前尚无切实有效的解决方式。另外，如何解决300米及以上长距离时恒温线缆槽内温度变化梯度不大于
±
1℃，需要分段式的模块化解决方案，保证长距离时温度变化梯度的高参数要求，简化加工难度，方便测量传输线缆安装和检修，目前也未有相关解决思路。因此，亟待解决。

技术实现思路

[0008]本专利技术的其中一个目的是克服上述现有技术的不足，提供一种线缆槽恒温系统，其独创性的利用了必备的空调系统及空调外机必然产生的废热，从而实现了对恒温线缆槽的恒温效果，最终可确保槽内温度场均匀度始终满足测量传输线缆的实际恒温需求，且具备了节能、环保、低成本和易于实现的优点。本专利技术的另一个目的在于提供一种线缆槽恒温系统的线缆槽设计方法，从而可便捷化和高效化的实现对恒温线槽的优化设计目的。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0010]一种线缆槽恒温系统，包括恒温线缆槽，恒温线缆槽由恒温槽架单元沿长度方向依序组合构成；组合后恒温线缆槽具备贯穿的中空内腔，该中空内腔构成用于安置测量传输线缆的容线腔；恒温线缆槽的腔壁内穿设有用于维持容线腔恒温环境的换热管，该换热管的两端伸出恒温线缆槽后分别与恒温管路的管路进口端及管路出口端连通；所述恒温管路包括沿换热介质流向依序布置的管路进口端、用于吸收空调蒸发器处热量的冷源换热器、用于吸收空调出风口处热风热量的热源换热器、膨胀水箱、空气换热器、三通调节阀TWV、水泵和管路出口端，热源换热器的进口及出口处桥接有带有第一开关阀V1的第一桥接管路，冷源换热器的进口及出口桥接有带有第二开关阀V2的第二桥接管路，且管路进口端与三通调节阀TWV的旁路出口间通过调节管路桥接彼此。
[0011]优选的，恒温槽架单元包括方槽状的线槽壳体以及盖覆于线槽壳体上的线槽盖板，线槽壳体与线槽盖板所围合形成的空间内布置有一层保温棉，保温棉围合形成的空间形成所述中空内腔；该中空内腔的底壁处的保温棉上凹设有用于安放换热管的安置槽，该中空内腔的底壁上布置有用于盖覆所述安置槽的加强层；相邻恒温槽架单元的线槽壳体之间通过连接件连接彼此。
[0012]优选的，所述加强层为金属丝网，加强层延伸方向与恒温线缆槽等长。
[0013]优选的，所述安置槽槽底处设置有与线槽壳体壁厚等厚的保温棉，且安置槽的槽底处布置垫木，垫木长度方向平行换热管延伸方向以便托撑换热管。
[0014]优选的，所述冷源换热器和热源换热器均布置在同一换热箱内，该换热箱外还设置有用于强制对流的外置风机。
[0015]优选的，所述换热管沿恒温线缆槽长度方向依序布置，各换热管的出口通过集水器汇流以便连通所述管路进口端，管路出口端设置分水器以便连通各换热管的进口；分水器、集水器和与换热管的连接处布置保温段，并使得分水器沿换热介质行进方向的温度变化梯度不大于1℃。
[0016]优选的，所述换热管外形呈U型、N型、S型或W型。
[0017]优选的，各换热管布置于恒温槽架单元或同时布置与两组以上的相邻恒温槽架单元处，并铺满所在的恒温槽架单元。
[0018]优选的，所述中空内腔处布置有用于实时监控温度的温度传感器T1。
[0019]优选的，一种应用所述的线缆槽恒温系统的线缆槽设计方法，其特征在于包括以下步骤：
[0020]S1、设置恒温线缆槽及关于恒温线缆槽轴线对称布置的U状的换热管的结构尺寸、建立CFD仿真模型；
[0021]S2、设置换热管的进水温度T
in
、恒温线缆槽外界环境温度T
am
、中空内腔的温度场
均匀度J；
[0022]S3、设置保温棉厚度δ＝0m，U状的换热管的两平行段的间距增量Δδ；
[0023]S4、设置相邻两换热管之间间距L＝0m、L的最大值L
’
，L的增量ΔL；
[0024]S5、令δ
n+1
＝δ
n
+Δδ，n≥0且为整数；
[0025]S6、令L
n+1
＝L
n
+ΔL；
[0026]S7、将恒温线缆槽及换热管的结构尺寸、T
in
、δ
n+1
、L
n+1
、T
am
作为CFD仿真本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种线缆槽恒温系统，其特征在于：包括恒温线缆槽(10)，恒温线缆槽(10)由恒温槽架单元(10a)沿长度方向依序组合构成；组合后恒温线缆槽(10)具备贯穿的中空内腔，该中空内腔构成用于安置测量传输线缆的容线腔；恒温线缆槽(10)的腔壁内穿设有用于维持容线腔恒温环境的换热管(20)，该换热管(20)的两端伸出恒温线缆槽(10)后分别与恒温管路的管路进口端及管路出口端连通；所述恒温管路包括沿换热介质流向依序布置的管路进口端、用于吸收空调蒸发器处热量的冷源换热器(35)、用于吸收空调出风口处热风热量的热源换热器(34)、膨胀水箱(33)、空气换热器(32)、三通调节阀TWV、水泵(31)和管路出口端，热源换热器(34)的进口及出口处桥接有带有第一开关阀V1的第一桥接管路(30a)，冷源换热器(35)的进口及出口桥接有带有第二开关阀V2的第二桥接管路(30b)，且管路进口端与三通调节阀TWV的旁路出口间通过调节管路(30c)桥接彼此。2.根据权利要求1所述的一种线缆槽恒温系统，其特征在于：恒温槽架单元(10a)包括方槽状的线槽壳体(11)以及盖覆于线槽壳体(11)上的线槽盖板(12)，线槽壳体(11)与线槽盖板(12)所围合形成的空间内布置有一层保温棉(13)，保温棉(13)围合形成的空间形成所述中空内腔；该中空内腔的底壁处的保温棉(13)上凹设有用于安放换热管(20)的安置槽(16)，该中空内腔的底壁上布置有用于盖覆所述安置槽(16)的加强层(14)；相邻恒温槽架单元(10a)的线槽壳体(11)之间通过连接件连接彼此。3.根据权利要求2所述的一种线缆槽恒温系统，其特征在于：所述加强层(14)为金属丝网，加强层(14)延伸方向与恒温线缆槽(10)等长。4.根据权利要求2所述的一种线缆槽恒温系统，其特征在于：所述安置槽(16)槽底处设置有与线槽壳体(11)壁厚等厚的保温棉(13)，且安置槽(16)的槽底处布置垫木(15)，垫木(15)长度方向平行换热管(20)延伸方向以便托撑换热管(20)。5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种线缆槽恒温系统，其特征在于：所述冷源换热器(35)和热源换热器(34)均布置在同一换热箱(36)内，该换热箱(36)外还设置有用于强制对流的外置风机(37)。6.根据权利要求2或3或4所述的一种线缆槽恒温系统，其特征在于：所述换热管(20)沿恒温线缆槽(10)长度方向依序布置，各换热管(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秀平，周全，蔡松素，昝世超，袁旭东，吴俊峰，
申请(专利权)人：合肥通用环境控制技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：