本發(fā)明涉及風力發(fā)電設備技術領域,具體地涉及一種風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)及風力發(fā)電機組。
背景技術:
目前,對于風力發(fā)電機組的冷卻,采用的自然風冷多用于單機容量較小的機組,損耗產生的熱量緊靠外殼表面添加的散熱筋或其他翅片結構,依賴風場自然風掃掠產生擾流進行換熱即能滿足機組的散熱要求。但隨著單機容量增加,僅靠自然冷卻形式已經滿足不了風力發(fā)電機組的散熱要求,因而產生后續(xù)空空閉式散熱系統(tǒng)及開式散熱系統(tǒng)來改善對風力發(fā)電機組的冷卻。
而閉式散熱系統(tǒng)占用空間較大,尤其隨著單機容量的進一步提高;開式冷卻系統(tǒng)無法應用于風沙較大或環(huán)境工況惡劣的情況,易造成發(fā)電機積塵及系統(tǒng)冷卻風量降低,造成散熱量不足。
同時,針對單機容量較大的風力發(fā)電機組,采用水套結構的水冷結構,通過設置不同的流道結構,不同的翅片尺寸,從而提高風力發(fā)電機組的散熱量,但是其結構復雜,增加了發(fā)電機的外徑,尤其針對永磁直驅風力發(fā)電機組的直徑,將變的更大。此外,采用該結構,不僅結構笨重,同時存在漏水風險和散熱均勻性的問題。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)及風力發(fā)電機組,解決現(xiàn)有技術對風力發(fā)電機組進行散熱存在的上述問題。
本發(fā)明實施例的一個方面,提供了一種風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng),包括:
一個或兩個以上并聯(lián)的熱端散熱單元,設置于由風力發(fā)電機組的機艙和發(fā)電機連接形成的封閉空間中的定子支架上,以對所述發(fā)電機進行散熱;
一個或兩個以上并聯(lián)的冷端散熱單元,設置于所述封閉空間的外部并且能夠與空氣環(huán)境進行熱交換;
供液管路,一端與所述冷端散熱單元的冷端載冷劑出口連通,另一端與所述熱端散熱單元的熱端載冷劑入口連通;
回液管路,一端與所述熱端散熱單元的熱端載冷劑出口連通,另一端與所述冷端散熱單元的冷端載冷劑入口連通;
一個或兩個以上并聯(lián)的泵組單元,設置于所述供液管路或所述回液管路上,用于驅動載冷劑在所述冷端散熱單元和所述熱端散熱單元之間循環(huán);
控制器,用于控制所述泵組單元。
可選擇地,所述泵組單元,包括:
泵組,用于驅動載冷劑在所述冷端散熱單元和所述熱端散熱單元之間循環(huán)。
可選擇地,所述泵組單元,還包括:
過濾器,設置于所述泵組上游的管路,用于對流經泵組單元的載冷劑進行過濾;
排污閥,用于將所述過濾器過濾的雜質排出;
止回閥,設置于所述泵組下游的管路,用于防止載冷劑在管路中倒流損壞泵組。
可選擇地,所述冷卻系統(tǒng),還包括:
流量傳感器,設置于所述泵組單元所在的管路上,用于檢測管路中載冷劑的流量信號,并將所述流量信號發(fā)送給所述控制器;
相應地,所述控制器,還用于根據(jù)所述流量信號控制所述泵組的功率。
可選擇地,還包括旁通管路,所述旁通管路的一端與所述供液管路連通,另一端與所述回液管路連通,在所述旁通管路上設有調節(jié)閥;所述泵組單元設置于所述供液管路并且位于所述旁通管路的下游,或者所述泵組單元設置于所述回液管路并且位于所述旁通管路的上游;
相應地,所述控制器還用于控制所述調節(jié)閥。
可選擇地,所述泵組單元,還包括:
第一壓力傳感器,設置于所述泵組上游的管路,用于檢測管路內載冷劑的第一壓力,并將所述第一壓力發(fā)送給所述控制器;
第二壓力傳感器,設置于所述泵組下游的管路,用于檢測管路內載冷劑的第二壓力,并將所述第二壓力發(fā)送給所述控制器。
可選擇地,所述泵組單元,還包括:
加熱器,用于對流經所述泵組單元的載冷劑進行加熱;
相應地,所述控制器還用于控制所述加熱器的加熱功率。
可選擇地,所述泵組單元,還包括:
第一溫度傳感器,設置于所述加熱器上游的管路,用于檢測管路內載冷劑的第一溫度;
第二溫度傳感器,設置于所述加熱器下游的管路,用于檢測管路內載冷劑的第二溫度;
所述控制器,還用于根據(jù)第一溫度和第二溫度的溫度差控制所述加熱器的加熱功率和/或所述調節(jié)閥的開度和/或泵組的功率。
可選擇地,所述熱端散熱單元,包括熱端散熱器模塊,所述熱端散熱器模塊嵌入式安裝在所述定子支架上。
可選擇地,所述熱端散熱器模塊,包括:
熱端散熱器芯體,用于吸收所述發(fā)電機的熱量;
第一循環(huán)風機,用于將氣流吹向所述熱端散熱器芯體,所述第一循環(huán)風機與所述控制器電連接。
可選擇地,所述熱端散熱器模塊,還包括:
熱端排氣閥,設置于所述熱端散熱器芯體,用于將所述熱端散熱器芯體中的氣體排出;
熱端排液閥,設置于所述熱端散熱器芯體,用于將所述熱端散熱器芯體中的載冷劑排出。
可選擇地,所述熱端散熱單元,還包括:
第三溫度傳感器,設置于所述熱端散熱器芯體出口的管路上,用于檢測所述熱端散熱器芯體出口的第三溫度,并將所述第三溫度發(fā)送給所述控制器;
相應地,所述控制器,還用于根據(jù)所述第三溫度控制所述第一循環(huán)風機的轉速和/或泵組的功率。
可選擇地,所述熱端散熱單元,還包括:
第三壓力傳感器,設置于所述熱端散熱器芯體出口的管路上,用于檢測所述熱端散熱器芯體出口的第三壓力,并將所述第三壓力發(fā)送給所述控制器。
可選擇地,所述熱端散熱單元,還包括:
第二截止閥,分別設置于所述熱端散熱器芯體兩端的管路上。
可選擇地,所述冷端散熱單元,包括:
冷端散熱器芯體,用于向空氣環(huán)境中放出熱量;
第二循環(huán)風機,用于將氣流吹向所述冷端散熱器芯體,所述第二循環(huán)風機與所述控制器連接。
可選擇地,所述冷端散熱單元,還包括:
冷端排氣閥,設置于所述冷端散熱器芯體,用于將所述冷端散熱器芯體中的氣體排出;
冷端排液閥,設置于所述冷端散熱器芯體,用于將所述冷端散熱器芯體中的載冷劑排出。
可選擇地,所述冷端散熱單元,還包括:
第三截止閥,分別設置于所述冷端散熱器兩端的管路上。
可選擇地,所述冷端散熱單元設置于所述機艙的外部;或者,所述冷端散熱單元設置于所述機艙的內部,并且在所述機艙的艙壁上開設有進風口和出風口,所述冷端散熱單元設置于所述進風口和所述出風口之間。
可選擇地,當所述冷端散熱單元由兩個以上并聯(lián)時,還包括:
第四截止閥,分別設置與并聯(lián)之后的所述冷端散熱單元的兩端的管路上。
所述調節(jié)閥的上游和下游管路上分別設有第一截止閥。
可選擇地,所述冷卻系統(tǒng),還包括:
線性水浸開關,設置于所述熱端散熱單元,用于所述熱端散熱單元出現(xiàn)漏液時檢測漏液信號,并將所述漏液信號發(fā)送給所述控制器;
相應地,所述控制器,還用于根據(jù)所述漏液信號控制所述泵組單元停機和/或控制所述冷卻系統(tǒng)的各閥門關閉。
可選擇地,所述發(fā)電機為直驅式發(fā)電機。
可選擇地,所述載冷劑為水或者醇類溶液。
本發(fā)明實施例的另一個方面,還提供了一種風力發(fā)電機組,其包括以上所述的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)。
本發(fā)明的有益效果是,通過對冷端散熱單元和熱端散熱單元的設計,特別是將熱端散熱單元設置在定子支架,能夠減少冷卻系統(tǒng)對機艙內部空間的占用,不會增加發(fā)電機的外形尺寸,將熱端散熱單元的熱量通過管路轉移到冷端散熱單元,利用環(huán)境空氣風冷的方式提高風力發(fā)電機組散熱的效率,并且保證風力發(fā)電機組散熱的均勻性。
附圖說明
從下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式的描述中可以更好地理解本發(fā)明,其中:
通過閱讀以下參照附圖對非限制性實施例所作的詳細描述,本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯,其中,相同或相似的附圖標記表示相同或相似的特征。
圖1是本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)的結構示意圖;
圖2是本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)的結構示意圖;
圖3是本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)的管路連接結構示意圖;
圖4是本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)的管路連接結構示意圖;
圖5是本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)的管路連接結構示意圖;
圖6是本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)的管路連接結構示意圖。
圖中:
100、冷端散熱單元;101、冷端載冷劑入口;102、冷端載冷劑出口;103、冷端散熱器芯體;104、第二循環(huán)風機;105、冷端排氣閥;106、冷段排液閥;107、第三截止閥;108、第四截止閥;
201、供液管路;202、回液管路;203、流量傳感器;204、旁通管路;205、調節(jié)閥;206、第一截止閥;
500、泵組單元;501、泵組;502、過濾器;503、排污閥;504、止回閥;505、加熱器;511、第一壓力傳感器;512、第二壓力傳感器;521、第一溫度傳感器;522、第二溫度傳感器;
600、熱端散熱單元;601、熱端載冷劑入口;602、熱端載冷劑出口;603、第三溫度傳感器;604、第三壓力傳感器;605、第二截止閥;610、熱端散熱器模塊;611、熱端散熱器芯體;612、第一循環(huán)風機;613、熱端排氣閥;614、熱端排液閥;
700、機艙;701、出風口;
800、發(fā)電機;801、定子支架;802、線性水浸開關;
900、封閉空間。
具體實施方式
下面將詳細描述本發(fā)明的各個方面的特征和示例性實施例。在下面的詳細描述中,提出了許多具體細節(jié),以便提供對本發(fā)明的全面理解。但是,對于本領域技術人員來說很明顯的是,本發(fā)明可以在不需要這些具體細節(jié)中的一些細節(jié)的情況下實施。下面對實施例的描述僅僅是為了通過示出本發(fā)明的示例來提供對本發(fā)明的更好的理解。本發(fā)明決不限于下面所提出的任何具體配置和算法,而是在不脫離本發(fā)明的精神的前提下覆蓋了元素、部件和算法的任何修改、替換和改進。在附圖和下面的描述中,沒有示出公知的結構和技術,以便避免對本發(fā)明造成不必要的模糊。
現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實施方式。然而,示例實施方式能夠以多種形式實施,且不應被理解為限于在此闡述的實施方式;相反,提供這些實施方式使得本發(fā)明更全面和完整,并將示例實施方式的構思全面地傳達給本領域的技術人員。在圖中,為了清晰,可能夸大了區(qū)域和層的厚度。在圖中相同的附圖標記表示相同或類似的結構,因而將省略它們的詳細描述。
此外,所描述的特征、結構或特性可以以任何合適的方式結合在一個或更多實施例中。在下面的描述中,提供許多具體細節(jié)從而給出對本發(fā)明的實施例的充分理解。然而,本領域技術人員將意識到,可以實踐本發(fā)明的技術方案而沒有所述特定細節(jié)中的一個或更多,或者可以采用其它的方法、組元、材料等。在其它情況下,不詳細示出或描述公知結構、材料或者操作以避免模糊本發(fā)明的主要技術創(chuàng)意。
本發(fā)明實施例中有關的技術術語:
冷端散熱單元:通過環(huán)境空氣對載冷劑進行冷卻的散熱系統(tǒng)。
熱端散熱單元:通過載冷劑對發(fā)電機內部熱氣流進行冷卻的散熱系統(tǒng)。
泵組單元:保證載冷劑克服冷端散熱單元、熱端散熱單元及管路阻力在閉式系統(tǒng)保證一定流量循環(huán)的動力系統(tǒng)。
如圖1所示,本發(fā)明一實施例提供的一種風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng),包括:
熱端散熱單元600,設置于由風力發(fā)電機組的機艙700和發(fā)電機800連接形成的封閉空間900中的定子支架801上,以對發(fā)電機800進行散熱;
冷端散熱單元100,設置于封閉空間900的外部并且能夠與空氣環(huán)境進行熱交換;
供液管路201,一端與冷端散熱單元100的冷端載冷劑出口102連通,另一端與熱端散熱單元600的熱端載冷劑入口601連通;
回液管路202,一端與熱端散熱單元600的熱端載冷劑出口602連通,另一端與冷端散熱單元100的冷端載冷劑入口101連通;
泵組單元500,設置于供液管路201上,用于驅動載冷劑在冷端散熱單元100和熱端散熱單元600之間循環(huán);
控制器(圖中未示出),用于控制泵組單元500。
在實施的過程中,泵組單元500也可以設置于回液管路202上,其作用與設置于供液管路201的作用及效果相同。
封閉空間900由機艙700和發(fā)電機800對接形成,冷端散熱單元100設置在機艙700的外部,冷端散熱單元100通過供液管路201和回液管路202與封閉空間900中的熱端散熱單元600連接形成循環(huán)回路,并且由泵組單元500驅動載冷劑在循環(huán)回路中進行循環(huán),將熱端散熱單元600吸收的發(fā)電機800的熱量帶走,并沿著回液管路202輸送到冷端散熱單元100,在冷端散熱單元100通過與空氣環(huán)境進行熱交換的方式將熱量傳遞給空氣環(huán)境,并使載冷劑自身降溫;載冷劑在冷端散熱單元100和熱端散熱單元600之間的循環(huán),由泵組單元500驅動提供動力。
冷端散熱單元100在與熱端散熱單元600之間通過供液管路201和回液管路202組成循環(huán)回路時,供液管路201和回液管路202需要穿過機艙700的艙壁進入封閉空間900中。
本實施例中,可以將整個機艙700構造為封閉空間900,并且發(fā)電機800的定子支架801置于封閉空間900內;可選擇地,將整個發(fā)電機800與機艙700密封連接形成封閉空間900。
定子支架801上具有與熱端散熱單元600連接的空間,該空間作為容置空間以將熱端散熱單元600容置于其中,從而使熱端散熱單元600不僅可以直接對發(fā)電機800進行散熱,還可以合理利用機艙700和發(fā)電機800結構,不占用過多的空間,也不需要加大發(fā)電機800或者機艙700的尺寸設計,散熱效率高并且結構設計合理。
通過控制器控制泵組單元500驅動載冷劑在冷端散熱單元100和熱端散熱單元600之間循環(huán),可以根據(jù)發(fā)電機800的功率(發(fā)電機的功率越大,發(fā)熱越高)控制載冷劑的流速,從而可以更好地控制機艙700和發(fā)電機800的散熱效率。
本實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)的有益效果是,在泵組單元500的驅動下,載冷劑通過供液管路201被輸送到熱端散熱單元600,熱端散熱單元600中的載冷劑吸收發(fā)電機800的熱量,并沿著回液管路202被輸送到冷端散熱單元100,通過機艙700外部的空氣對冷端散熱單元100進行散熱,從而使冷端散熱單元100內部的載冷劑降溫,載冷劑降溫后重新通過泵組單元500被輸送給熱端散熱單元600,這一循環(huán)過程完成了對發(fā)電機散熱的作用;將熱端散熱單元600設置在發(fā)電機800的定子支架801,能夠減少冷卻系統(tǒng)對機艙700內部空間的占用,不會增加發(fā)電機800的外形尺寸,將熱端散熱單元600的熱量通過管路轉移到冷端散熱單元100,利用環(huán)境空氣風冷的方式提高風力發(fā)電機組散熱的效率,并且保證風力發(fā)電機組散熱的均勻性。
可選擇地,如圖2所示,本發(fā)明一實施例提供的一種風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng),與上述實施例中將冷端散熱單元100設置于機艙700的外部不同,本實施例中,冷端散熱單元100設置于機艙700的內部,并且在機艙700的艙壁上開設有進風口(圖中未示出)和出風口701,冷端散熱單元100設置于進風口和出風口701之間。
本實施例中,機艙700內部分隔出一個空間作為封閉空間900,另外的空間中設置一部分用于容納冷端散熱單元100,并且在冷端散熱單元100對應的空間中開設進風口和出風口701,以便于在進風口和出風口701之間形成通風通道,冷端散熱單元100設置于通風通道,以便于氣流經過進風口并從出風口701排出的過程中對冷端散熱單元100進行降溫。
環(huán)境空氣通過進風口進入到機艙中,然后經過冷端散熱單元100之后,熱交換后從出風口701排出。
本實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)的有益效果是,在泵組單元500的驅動下,載冷劑通過供液管路201被輸送到熱端散熱單元600,熱端散熱單元600中的載冷劑吸收發(fā)電機800的熱量,并沿著回液管路202被輸送到冷端散熱單元100,環(huán)境空氣從機艙700的艙壁上的進風口進入機艙內部,經過冷端散熱單元100時將冷端散熱單元100內部載冷劑的熱量帶走,使冷端散熱單元100降溫,然后環(huán)境空氣通過機艙700的艙壁上的出風口701流出,載冷劑降溫后重新通過泵組單元500被輸送給熱端散熱單元600,這一循環(huán)過程完成了對發(fā)電機散熱的作用;將熱端散熱單元設置在定子支架,能夠減少冷卻系統(tǒng)對機艙700內部空間的占用,不會增加發(fā)電機800的外形尺寸,將熱端散熱單元600的熱量通過管路轉移到冷端散熱單元100,利用環(huán)境空氣風冷的方式提高風力發(fā)電機組散熱的效率,并且保證風力發(fā)電機組散熱的均勻性。
可選擇地,如圖1或圖2所示,本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng),還包括:
線性水浸開關802,設置于熱端散熱單元600,用于熱端散熱單元600出現(xiàn)漏液時檢測漏液信號,并將漏液信號發(fā)送給控制器;
相應地,控制器,還用于根據(jù)漏液信號控制泵組單元500停機和/或控制冷卻系統(tǒng)的各閥門關閉。
線性水浸開關802可以在熱端散熱單元600出現(xiàn)泄漏的時候,及時控制泵組單元500停機,以及控制冷卻系統(tǒng)的各閥門關閉,從而避免泄漏問題加劇,并且可以及時發(fā)出報警和提醒,讓工作人員盡快對產生泄漏的部位進行檢修。
可選擇地,如圖3所示,本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)中,其中的泵組單元500,包括:
泵組501,用于驅動載冷劑在冷端散熱單元100和熱端散熱單元600之間循環(huán)。
可選擇地,本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)中,其中的泵組單元500,還包括:
過濾器502,設置于泵組501上游的管路,用于對流經泵組單元500的載冷劑進行過濾,防止顆粒物進入泵組501及熱端散熱單元600中,保證冷卻系統(tǒng)平穩(wěn)高效運轉;
排污閥503,用于將過濾器502過濾的雜質排出,排污閥503可以設置在泵組501的上游管路上,也可以設置在泵組501的下游管路上;
止回閥504,設置于泵組501下游的管路,用于防止載冷劑在管路中倒流,防止倒流損壞泵組單元500。
通過過濾器502、排污閥503及止回閥504的設計,可以有效保證泵組單元500的平穩(wěn)運轉。
可選擇地,如圖3所示,本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng),還包括:
流量傳感器203,設置于泵組單元500所在的管路上,用于檢測管路中載冷劑的流量信號,并將流量信號發(fā)送給控制器;
相應地,控制器,還用于根據(jù)流量信號控制泵組501的功率。
載冷劑的流量決定了冷卻系統(tǒng)的冷卻效率,當發(fā)電機800的功率增大,或者環(huán)境溫度上升導致冷卻要求也隨之提高時,可以通過控制器控制增大泵組501的功率,加大載冷劑的流量,進而達到提高冷卻效率的目的;反之,當發(fā)電機800的功率降低,或者環(huán)境溫度下降導致冷卻要求也隨之下降時,可以通過控制器控制減小控泵組501的功率,降低載冷劑的流量,從而避免冷卻系統(tǒng)過度運轉也產生不必要的損耗。
可選擇地,如圖3所示,本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng),還包括:旁通管路204,旁通管路204的一端與供液管路201連通,另一端與回液管路202連通,在旁通管路204上設有調節(jié)閥205;泵組單元500設置于供液管路201并且位于旁通管路204的下游,
相應地,控制器還用于控制調節(jié)閥205。
當載冷劑的溫度低于設定值時,打開旁通管路204上的調節(jié)閥205,調節(jié)閥205可以根據(jù)載冷劑溫度進行調節(jié),當環(huán)境溫度過低情況下,冷卻液溫度過低,對于發(fā)電機結構易產生太大熱應力,此時通過打開旁通管路204上的調節(jié)閥205以將部分載冷劑分流,不經過冷端散熱單元100,而與冷卻后的載冷劑一起回流到熱端散熱單元600。
當泵組單元500設置于回液管路202上時,泵組單元500設置于旁通管路204的上游。
通過旁通管路204及其上部的調節(jié)閥205的設計,可以使部分或者全部載冷劑由回液管路202通過旁通管路204直接回流到供液管路201。
可選擇地,本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)中,調節(jié)閥205的上游和下游管路上分別設有第一截止閥206,第一截止閥206的設計,便于對旁通管路204及其上部的調節(jié)閥205進行檢修,便于對調節(jié)閥205進行更換,從整體上便于系統(tǒng)的維護。
可選擇地,本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)中,泵組單元500,還包括:
第一壓力傳感器511,設置于泵組501上游的管路,用于檢測管路內載冷劑的第一壓力,并將第一壓力發(fā)送給控制器;
第二壓力傳感器512,設置于泵組501下游的管路,用于檢測管路內載冷劑的第二壓力,并將第二壓力發(fā)送給控制器。
通過檢測泵組501上游管路的第一壓力、以及泵組501下游管路的第二壓力,以檢測泵組501以及整個冷卻系統(tǒng)是否存在堵塞情況。
可選擇地,本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)中,泵組單元500,還包括:
加熱器505,用于對流經泵組單元500的載冷劑進行加熱;
相應地,控制器還用于控制加熱器505的加熱功率。
當機艙700內部濕度過大,為了避免機艙700內部零部件的生銹腐蝕,通過設計加熱器505對機艙內部進行烘潮,從而保證機艙平穩(wěn)運轉,避免濕度過大對設備的生銹腐蝕。
本實施例在冷卻系統(tǒng)的基礎上進一步增加了加熱器505,并結合熱端散熱單元600一起對機艙700內部進行加熱以進行烘潮;通過加熱器505的加熱作用,通過熱端散熱單元600的快速熱交換的作用,使機艙內部溫度快速而均勻地升高,從而更好地達到了烘潮的效果。
烘潮的過程中,一般需要將旁通管路204上的調節(jié)閥205打開到最大,通過泵組501促使載冷劑在封閉空間900內部的冷卻系統(tǒng)中循環(huán),以對封閉空間900內部進行加熱烘潮。
可選擇地,如圖3所示,本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)中,泵組單元500,還包括:
第一溫度傳感器521,設置于加熱器505上游的管路,用于檢測管路內載冷劑的第一溫度;
第二溫度傳感器522,設置于加熱器505下游的管路,用于檢測管路內載冷劑的第二溫度;
控制器,還用于根據(jù)第一溫度和第二溫度的溫度差控制加熱器505的加熱功率和/或調節(jié)閥205的開度和/或泵組501的功率。
在烘潮的過程中,需要根據(jù)溫度傳感器感應的溫度判斷烘潮的效果,當需要快速烘潮時,一般需要提高加熱器505的加熱功率、加大調節(jié)閥205的開度以及提高泵組501的功率。
在冷卻的過程中,需要提高冷卻效率時(此時加熱器505和調節(jié)閥205都處于關閉狀態(tài)),一般需要提高泵組501的功率。
可選擇地,如圖3所示,本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)中,熱端散熱單元600,包括熱端散熱器模塊610,熱端散熱器模塊610嵌入式安裝在定子支架801上。本實施例中,熱端散熱單元600采用多個并聯(lián)的方式安裝,在安裝的過程中,可以圍繞定子支架801的圓周均勻分布;基于本領域技術人員的理解,熱端散熱單元600的數(shù)量越多,其分布的區(qū)域越廣,散熱效果也就越好,但是如果僅采用一個熱端散熱單元600,也可以實現(xiàn)基本的冷卻效果。熱端散熱器模塊610采用模塊化的設計,可以更便利的安裝在定子支架801上,并且在出現(xiàn)故障的時候,熱端散熱器模塊610也可以整體拆卸和更換,提高了檢修的效率。
在采用多個熱端散熱單元600并聯(lián)安裝時,管路采用同程設計,實現(xiàn)各個熱端散熱單元600所在的支路流量的穩(wěn)定性,從而對定子支架801及發(fā)電機800均勻地冷卻。
可選擇地,本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)中,熱端散熱器模塊610,包括:
熱端散熱器芯體611,用于吸收發(fā)電機800的熱量;
第一循環(huán)風機612,用于將氣流吹向熱端散熱器芯體611,第一循環(huán)風機與控制器電連接。
由控制器控制第一循環(huán)風機612的運轉,特別是采用多個熱端散熱單元600并聯(lián)時,控制器可以控制所有熱端散熱單元600的第一循環(huán)風機612一起運轉或者一起停機,從而使熱端散熱單元600具有更好的熱交換效果,對定子支架801及發(fā)電機800的冷卻效果更均勻。
可選擇地,本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)中,熱端散熱器模塊610,還包括:
熱端排氣閥613,設置于熱端散熱器芯體611,用于將熱端散熱器芯體611中的氣體排出;特別是在對熱端散熱單元600注入載冷劑的過程中,有利于將熱端散熱器芯體611內部的氣體排出,確保載冷劑順利注入到熱端散熱器芯體611內部;
熱端排液閥614,設置于熱端散熱器芯體611,用于將熱端散熱器芯體611中的載冷劑排出,以便于對熱端散熱單元600進行檢修,防止殘留的載冷劑影響檢修;同時也可以利用熱端排液閥614將熱端散熱單元600內部的污液排出。
可選擇地,如圖3所示,本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)中,熱端散熱單元600,還包括:
第三溫度傳感器603,設置于熱端散熱器芯體611出口的管路上,用于檢測熱端散熱器芯體611出口的第三溫度,并將第三溫度發(fā)送給控制器;便于監(jiān)測載冷劑與發(fā)電機800換熱后的溫度,以便于對冷卻系統(tǒng)的冷卻效率進行有效地控制;
相應地,控制器,還用于根據(jù)第三溫度控制第一循環(huán)風機612的轉速以及泵組501的功率。當?shù)谌郎囟冗^高時,通過提高泵組501的功率的方式,促使載冷劑以更大的流量和流速經過熱端散熱單元600,從而提高熱端散熱器芯體的冷卻效率,使熱端散熱器芯體出口的溫度降低;為了進一步提高冷卻效率,也可以同時控制加大第一循環(huán)風機612的轉速。
可選擇地,如圖3所示,本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)中,熱端散熱單元600,還包括:
第三壓力傳感器604,設置于熱端散熱器芯體611出口的管路上,用于檢測熱端散熱器芯體611出口的第三壓力,并將第三壓力發(fā)送給控制器。第三壓力傳感器604便于監(jiān)測各個支路上的壓力平衡,能夠檢測出發(fā)生堵塞的支路,從而便于對整機進行維護。
可選擇地,如圖3所示,本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)中,熱端散熱單元600,還包括:
第二截止閥605,分別設置于熱端散熱器模塊610兩端的管路上,當需要對熱端散熱器模塊610進行拆卸和維修時,只需要關閉待檢修的熱端散熱器模塊610兩端的第二截止閥605,即可對待檢修的熱端散熱器模塊610進行拆卸和更換,并且不會影響其他熱端散熱器模塊610的運行。
可選擇地,如圖3所示,本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)中,冷端散熱單元100,包括:
冷端散熱器芯體103,用于向空氣環(huán)境中放出熱量;
第二循環(huán)風機104,用于將氣流吹向冷端散熱器芯體103,第二循環(huán)風機104與控制器連接。
通過第二循環(huán)風機104將環(huán)境空氣吹向冷端散熱器芯體103,從而使冷端散熱器芯體103中的載冷劑與空氣之間進行熱交換,空氣將載冷劑中的熱量帶走,使載冷劑降溫,并且利用泵組單元500強冷卻后的載冷劑重新供送給熱端散熱單元600。
可選擇地,如圖3所示,本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)中,冷端散熱單元100,還包括:
冷端排氣閥105,設置于冷端散熱器芯體103,用于將冷端散熱器芯體103中的氣體排出;便于對冷卻系統(tǒng)中注入載冷劑。
冷端排液閥106,設置于冷端散熱器芯體103,用于將冷端散熱器芯體103中的載冷劑排出,便于對冷卻系統(tǒng)進行檢修時排液排污。
可選擇地,如圖3所示,本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)中,冷端散熱單元100,還包括:
第三截止閥107,分別設置于冷端散熱器芯體103兩端的管路上,當對冷端散熱器芯體103進行檢修時,只需要關閉冷端散熱器芯體103兩端的第三截止閥107,就可以將冷端散熱器芯體103拆卸和更換。
可選擇地,如圖4、圖5所示,冷端散熱單元100可以設置為兩個以上,并且采用并聯(lián)的方式安裝,冷端散熱單元100之間可以交替使用,有效提高冷端散熱單元100的使用壽命;也可以在需要增大散熱效率的時候,選擇冷端散熱單元100同時使用,可以確保整個冷卻系統(tǒng)的冷卻效率。
可選擇地,如圖4、圖5所示,本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)中,當冷端散熱單元100由兩個以上并聯(lián)時,還包括:
第四截止閥110,分別設置與并聯(lián)之后的冷端散熱單元100的兩端的管路上。通過第四截止閥110控制全部冷端散熱單元的開閉,在需要整機停機維護時,或者在緊急情況、突發(fā)事件時,可以關閉第四截止閥110。
可選擇地,如圖5所示,泵組單元500可以設置為兩個以上,并且采用并聯(lián)的方式安裝,泵組單元500之間可以交替使用,從而有效提高泵組單元500的使用壽命,減少故障的發(fā)生;也可以采用其中一個泵組單元500持續(xù)使用,在這個泵組單元出現(xiàn)故障后,啟動其他泵組單元500,確保在風況條件優(yōu)越情況下,不因散熱原因造成整機停機,從而有效保證風力發(fā)電機組運行的穩(wěn)定性和可靠性。
可選擇地,如圖6所示,本發(fā)明一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)中,通過兩套泵組單元500和冷端散熱單元100與熱端散熱單元600連接,共同對熱端散熱單元600的載冷劑進行散熱;可選擇地,兩套泵組單元500和冷端散熱單元共用旁通管路。
可選擇地,本發(fā)明一實施例提供的冷卻系統(tǒng)中,發(fā)電機700為直驅式發(fā)電機或者其他用于風力發(fā)電機組的發(fā)電機;當使用直驅式發(fā)電機,風力發(fā)電機組運行時,由于損耗產生相應的熱量。此時,在泵組單元500作用下,載冷劑進入熱端散熱單元600,在熱端散熱單元600的第一循環(huán)風機612作用下,發(fā)電機800產生的熱量被帶入到熱端散熱單元600內,與載冷劑進行交換,載冷劑升溫,發(fā)電機組的機艙700中進入熱端散熱單元600的氣流降溫,在熱端散熱單元600在第一循環(huán)風機612的作用下再次對發(fā)電機800進行冷卻,而載冷劑在泵組單元500作用下從熱端散熱單元600進入回液管路202,而根據(jù)實際的回液溫度或發(fā)電機組內部的回風溫度,確定調節(jié)閥205的開啟程度,當溫度低于設定值時,開啟調節(jié)閥205,而當在進入冷端散熱單元100時,升溫的的載冷劑與環(huán)境空氣進行熱交換,而環(huán)境冷空氣通過自然風動壓克服阻力進入冷端換熱單元100或者通過設置第二循環(huán)風機104進入冷端散熱單元,載冷劑通過在冷端散熱單元100內實現(xiàn)與環(huán)境空氣的換熱,降溫后的載冷劑在泵組單元500的作用下通過供液管路201再次進入熱端散熱單元600,實現(xiàn)重復的將熱量帶出發(fā)電機組。而當環(huán)境工況濕度較大,發(fā)電機800要啟動時,泵組單元500上的加熱器505開啟,旁通管路完全開啟,實現(xiàn)對風電機組的烘潮,確保風電機組的安全性。當系統(tǒng)使用年限過久或者散熱器失效出現(xiàn)漏洞時,尤其針對熱端散熱單元出現(xiàn)漏液現(xiàn)象時,線性水浸開關802會將檢測的信號反饋給控制器,一旦漏液,及時停止機組進行維護更換,防止造成風電機組的損失。
載冷劑可以為水或者醇類溶液,載冷劑也可以是其他能夠換熱的成分或者溶液。
本發(fā)明實施例還提供一種風力發(fā)電機組,其包括以上任一實施例提供的風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)。
本領域技術人員應能理解,上述實施例均是示例性而非限制性的。在不同實施例中出現(xiàn)的不同技術特征可以進行組合,以取得有益效果。本領域技術人員在研究附圖、說明書及權利要求書的基礎上,應能理解并實現(xiàn)所揭示的實施例的其他變化的實施例。在權利要求書中,術語“包括”并不排除其他裝置或步驟;不定冠詞“一個”不排除多個;術語“第一”、“第二”用于標示名稱而非用于表示任何特定的順序。權利要求中的任何附圖標記均不應被理解為對保護范圍的限制。權利要求中出現(xiàn)的多個部分的功能可以由一個單獨的硬件或軟件模塊來實現(xiàn)。某些技術特征出現(xiàn)在不同的從屬權利要求中并不意味著不能將這些技術特征進行組合以取得有益效果。