CN102081413B - 风力发电机组机舱温控方法及系统 - Google Patents

风力发电机组机舱温控方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种风力发电机组机舱温控方法及系统，温控方法主要包括：设置加热器与机舱内和机舱外均相连通的百叶窗；设置连接散热出风口和百叶窗的套管；设机舱内适宜温度的上下限分别为
Figure 30247DEST_PATH_IMAGE001
和
Figure 718718DEST_PATH_IMAGE002
；设机舱内温度为
Figure DEST_PATH_IMAGE003
，当
Figure 230470DEST_PATH_IMAGE003
＞
Figure 895545DEST_PATH_IMAGE001
时，控制前窗和侧窗分别为打开和闭合，关闭加热器；当
Figure 114037DEST_PATH_IMAGE003
＜时，控制前窗和侧窗分别为闭合和打开，启动加热器。温控系统的特别之处为：百叶窗上设置有与外界相通的百叶窗前窗和与机舱相通的百叶窗侧窗；发电机的散热出风口通过一套管与百叶窗相连通。本发明的方法和系统，保证发电机正常工作的同时也提高了的转化效率，避免了由于机舱内温度过高或过低造成的风力发电机停机。

Description

风力发电机组机舱温控方法及系统
技术领域
本发明涉及一种风力发电机组机舱温控方法及系统，更具体的说，尤其涉及一种可有效利用发电机的散热风能量的风力发电机组机舱温控方法及系统。
背景技术
目前风力发电机组的机舱环控系统中的温度控制存在如下问题：机舱内热量是通过百叶窗散发到机舱外的，百叶窗与发电机的散热风出口之间间隔一定的距离。在散热的过程中，发电机的冷却风扇将发电机的热量首先直接散发到机舱内，再通过百叶窗将热量散发到外部。这样间接散热的方式容易产生热量的累积，尤其在外界温度较高的夏天，机舱跟外界的热交换效率很低，热量累积更加明显，有时甚至导致发电机停机；在外界温度较低的情况下，通过百叶窗散发到外界的能量较多，会导致机舱内的温度较低，造成发电机的转化效率降低，不利于能量利用。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种可有效利用发电机的散热风能量的风力发电机组机舱温控方法。
本发明的风力发电机组机舱温控方法，包括以下步骤：a．设置百叶窗和加热器，首先在机舱壁上设置一与机舱内外均相连通的百叶窗，百叶窗包括百叶窗前窗和百叶窗侧窗；设置百叶窗与机舱外通过百叶窗前窗相连通，百叶窗与机舱内通过百叶窗侧窗相连通；把加热器设置于机舱内部，加热器自带风扇，可以加速热空气在机舱内的流动；b．设置套管，将百叶窗与风力发电机的散热出风口通过两端开口侧面密封的套管相连通；c．设置控制元件，在机舱内设置用于检测机舱内部温度的温度传感器，在百叶窗上设置分别实现百叶窗前窗和百叶窗侧窗开闭的前窗控制器和侧窗控制器，在加热器上设置加热器控制器；d．组成控制系统，将步骤c中设置的温度传感器、前窗控制器和侧窗控制器与控制系统相连接；e．设定机舱适宜温度值，设机舱内适宜温度的下限值为                                                ，上限值为
Figure 690295DEST_PATH_IMAGE002
，其中，≤；f．设温度传感器检测到的机舱内的温度为
Figure 279037DEST_PATH_IMAGE003
，当
Figure 409804DEST_PATH_IMAGE003
＞
Figure 610978DEST_PATH_IMAGE002
时，控制系统控制百叶窗前窗和百叶窗侧窗分别处于打开和闭合状态，加热器关闭状态；g．当
Figure 928827DEST_PATH_IMAGE003
＜
Figure 755706DEST_PATH_IMAGE004
时，控制系统控制百叶窗前窗和百叶窗侧窗分别处于闭合和打开状态，加热器开启状态；h．当
Figure 740980DEST_PATH_IMAGE004
≤
Figure 50738DEST_PATH_IMAGE003
≤
Figure 918200DEST_PATH_IMAGE002
时，控制系统控制百叶窗前窗和百叶窗侧窗分别处于闭合和打开状态，加热器关闭状态。上述本发明的控制方法，改变了以往发电机的单一散热方式，采用根据机舱内的温度来确定是把热量散热到机舱内还是机舱外。本发明中的百叶窗可设计为六面体形状，其不仅与机舱外界相连通，而且还通过百叶窗侧窗与机舱内部相连通，然后通过套管与发电机的散热风出口相连通。加热器可以在当发电机发出的热量不足以使机舱内温度达到指定温度范围时启动，保证风力发电机在适宜的温度下工作，既可避免风力发电机组的停机，也可保证风力发电机组有较高的转换效率。
本发明的风力发电机组机舱温控方法，所述步骤b中的套管为塑料绝缘套管。塑料绝缘套管用普通的塑料波浪管，材料容易获取且成本很低。
本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种可有效利用发电机的散热风能量的风力发电机组机舱温控系统。
本发明的风力发电机组机舱温控系统，所述机舱的外围为机舱壁，该机舱壁上设置有百叶窗和加热器，所述机舱内设置有发电机，其特别之处在于：所述百叶窗上设置有与外界相通的百叶窗前窗和与机舱相通的百叶窗侧窗；所述发电机的散热出风口通过一套管与百叶窗相连通。用于百叶窗上不仅设置有与外界相连通的百叶窗前窗，还设置有与机舱内部相通的百叶窗侧窗，进而实现了发电机的散热风选择性进入机舱内或机舱外。设置套管的目的是为了实现发电机的散热风可通过百叶窗前窗直接进入到外界，避免了以往由于进入到机舱所造成的热交换效率低下。当发电机发出来的热量不足以维持机舱内适宜的温度时，可以通过加热器实现加热。
本发明的风力发电机组机舱温控系统，还包括用于对机舱内温度进行调节的控制系统，该控制系统包括设置于机舱内实现机舱内温度检测的温度传感器以及分别对百叶窗前窗、百叶窗侧窗和加热器的开闭进行控制的前窗控制器、侧窗控制器和加热器控制器。控制系统通过对机舱内部温度的检测，并与预先设定的温度值进行比较，根据获得的比较结果来对百叶窗前窗、百叶窗侧窗及机舱加热器的开闭状态进行相应控制，进而实现把机舱内的温度控制在一定范围内的目的。
本发明的风力发电机组机舱温控系统，所述的套管为塑料绝缘套管。塑料绝缘套管用普通的塑料波浪管，材料容易获取且成本较低。
本发明的有益效果是：本发明的风力发电机组机舱温控方法，根据机舱内的不同温度，在发电机的散热风直接全部通向机舱外、同时加热器关闭，全部通向机舱内、同时加热器开启，以及全部通向机舱内、同时加热器关闭三种方式之间进行选择，达到了把机舱内温度始终保持在适宜温度范围内的目的，保证了发电机正常工作的同时也提高了发电机的转化效率；本发明的风力发电机组机舱温控系统，设置有与机舱内和机舱外均相连通百叶窗以及连通于百叶窗和发电机散热风出口的套管，实现了发电机散热风选择性地输送到机舱外或机舱内，不仅提高了发电机的工作效率还有效避免了由于温度过高造成的发电机停机。
附图说明
图1为本发明的结构原理图；
图中：1机舱，2机舱壁，3发电机，4百叶窗，5塑料绝缘套管，6百叶窗前窗，7百叶窗侧窗，8加热器。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的风力发电机组机舱温控方法和系统进行说明。
如图1所示，给出了本发明的风力发电机组机舱温控系统的结构示意图，其主要包括百叶窗4、塑料绝缘套管5和加热器8，所示的百叶窗4设置于机舱壁2上，百叶窗4为立体结构，其上不仅设置有与机舱1外相通的百叶窗6，还设置有与机舱1内部相通的百叶侧窗7，加热器8设置在机舱壁2上，用于给机舱1加热。在机舱1内设置有发电机3，所示发电机3的散热风出口通过塑料绝缘套管5与百叶窗4相连通。这种结构，改变了以往发电机3散热风首先进入到机舱内再由机舱通过百叶窗向外散热的形式，而是通过塑料绝缘套管5和百叶窗的前窗和侧窗进行热量的直接传递，提高了传递效率。为了对机舱内的温度进行方便有效地控制，在机舱1内设置有用于进行温度检测的温度传感器，百叶窗4上设置有分别对百叶窗前窗6和百叶窗侧窗7的开闭进行控制的前窗控制器和侧窗控制器，加热器8上设置有与控制系统相连接的加热器控制器，以便实现对加热器8的开关进行控制。温度传感器、前窗控制器和侧窗控制器均与控制系统相连接，以便把机舱1内的温度始终维持在一个较为适宜的温度范围内。
本发明的风力发电机组机舱温控方法，可以通过以下步骤来实现。
a．设置百叶窗，首先在机舱壁2上设置一与机舱内外均相连通的百叶窗4，如图1所示，该百叶窗4的整体位于机舱1的内部；百叶窗4与机舱1外通过百叶窗前窗6相连通，百叶窗与机舱内通过百叶窗侧窗7相连通；b．设置连接套管，将百叶窗4与风力发电机3的散热出风口通过两端开口侧面密封的塑料绝缘套管5相连通；c．设置控制元件，在机舱1内设置用于检测机舱内部温度的温度传感器，在百叶窗上设置分别实现百叶窗前窗6和百叶窗侧窗7开闭的前窗控制器和侧窗控制器；d．组成控制系统，将步骤c中设置的温度传感器、前窗控制器和侧窗控制器与控制系统相连接；e．设定机舱1适宜温度值，设机舱1内适宜温度的下限值为
Figure 971607DEST_PATH_IMAGE001
，上限值为
Figure 624436DEST_PATH_IMAGE002
，其中，
Figure 105096DEST_PATH_IMAGE001
≤
Figure 663117DEST_PATH_IMAGE002
；f．设温度传感器检测到的机舱1内的温度为
Figure 316952DEST_PATH_IMAGE003
，当
Figure 276818DEST_PATH_IMAGE003
＞
Figure 239963DEST_PATH_IMAGE002
时，控制系统控制百叶窗前窗6和百叶窗侧窗7分别处于打开和闭合状态，加热器8关闭状态；g．当
Figure 19700DEST_PATH_IMAGE005
＜
Figure 477226DEST_PATH_IMAGE004
时，控制系统控制百叶窗前窗6和百叶窗侧窗7分别处于闭合和打开状态，加热器8开启状态；h．当
Figure 291599DEST_PATH_IMAGE004
≤
Figure 114061DEST_PATH_IMAGE003
≤
Figure 194144DEST_PATH_IMAGE002
时，控制系统控制百叶窗前窗6和百叶窗侧窗7处于关闭和打开状态，加热器8关闭状态。采用这种控制方法，可以把机舱内的温度控制在适宜的温度范围内，有效利用了发电机散发的热能。

Claims (5)

1.一种风力发电机组机舱温控方法，其特征在于，包括以下步骤：
a．设置百叶窗和加热器，首先在机舱壁上设置一与机舱内外均相连通的百叶窗（4），百叶窗包括百叶窗前窗（6）和百叶窗侧窗（7）；设置百叶窗（4）与机舱外通过百叶窗前窗（6）相连通，百叶窗（4）与机舱内通过百叶窗侧窗（7）相连通；把加热器设置于机舱内部，加热器自带风扇，可以加速热空气在机舱内的流动；
b．设置套管，将百叶窗（4）与风力发电机的散热出风口通过两端开口侧面密封的套管相连通；
c．设置控制元件，在机舱（1）内设置用于检测机舱内部温度的温度传感器，在百叶窗（4）上设置分别实现百叶窗前窗（6）和百叶窗侧窗（7）开闭的前窗控制器和侧窗控制器，在加热器上设置加热器控制器；
d．组成控制系统，将步骤c中设置的温度传感器、前窗控制器、侧窗控制器以及加热器控制器与控制系统相连接；
e．设定机舱适宜温度值，设机舱内适宜温度的下限值为                                                
Figure 2010105703912100001DEST_PATH_IMAGE001
，上限值为
Figure 256995DEST_PATH_IMAGE002
，其中，
Figure 498620DEST_PATH_IMAGE001
≤
Figure 413224DEST_PATH_IMAGE002
；
f．设温度传感器检测到的机舱（1）内的温度为，当
Figure 454178DEST_PATH_IMAGE004
＞时，控制系统控制百叶窗前窗（6）和百叶窗侧窗（7）分别处于打开和闭合状态，加热器关闭状态；
g．当
Figure 137281DEST_PATH_IMAGE004
＜
Figure 2010105703912100001DEST_PATH_IMAGE005
时，控制系统控制百叶窗前窗（6）和百叶窗侧窗（7）分别处于闭合和打开状态，加热器开启状态；
h．当
Figure 946843DEST_PATH_IMAGE005
≤
Figure 515227DEST_PATH_IMAGE004
≤
Figure 918396DEST_PATH_IMAGE002
时，控制系统控制百叶窗前窗（6）和百叶窗侧窗（7）分别处于闭合和打开状态，加热器关闭状态。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组机舱温控方法，其特征在于：所述步骤b中的套管为塑料绝缘套管（5）。
3.一种运用权利要求1所述的温控方法的风力发电机组机舱温控系统，所述机舱（1）的外围为机舱壁（2），该机舱壁（2）上设置有百叶窗（4）和加热器（8），所述机舱内设置有发电机（3），其特征在于：所述百叶窗（4）上设置有与外界相通的百叶窗前窗（6）和与机舱（1）相通的百叶窗侧窗（7）；所述发电机（3）的散热出风口通过一套管与百叶窗（4）相连通。
4.根据权利要求3所述的风力发电机组机舱温控系统，其特征在于：还包括用于对机舱（1）内温度进行调节的控制系统，该控制系统包括设置于机舱（1）内实现机舱内温度检测的温度传感器以及分别对百叶窗前窗（6）、百叶窗侧窗（7）和加热器（8）的开闭进行控制的前窗控制器、侧窗控制器和加热器控制器。
5.根据权利要求3所述的风力发电机组机舱温控系统，其特征在于：所述的套管为塑料绝缘套管（5）。
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