CN102368659A - 应用于煤炭行业防爆变频器的密闭式循环水冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于煤炭行业防爆变频器的密闭式循环水冷却系统，所述冷却系统由主循环系统和副循环系统组成，主循环系统是利用水作为导热介质将防爆变频器的功耗热量传递到系统换热器，通过系统换热器与外循环水进行热交换，从而实现防爆变频器的冷却；副循环系统的作用是对冷却介质进行净化，降低冷却介质的电导率，同时副循环系统对整个系统还起到稳压作用。本发明极大拓展了变频器的适用性，可以用于富含粉尘、危险气体的场所，本发明采用的换热器承压能力强，可以采用不同压力的外循环水对其进行冷却。
Description
技术领域
本发明涉及一种密闭式循环水冷却系统，尤其是应用于煤炭行业防爆变频器的密闭式循环水冷却系统。
背景技术
随着我国经济高速发展，对能源的需求越来越大，煤在我国的能源结构中扮演着举足轻重的作用，然而长期以来我国的煤炭行业普遍存在这样一个现状：开采装备落后，自动化程度低，这也是导致了煤炭行业事故率高的原因之一。因此加快发展煤矿开采行业的装备制造业已经是迫在眉睫，而防爆变频器作为核心部件，其安全性和可靠性一直都是研发的重点，防爆变频器作为一种大功率的电力电子设备在运行过程中必然会产生功耗和热量，为了保证防爆变频器的稳定运行必须采用冷却装置对其进行冷却。防爆变频器的使用环境及其特殊性决定了只能采用密闭式循环水系统来冷却。首先，防爆变频器工作地点位于矿井下，属于危险场合，空气中含有大量的粉尘和可燃气体，因此防爆变频器采用隔爆型设计，变频器位于一个密闭的防爆腔内，这决定了无法采用风冷却；其次，随着采掘设备的功率越来越大，变频器产生的功耗的热流密度越来越大，风冷无法满足需求，采用密闭式循环水冷却系统可以利用水作为传热介质，将变频器运行过程中产生的功耗热量排出防爆变频器的防爆腔外。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种应用于煤炭行业防爆变频器的密闭式循环水冷却系统。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
应用于煤炭行业防爆变频器的密闭式循环水冷却系统包括：驱动装置、调温装置、系统换热装置、防爆变频器换热装置和副循环系统，驱动装置的出口与调温装置的入口连接，调温装置的出口与系统换热装置的入口连接，系统换热装置的出口与防爆变频器换热装置的入口连接，防爆变频器换热装置的出口与驱动装置的入口连接；副循环系统的入口与系统换热装置的出口连接，副循环系统的出口与驱动装置的入口连接；所述副循环系统包括串联的稳压装置及水处理装置。传热介质流经防爆变频器换热装置，对变频器进行强制换热，回到驱动装置，在驱动装置的作用下流经调温装置进入系统换热装置被强制冷却，被冷却的传热介质再次进入防爆变频器换热装置对变频器进行强制换热，如此循环，最终将变频器运行中产生的功耗热量通过系统换热装置散去。
为了更好的实现本发明，所述驱动装置采用两台水泵并联。
为了更好的实现本发明，所述调温装置采用电动三通阀，流经电动三通阀的换热介质出口分两路，一路流经系统换热装置被冷却，另一路无需流经换热装置，直接与流经系统换热装置的换热介质汇合。
为了更好的实现本发明，所述系统换热装置采用板式换热器，水冷系统的换热介质流经板式换热器的热侧流道，外循环冷却水流经板式换热器的冷侧流道，水冷系统的传热介质在板式换热器内与外循环冷却水进行热交换。
为了更好的实现本发明，所述板式换热器采用镍钎焊板式换热器。
为了更好的实现本发明，所述水处理装置采用离子交换器，离子交换器出口处装有流量调节阀及精密过滤器。
为了更好的实现本发明，所述稳压装置采用空气密封的高位水箱，高位水箱上装有两个液位开关及气泵。
为了更好的实现本发明，所述驱动装置入口前装有压力变送器。
为了更好的实现本发明，所述防爆变频器换热装置入口前装有过滤器、压力变送器、温度变送器、流量变送器、电导率变送器及温度变送器。
本发明的有益效果是：
本发明采用水冷却系统冷却防爆变频器换热装置，避免了由于采用空气冷却带来的安全隐患，因为煤矿矿井中的空气含有大量粉尘和可燃气体。
本发明实现了对防爆变频器的冷却，由于采用了镍钎焊板式换热器，该板式换热器承受压力高，可以直接与地下矿井的高压水连接，进口处无需增加减压阀。
本发明采用镍钎焊板式换热器，结构紧凑。
本发明采用镍钎焊板式换热器，避免使用铜钎焊板式换热器造成循环冷却水电导率过高的特性。
本发明采用两台水泵并联，一用一备设置，避免单台泵出故障时候系统停止运行，从而保证系统的可靠、稳定。
本发明采用离子交换器对系统循环水处理，降低冷却循环水的电导率，保证冷却循环水在冷却防爆变频器过程中的安全可靠。
本发明采用空气密封的高位水箱作为稳压装置，避免了系统内换热介质的热胀对管道造成的破坏。
本发明采用空气密封的高位水箱作为脱气装置，流经高位水箱的循环水流速降低后气体会脱离出来，这避免循环水中含有气体对水泵造成气蚀。
本发明采用高位水箱作为储气装置，从循环水中脱离出来的气体不能直接排到外界环境中，因为防爆变频器和水冷系统是安装在一个密闭的防爆腔内，从水冷系统排出的气体含有水分，水分无法散到防爆腔外，会在变频器功率单元上凝露，造成安全隐患。
本发明采用气泵与高位水箱连接，在系统压力低时候加压，避免系统水泵进口处压力低造成的气蚀损害。
本发明高位水箱上装有液位开关，避免高位水箱水位过低，无法给系统提供足够的静压。
本发明在水泵进口前装有压力变送器，检测水泵进口压力值，保证系统稳定正常运行。
本发明在变频器换热装置入口前装有温度变送器，检测进水温度，保证进水温度值在变频器换热装置允许的范围内，从而保证变频器的正常稳定运行。
本发明在变频器换热装置出口装有温度变送器，检测出水温度，保证变频器的正常运行。
本发明在变频器换热装置入口前装有电导率变送器，检测循环冷却水的电导率值，保证变频器的安全运行。
本发明在变频器换热装置入口前装有流量变送器，检测进入变频器换热装置的循环冷却水流量在允许范围内，监测变频器换热装置内流道是否堵塞，从而保证变频器的正常稳定运行。
本发明在变频器换热装置入口前装有压力变送器，检测进水变频器换热装置的水压值，监测变频器换热装置内流道是否堵塞，从而保证变频器的正常稳定运行。
本发明在变频器换热器进水口前装有过滤器，保证进入变频器换热器的冷却循环水的洁净度，避免了变频器换热器内流道的不出现堵塞，保证变频器正常运行。
本发明在离子交换器后装有精密过滤器，保证流经离子交换器回到水泵前的去离子水的洁净度。
本发明在离子交换器出口处装有流量调节阀，调节流经离子交换器的流量，使得系统循环冷却水的电导率值满足要求，同时保证离子交换器内树脂的使用寿命更长。
附图说明
图1是本发明一个实施方式所述的密闭式循环水冷却系统的工作模块结构示意图；
图2是本发明一个实施方式所述的密闭式循环水冷却系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明的一个实施方式作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1和图2所示，一种应用于煤炭行业防爆变频器的密闭式循环水冷却系统，包括：驱动装置2、调温装置3、系统换热装置4、防爆变频器换热装置1和副循环系统，驱动装置2的出口与调温装置3的入口连接，调温装置3的出口与系统换热装置4的入口连接，系统换热装置4的出口与防爆变频器换热装置1的入口连接，防爆变频器换热装置1的出口与驱动装置2的入口连接；副循环系统的入口与系统换热装置4的出口连接，副循环系统的出口与驱动装置2的入口连接；所述副循环系统包括串联的稳压装置7及水处理装置6。
驱动装置2采用两台水泵并联；调温装置3采用电动三通阀，流经电动三通阀的换热介质出口分两路，一路流经系统换热装置被冷却，另一路无需流经换热装置，直接与流经系统换热装置的换热介质汇合；系统换热装置4采用板式换热器；板式换热器采用镍钎焊板式换热器；水处理装置采用离子交换器，离子交换器出口处装有流量调节阀及精密过滤器；稳压装置采用空气密封的高位水箱，高位水箱上装有两个液位开关及气泵；驱动装置入口前装有压力变送器；防爆变频器换热装置入口前装有过滤器、压力变送器、温度变送器、流量变送器、电导率变送器及温度变送器。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.应用于煤炭行业防爆变频器的密闭式循环水冷却系统，其特征在于所述系统包括：驱动装置、调温装置、系统换热装置、防爆变频器换热装置和副循环系统，驱动装置的出口与调温装置的入口连接，调温装置的出口与系统换热装置的入口连接，系统换热装置的出口与防爆变频器换热装置的入口连接，防爆变频器换热装置的出口与驱动装置的入口连接；副循环系统的入口与系统换热装置的出口连接，副循环系统的出口与驱动装置的入口连接；所述副循环系统包括串联的稳压装置及水处理装置。
2.根据权利要求1所述的应用于煤炭行业防爆变频器的密闭式循环水冷却系统，其特征在于：所述驱动装置采用两台水泵并联。
3.根据权利要求1所述的应用于煤炭行业防爆变频器的密闭式循环水冷却系统，其特征在于：所述调温装置采用电动三通阀。
4.根据权利要求1所述的应用于煤炭行业防爆变频器的密闭式循环水冷却系统，其特征在于：所述系统换热装置采用板式换热器。
5.根据权利要求4所述的应用于煤炭行业防爆变频器的密闭式循环水冷却系统，其特征在于：所述板式换热器采用镍钎焊板式换热器。
6.根据权利要求1所述的应用于煤炭行业防爆变频器的密闭式循环水冷却系统，其特征在于：所述水处理装置采用离子交换器，离子交换器出口处装有流量调节阀及精密过滤器。
7.根据权利要求1所述的应用于煤炭行业防爆变频器的密闭式循环水冷却系统，其特征在于：所述稳压装置采用空气密封的高位水箱，高位水箱上装有两个液位开关及气泵。
8.根据权利要求1所述的应用于煤炭行业防爆变频器的密闭式循环水冷却系统，其特征在于：所述驱动装置入口前装有压力变送器。
9.根据权利要求1所述的应用于煤炭行业防爆变频器的密闭式循环水冷却系统，其特征在于：所述防爆变频器换热装置入口前装有过滤器、压力变送器、温度变送器、流量变送器、电导率变送器及温度变送器。
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| CN104377884A (zh) * | 2014-11-06 | 2015-02-25 | 广州高澜节能技术股份有限公司 | 电机和变频器的复合式水冷却系统 |
| CN106144997A (zh) * | 2016-09-20 | 2016-11-23 | 湖北泽惠科技发展有限责任公司 | 一种水冷变频器超纯冷却液灌装储存加注装置及加注方法 |
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