CN103061993A

CN103061993A - 一种用于调节风力发电机组温度的中央空调系统

Info

Publication number: CN103061993A
Application number: CN2012105597927A
Authority: CN
Inventors: 张雷; 曹阳; 卢震
Original assignee: CNR Wind Power Co Ltd
Current assignee: CRRC Wind Power Shandong Co Ltd
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2032-12-20
Also published as: CN103061993B

Abstract

本发明公开了一种用于调节风力发电机组温度的中央空调系统，风力发电机组包括机舱罩以及设置于机舱罩内部的若干个温度补偿部件；中央空调系统包括安装在机舱罩内顶部且位于温度补偿部件上方的中央空调，中央空调连有若干个出风通道，且出风通道设有出风口，出风口分布设置在机舱罩的底部和侧壁，且对准各个温度补偿部件，从而构成内部风道；中央空调进入加热模式时，出风口送出的热风从机舱罩的下半部分向上吹出，气流覆盖各个温度补偿部件，并在机舱罩内形成循环；中央空调进入冷却模式时，对准自发热部件的出风口吹出冷风，气流仅覆盖自发热部件进行局部冷却。本发明根据部件温度自动选择制热、制冷运转方式，快速、节能控温。

Description

一种用于调节风力发电机组温度的中央空调系统

技术领域

本发明涉及一种中央空调系统，具体涉及一种用于调节风力发电机组温度的中央空调系统。属于风力发电机组技术应用领域。

背景技术

风力发电机组组是将风能转化为电能的装置，风能经过风轮叶片时推动叶片转动，叶片转动又带动轮毂、主轴转动，主轴转动将动力输入齿轮箱，齿轮箱经过增速后，将转矩传递给发电机，带动发电机转子转动，从而产生电能。

齿轮箱需要被润滑和冷却以有效地运行，齿轮箱内存在大量的润滑油脂，当齿轮箱在正常运转时，会使齿轮箱内油温升高，此时需要启动热交换器进行冷却。

当齿轮箱在低温时，润滑油在低温时粘性较大，阻碍齿轮正常运转。故风力发电机组在低温启动时，须先对齿轮箱进行加热，使油温达到一定温度后，满足齿轮箱在控制系统中的启动条件。

发电机在高速运转时，在两端轴承接触处产生高温。

风力发电机组主轴轴承、偏航轴承、偏航驱动齿轮等旋转部件上均需要润滑。其润滑方式多采用集中润滑，各润滑点采用润滑管路传递润滑油品，润滑管路内径不足10mm，且管路较长，在低温运行时油品容易结块，润滑油管容易堵截，使各重要部件得不到有效的润滑。

一般风力发电机组机舱内的温度补偿方式是在机舱内布置几个带风扇的加热器，通过风扇将冷风或是热风吹到整个机舱内。此方式热量分配没有选择性，不能优先、多点选择重点须进行温度补偿的部件。在风力发电机组低温运行时，不能保证风力发电机组中各分散布置（或是调节风不易到达位置）的油品、功能液体或对运行温度有要求的电器件正常运行。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种用于调节风力发电机组温度的中央空调系统，有选择性的对风力发电机组各需要部件进行选择性的加热或冷却，高效、节约的利用温度补偿设备，以制造出更加符合风力发电机组内部部件运行的温度环境，减少因个别器件由于温度原因导致整个风力发电机组发电的停机。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种用于调节风力发电机组温度的中央空调系统，所述风力发电机组包括机舱罩以及设置于机舱罩内部的若干个温度补偿部件，所述温度补偿部件包括润滑泵载油舱、润滑分支管线、齿轮箱、发电机以及其他需要保障运行温度的传感器，其中，齿轮箱和发电机亦为自发热部件；所述中央空调系统包括安装在机舱罩内顶部且位于温度补偿部件上方的中央空调，所述中央空调连有若干个出风通道，且出风通道设有出风口，所述出风口分布设置在机舱罩的底部和侧壁，且对准各个温度补偿部件，从而构成内部风道；所述中央空调进入加热模式时，所述出风口送出的热风从机舱罩的下半部分向上吹出，气流覆盖各个温度补偿部件，并在机舱罩内形成循环；所述中央空调进入冷却模式时，对准自发热部件的出风口吹出冷风，气流仅覆盖自发热部件进行局部冷却。

所述出风通道与中央空调连接处均设有用于开启、关闭对应的出风通道的百叶窗；所述出风通道的长度、内径以及与温度补偿部件之间的距离分别与温度补偿部件的温度需求相适应。

该系统还包括电源、控制系统以及若干个设置于温度补偿部件附近的温度传感器，所述电源为交流电，来自风力发电机组的配电电源；所述温度传感器的信号输出端分别与控制系统连接，所述控制系统的输出端与中央空调以及出风通道的百叶窗连接；所述控制系统为风力发电机组的主控柜。

一种用于调节风力发电机组温度的中央空调系统的使用方法，步骤如下：

1）控制系统的运行设定；

2）设置在温度补偿部件附近的温度传感器将检测到的温度信号传至控制系统；

3）控制系统通过控制线给中央空调、百叶窗发出指令进入加热模式或冷却模式的温度补偿周期；

4）温度补偿周期结束后，利用温度传感器重新检测温度补偿部件附近的环境温度。

步骤1）中，所述控制系统的运行设定包括：

11）设定中央空调的固定运行时间，即每次运行的时间；

12）设定温度补偿部件的需启动冷却或加热的温度；

13）在控制系统检测到的各个温度传感器中，倘若有一个不满足设定的需启动加热的温度时，则启动中央空调加热模式；

14）当各个温度传感器检测到的温度高于对应部件需启动加热的温度，并且温度补偿部件位置的温度高于设定需启动冷却的温度时则启动中央空调的冷却模式；

15）当各个温度补偿部件对加热与冷却的要求不同时，优先启动加热模式，屏蔽冷却要求。

所述步骤2）具体方法为：温度传感器按照一定时间周期检测各温度补偿部件附近的环境温度，并将检测结果发往控制系统。

步骤3）中，所述加热模式的具体工作过程为：

当各部件对加热与冷却的要求没有冲突时：开启除发电机位置外的所有出风通道，当风力发电机组启动后关闭齿轮箱处的出风通道；

当各部件对加热与冷却的要求有冲突时：开启除自发热部件出风通道之外的出风通道；

所述冷却模式的具体工作过程为：

开启自发热部件出风通道百叶窗，关闭其他部件的出风通道。

步骤3）中，所述控制系统判断各个温度传感器采集的温度是否满足对应温度补偿部件的运行温度要求，如有不满足项则根据步骤1）中控制系统的运行设定，接通电源启动中央空调，并屏蔽温度检测信号，根据不同模式控制各出风通道的百叶窗的开闭。

步骤4）中，当温度补偿周期结束后，利用各个温度传感器检重新测对应温度补偿部件的温度值；如全部满足部件设定温度要求，则停止中央空调的运行；如未满足部件温度要求则再次重复一个温度补偿周期，直至满足全部温度补偿部件的温度要求。

本发明的有益效果是，本发明是在风力发电机组的机舱罩内顶部安装一个中央空调，机舱罩上分别有几个出风口将风送至机舱罩各需要温度补偿的部件位置处，使机舱罩内的空气循环流动，有针对性的对部件进行冷却和加热。具体控制为各部件本身的温度传感器传送信号至主控柜，控制系统判断出中央空调及出风通道百叶窗的工作模式，在相对很短的时间内完成对各需要部件的冷却和加热。

由于传统的风力发电机组机舱内的环境温度调节装置在风力温度时没有针对性与选择性，导致某些特定位置调节风覆盖不到，造成器件因温度原因停止工作，造成风力发电机组停机，减少风力发电机组组的运行发电时间。而中央空调系统根据部件温度自动选择制热、制冷运转方式，使部件在短时间内迅速达到所需要的温度，实现了快速、节能的控温效果。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明的左视图；

其中1.中央空调，2.出风通道，3.电源，4.控制线，5.主轴，6.齿轮箱，7.发电机，8.出风口，9.机舱罩，10.整机，11.百叶窗。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。

如图1~2所示，一种用于调节风力发电机组温度的中央空调系统，所述风力发电机组包括机舱罩9以及设置于机舱罩9内部的若干个温度补偿部件，所述温度补偿部件包括润滑泵载油舱、润滑分支管线、齿轮箱6、发电机7以及其他需要保障运行温度的传感器，其中，齿轮箱6和发电机7亦为自发热部件；所述中央空调系统包括安装在机舱罩9内顶部且位于温度补偿部件上方的中央空调1，所述中央空调1连有若干个出风通道2，且出风通道2设有出风口8，所述出风口8分布设置在机舱罩9的底部和侧壁，且对准各个温度补偿部件，从而构成内部风道；所述中央空调1进入加热模式时，所述出风口8送出的热风从机舱罩9的下半部分向上吹出，气流覆盖各个温度补偿部件，并在机舱罩9内形成循环；所述中央空调1进入冷却模式时，对准自发热部件的出风口8吹出冷风，气流仅覆盖自发热部件进行局部冷却。

所述出风通道2与中央空调1连接处均设有用于开启、关闭对应的出风通道2的百叶窗11；所述出风通道2的长度、内径以及与温度补偿部件之间的距离分别与温度补偿部件的温度需求相适应。出风通道2的流量大小可按由大到小的顺序设置成3级：1级，齿轮箱6的面加热（或冷却）；2级，润滑分支管线加热；3级，发电机7轴承处的点冷却。

具体如下：齿轮箱6体积最大，其为主要温度补偿目标，对准齿轮箱的出风口面积最大，出风口面积与齿轮箱6的面积相同；对准主轴5的出风口面积次之，呈长腰孔，并对着润滑分支管线的集中位置；发电机7的出风口面积最小，出风口面积与发电机两端的轴承相对应，满足两端轴承的点冷却即可。

该系统还包括电源、控制系统以及若干个设置于温度补偿部件附近的温度传感器，所述电源为交流电，来自风力发电机组的配电电源；所述温度传感器的信号输出端分别与控制系统连接，所述控制系统的输出端与中央空调1以及出风通道2的百叶窗11连接；所述控制系统为风力发电机组的主控柜。

1）控制系统的运行设定；

3）控制系统通过控制线4给中央空调1、百叶窗11发出指令进入加热模式或冷却模式的温度补偿周期；

步骤1）中，所述控制系统的运行设定包括：

11）设定中央空调1的固定运行时间，即每次运行的时间：根据各温度补偿部件的部件启动和运行要求温度设定具体的空调运行时间；

12）设定温度补偿部件的需启动冷却或加热的温度；

步骤3）中，所述加热模式的具体工作过程为：

当各部件对加热与冷却的要求没有冲突时：开启除发电机7位置外的所有出风通道2，当风力发电机组启动后关闭齿轮箱6处的出风通道2；

所述冷却模式的具体工作过程为：

所述自发热部件包括齿轮箱6的底部油槽、发电机7的轴承以及其他需要保障运行温度的传感器。

步骤3）中，所述控制系统判断各个温度传感器采集的温度是否满足对应温度补偿部件的运行温度要求，如有不满足项则根据步骤1）中控制系统的运行设定，接通电源3启动中央空调1，并屏蔽温度检测信号，根据不同模式控制各出风通道2的百叶窗11的开闭。

步骤4）中，当温度补偿周期结束后，利用各个温度传感器检重新测对应温度补偿部件的温度值；如全部满足部件设定温度要求，则停止中央空调1的运行；如未满足部件温度要求则再次重复一个温度补偿周期，直至满足全部温度补偿部件的温度要求。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims

1.一种用于调节风力发电机组温度的中央空调系统，所述风力发电机组包括机舱罩以及设置于机舱罩内部的若干个温度补偿部件，所述温度补偿部件包括润滑泵载油舱、润滑分支管线、齿轮箱、发电机以及其他需要保障运行温度的传感器，其中，齿轮箱和发电机亦为自发热部件；其特征在于，所述中央空调系统包括安装在机舱罩内顶部且位于温度补偿部件上方的中央空调，所述中央空调连有若干个出风通道，且出风通道设有出风口，所述出风口分布设置在机舱罩的底部和侧壁，且对准各个温度补偿部件，从而构成内部风道；所述中央空调进入加热模式时，所述出风口送出的热风从机舱罩的下半部分向上吹出，气流覆盖各个温度补偿部件，并在机舱罩内形成循环；所述中央空调进入冷却模式时，对准自发热部件的出风口吹出冷风，气流仅覆盖自发热部件进行局部冷却。

2.根据权利要求1所述的中央空调系统，其特征在于，所述出风通道与中央空调连接处均设有用于开启、关闭对应的出风通道的百叶窗；所述出风通道的长度、内径以及与温度补偿部件之间的距离分别与温度补偿部件的温度需求相适应。

3.根据权利要求1所述的中央空调系统，其特征在于，该系统还包括电源、控制系统以及若干个设置于温度补偿部件附近的温度传感器，所述电源为交流电，来自风力发电机组的配电电源；所述温度传感器的信号输出端分别与控制系统连接，所述控制系统的输出端与中央空调以及出风通道的百叶窗连接；所述控制系统为风力发电机组的主控柜。

4.一种用于调节风力发电机组温度的中央空调系统的使用方法，步骤如下：

1）控制系统的运行设定；

5.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于，步骤1）中，所述控制系统的运行设定包括：

11）设定中央空调的固定运行时间，即每次运行的时间；

12）设定温度补偿部件的需启动冷却或加热的温度；

6.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于，所述步骤2）具体方法为：温度传感器按照一定时间周期检测各温度补偿部件附近的环境温度，并将检测结果发往控制系统。

7.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于，步骤3）中，所述加热模式的具体工作过程为：

所述冷却模式的具体工作过程为：

8.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于，步骤3）中，所述控制系统判断各个温度传感器采集的温度是否满足对应温度补偿部件的运行温度要求，如有不满足项则根据步骤1）中控制系统的运行设定，接通电源启动中央空调，并屏蔽温度检测信号，根据不同模式控制各出风通道的百叶窗的开闭。

9.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于，步骤4）中，当温度补偿周期结束后，利用各个温度传感器检重新测对应温度补偿部件的温度值；如全部满足部件设定温度要求，则停止中央空调的运行；如未满足部件温度要求则再次重复一个温度补偿周期，直至满足全部温度补偿部件的温度要求。