CN104377884A - 电机和变频器的复合式水冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电机和变频器的复合式水冷却系统，包括由变频器密闭式纯水冷却装置与电机散热器并联后出水口与稳压装置、循环水泵、电动三通阀、空气冷却器、缓冲水箱、风冷冷水机组、过滤器、进水口依次通过管道连接形成的循环回路，电加热器安装在缓冲水箱上或管道上；还包括补水泵，补水泵通过管道及阀门与缓冲水箱相连；电动三通阀的另一端，跨过空气冷却器连接到管道上，稳压装置、循环水泵、电动三通阀、补水泵、缓冲水箱、电加热器及过滤器集合为一个模块，空气冷却器和风冷冷水机组可分别为独立的模块，也可以集成为一个模块。本发明节水环保、节能、集成度高。

Description

电机和变频器的复合式水冷却系统

技术领域

本发明涉及一种电机和变频器的复合式水冷却系统，特别适用于缺水、零排放、节能环保场合，属于工业工艺冷却和冷冻的领域。 

背景技术

目前，中高压电机及其变频器的主要冷却方式为水冷，由于电机和变频器对冷却水质要求不同，通常二者分别采用两套独立的水冷系统进行冷却，造价和管理成本较高。其中变频器的纯水密闭式循环冷却系统主要采用空气冷却器作为外冷。电机要求的冷却水温相对偏低为5～35℃，空气冷却器无法满足其冷却要求，所以一般采用冷却塔作为外冷。冷却塔需要持续耗费大量外部水源，且存在结垢和软化水排放污染难题。 

风冷冷水机组是广泛用于中央空调、低温冷库、工业冷冻水等领域的制冷设备，通过压缩机电致冷制取低于环境温度以下的冷水。冷水机组制冷与空气冷却器冷却相比不受气温限制，结构紧凑、外形尺寸和安装空间更小。 

发明内容

针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种既能满足冷却要求又能实现节能环保节水的冷却系统；同时根据现场情况将电机的冷却系统和变频器的外冷系统合二为一，以降低水冷系统总投资且方便管理。 

本发明的目的通过以下技术方案实现的： 

一种电机和变频器的复合式水冷却系统，包括变频器密闭式纯水冷却装置、 稳压装置、循环水泵、电动三通阀、空气冷却器、补水泵、缓冲水箱、电加热器、风冷冷水机组、过滤器及电机散热器，所述变频器密闭式纯水冷却装置与电机散热器并联，变频器密闭式纯水冷却装置与电机散热器出水口、稳压装置、循环水泵、电动三通阀、空气冷却器、缓冲水箱、风冷冷水机组、过滤器、变频器密闭式纯水冷却装置与电机散热器进水口依次通过管道连接形成循环回路， 

所述电加热器安装在缓冲水箱上或管道上； 

所述一种电机和变频器的复合式水冷却系统还包括补水泵，补水泵通过管道及阀门与缓冲水箱相连； 

所述电动三通阀的另一端，跨过空气冷却器连接到管道上，用以控制冷却介质流经或旁路不流经空气冷却器， 

所述电机散热器为电机内置的水风换热器， 

所述稳压装置、循环水泵、电动三通阀、补水泵、缓冲水箱、电加热器及过滤器集合为一个模块，空气冷却器和风冷冷水机组可分别为独立的模块，也可以集成为一个模块。 

为了更好的实现本发明，所述循环水泵采用一用一备。 

为了更好的实现本发明，所述管道为不锈钢或铜材质的管道，管道外套保温管，保温管外面包薄铝管防护层。 

为了更好的实现本发明，所述空气冷却器为管翅式或板翅式空气散热器，空气冷却器采用一台或多台并联方式组合，管翅式冷却器采用铜管铝翅片、铝管铝翅片或不锈钢管铝翅片。 

为了更好的实现本发明，所述风冷冷水机组采用涡旋、螺杆式压缩机，多台冷水机组并联组成模块化机组，风冷冷水机组的蒸发器为板换式或管壳式，冷凝器采用铜管铝翅片风冷换热器。 

为了更好的实现本发明，所述缓冲水箱内置隔板。 

为了更好的实现本发明，所述一种电机和变频器的复合式水冷却系统还包括压力传感器、温度传感器及流量传感器，所述压力传感器、温度传感器及流 量传感器安装在循环管道上。 

采用上述技术方案，实现了电机和变频器在冬季和过度季节时由空气冷却器散热；在夏季气温较低时由空气冷却器和风冷冷水机组联合散热冷却；夏季气温较高时单独由冷水机组冷却。三种供冷模式可满足电机和变频器全年冷却散热需求。此外本系统将电机的冷却系统和变频器的外冷系统合二为一，共用一套设备。 

本发明与现有技术相比，具有如下优点及有益效果： 

(1)节水环保，风冷冷水机组采用压缩机电制冷方式，不需要消耗外部水源；冷却介质循环回路为密闭式循环没有排放污染； 

(2)节能，系统全年运行约一半时间采用空气冷却器冷却，风冷冷水机组仅在环境温度较高，环境温度＞20～25℃时投入使用； 

(3)集成度高，将电机冷却系统和变频器外冷系统集成为一个循环回路，共用主水泵和主管道及配件等，可降低设备投资，便于维护管理； 

(4)设备模块化，包括冷水机组并联模块和空气冷却器并联模块，可简化系统控制，提高系统可靠性。 

附图说明

图1是本发明的一个实施方式所述的一种电机和变频器的复合式水冷却系统原理图。 

具体实施方式

下面结合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所示，一种电机和变频器的复合式水冷却系统，包括变频器密闭式纯水冷却装置1、稳压装置2、循环水泵3、电动三通阀5、空气冷却器6、补水泵7、缓冲水箱8、电加热器9、风冷冷水机组10、过滤器11及电机散热器15， 所述变频器密闭式纯水冷却装置1与电机散热器15并联，变频器密闭式纯水冷却装置1与电机散热器15出水口、稳压装置2、循环水泵3、电动三通阀5、空气冷却器6、缓冲水箱8、风冷冷水机组10、过滤器11、变频器密闭式纯水冷却装置1与电机散热器15进水口依次通过管道连接形成循环回路， 

所述电加热器9安装在缓冲水箱8上或管道上； 

所述一种电机和变频器的复合式水冷却系统还包括补水泵7，补水泵7通过管道及阀门与缓冲水箱8相连； 

所述电动三通阀5的另一端，跨过空气冷却器6连接到管道上，用以控制冷却介质流经或旁路不流经空气冷却器6， 

所述电机散热器15为电机内置的水风换热器， 

所述稳压装置2、循环水泵3、电动三通阀5、补水泵7、缓冲水箱8、电加热器9及过滤器11集合为一个模块，空气冷却器6和风冷冷水机组10可分别为独立的模块，也可以集成为一个模块。 

为了更好的实现本发明，所述循环水泵3采用一用一备。 

为了更好的实现本发明，所述管道为不锈钢或铜材质的管道，管道外套保温管，保温管外面包薄铝管防护层。 

为了更好的实现本发明，所述空气冷却器6为管翅式或板翅式空气散热器，空气冷却器6采用一台或多台并联方式组合，管翅式冷却器采用铜管铝翅片、铝管铝翅片或不锈钢管铝翅片。 

为了更好的实现本发明，所述风冷冷水机10组采用涡旋、螺杆式压缩机，多台冷水机组并联组成模块化机组，风冷冷水机组10的蒸发器为板换式或管壳式，冷凝器采用铜管铝翅片风冷换热器。 

为了更好的实现本发明，所述缓冲水箱8内置隔板。 

为了更好的实现本发明，所述一种电机和变频器的复合式水冷却系统还包括压力传感器12、温度传感器13及流量传感器14，所述压力传感器12、温度传感器13及流量传感器14安装在循环管道上。 

本发明的工艺原理是恒定压力和流速的冷却介质在主循环泵3的驱动下源源不断流经变频器密闭式纯水冷却装置1的板式换热器及电机散热器15，将热量带出后进入主循环泵3入口，通过主循环泵3升压后进入空气冷却器6和冷水机组10进行散热和冷却，冷却后的冷却介质又流经变频器密闭式纯水冷却装置1的板式换热器及电机散热器15。具体工作模式为：①环境温度低时，电动三通阀5调节流经空气冷却器6的冷却介质流量以及控制空气冷却器6风机开启台数以控制冷却水供水温度。②环境温度升高，空气冷却器全开6，风冷冷水机组10部分开启，二者同时工作控制冷却水供水温度。③环境温度再升高，空气冷却器6的有效散热量减小接近零时，电动三通阀关闭5，冷却水不经过空气冷却器6，而仅由风冷冷水机组10冷却，从而实现了电机和变频器全年不间断的冷却需要。 

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 (7)

1.一种电机和变频器的复合式水冷却系统，其特征在于：包括变频器密闭式纯水冷却装置、稳压装置、循环水泵、电动三通阀、空气冷却器、补水泵、缓冲水箱、电加热器、风冷冷水机组、过滤器及电机散热器，所述变频器密闭式纯水冷却装置与电机散热器并联，变频器密闭式纯水冷却装置与电机散热器出水口、稳压装置、循环水泵、电动三通阀、空气冷却器、缓冲水箱、风冷冷水机组、过滤器、变频器密闭式纯水冷却装置与电机散热器进水口依次通过管道连接形成循环回路，

所述电加热器安装在缓冲水箱上或管道上；

所述一种电机和变频器的复合式水冷却系统还包括补水泵，补水泵通过管道及阀门与缓冲水箱相连；

所述电动三通阀的另一端，跨过空气冷却器连接到管道上，用以控制冷却介质流经或旁路不流经空气冷却器，

所述电机散热器为电机内置的水风换热器，

所述稳压装置、循环水泵、电动三通阀、补水泵、缓冲水箱、电加热器及过滤器集合为一个模块，空气冷却器和风冷冷水机组可分别为独立的模块，也可以集成为一个模块。

2.根据权利要求1所述一种电机和变频器的复合式水冷却系统，其特征在于：所述循环水泵采用一用一备。

3.根据权利要求1所述一种电机和变频器的复合式水冷却系统，其特征在于：所述管道为不锈钢或铜材质的管道，管道外套保温管，保温管外面包薄铝管防护层。

4.根据权利要求1所述一种电机和变频器的复合式水冷却系统，其特征在于：所述空气冷却器为管翅式或板翅式空气散热器，空气冷却器采用一台或多台并联方式组合，管翅式冷却器采用铜管铝翅片、铝管铝翅片或不锈钢管铝翅片。

5.根据权利要求1所述一种电机和变频器的复合式水冷却系统，其特征在于：所述风冷冷水机组采用涡旋、螺杆式压缩机，多台冷水机组并联组成模块化机组，风冷冷水机组的蒸发器为板换式或管壳式，冷凝器采用铜管铝翅片风冷换热器。

6.根据权利要求1所述一种电机和变频器的复合式水冷却系统，其特征在于：所述缓冲水箱内置隔板。

7.根据权利要求1所述一种电机和变频器的复合式水冷却系统，其特征在于：所述一种电机和变频器的复合式水冷却系统还包括压力传感器、温度传感器及流量传感器，所述压力传感器、温度传感器及流量传感器安装在循环管道上。