CN108678911B - 一种风力发电机的冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风力发电机的冷却装置，包括第一水泵、风冷却器以及水冷管路，机组的发热部件设置在所述水冷管路上，水冷管路的进水口与第一水泵的出水口连接，第一水泵的进水口与风冷却器的出水口连接，风冷却器的进水口与水冷管路的出水口连接，该装置还包括有第二水泵、单向阀、充液球阀、第一压力开关、第二压力开关以及控制器组成的自动补水装置，通过设置有自动补水装置可以实现对水冷管路的自动补水，解决了因为蒸发或滴漏等原因造成冷却介质减少后无法及时补充而造成风机停止工作的问题。

Description

一种风力发电机的冷却装置

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机的冷却装置。

背景技术

风力发电原理是在风力作用下，风轮、叶片产生动能，动能通过齿轮箱增速后传递给发电机(直驱式风机没有齿轮箱，动能直接传递给发电机)进行发电，之后经过变频柜调节入网。发电机和变频柜在工作过程中会产生大量的热量，需要消散到周围环境中去。故一般为发电机、变频器配置冷却系统，通过介质的反复循环将其发出的热量带走，使发电机、变频器能够在允许的温度下持久可靠的工作。

现有风力发电机水冷系统为闭式系统，维护时需要将其内部介质全部放出，维护后需要为水冷系统重新充液，而现阶段充液大多采用人工手动方式，即采用手动打压泵充液，整个充液过程大约需要2小时，费时费力。同时由于水冷系统渗漏、蒸发等原因，随着运行时间加长，水冷系统压力会逐渐下降，如果不及时补充冷却介质，当压力下降到一定程度时，水冷系统上压力开关会发生报警信号，造成水冷系统停止运行，这时就需要风场维护人员前往机组，登机检查问题并补充防冻液，整个过程中风机一直处于停机状态，不能发电，这对风资源是一种浪费。

发明内容

本发明针对以上问题的提出了一种风力发电机的冷却装置，包括自动补水装置，该装置可以实现在水冷系统中的冷却介质由于渗漏或蒸发而减少后进行自动补充，从而可以减少风机的停机次数，缩短维护时间和维护成本，进而减少机组的停运发电损失。

本发明采用的技术手段如下：

一种风力发电机的冷却装置，包括第一水泵、风冷却器以及水冷管路，机组的发热部件设置在所述水冷管路上，所述水冷管路的进水口与所述第一水泵的出水口连接，所述第一水泵的进水口与所述风冷却器的出水口连接，所述风冷却器的进水口与所述水冷管路的出水口连接，还包括自动补水装置，所述自动补水装置包括水箱、第二水泵、单向阀、充液球阀、第一压力开关、第二压力开关以及控制器，所述水箱内置有冷却介质，所述第二水泵的进水口置于水箱中，所述第二水泵的出水口依次通过单向阀和充液球阀与水冷管路连接，所述第一压力开关和第二压力开关安装在所述水冷管路上且与所述控制器电连接，所述第二水泵与所述控制器电连接，所述第一压力开关的设定压力值小于所述第二压力开关的设定压力值，当所述水冷管路内的压力低于所述第一压力开关的设定压力值时，所述第一压力开关向所述控制器发送低压信号，所述控制器控制所述第二水泵向所述水冷管路中泵水，当所述水冷管路内的压力大于所述第二压力开关的设定压力值时，所述第二压力开关向所述控制器发送高压信号，所述控制器控制所述第二水泵停止工作；

进一步地，还包括温控阀，所述温控阀包括两个进水阀口和一个出水阀口，所述进水阀口包括与所述水冷管路的出水口连接的热水阀口和与所述风冷却器的出水口连接的冷水阀口，所述温控阀的出水阀口与所述第一水泵的进水口连接，所述温控阀可根据其进水阀口的水温调节所述出水阀口与所述热水阀口和冷水阀口的导通口的开度；

进一步地，还包括膨胀罐，所述膨胀罐置于所述水冷管路的进水口端；

进一步地，还包括安全阀，所述安全阀通过溢流胶管将所述水冷管路与水箱连接，当所述水冷管路中的水压值大于所述安全阀的预设值时，所述水冷管路中的冷却介质通过所述安全阀流回水箱；

进一步地，还包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器连接在所述水冷管路的进水口一端，所述第二温度传感器连接在所述水冷管路的出水口一端；

进一步地，还包括压力表开关和压力表，所述压力表通过压力表开关与所述水冷管路连接。

进一步地，还包括第一排气阀和第二排气阀，所述第一排气阀设置在所述水冷管路上，所述第二排气阀设置在所述风冷却器上；

进一步地，所述水箱上还设置有液位继电器、空气滤清器以及液位液温计，所述液位继电器与所述控制器电连接，所述液位液温计用于测量所述水箱中的冷却介质的水位和温度值，所述液位液温计与所述控制器电连接，当所述水箱中的液位低于预定值时，所述控制器控制所述液位继电器闭合进而实现外部对水箱中加注冷却介质，当外部向水箱加注冷却介质时，水箱中的空气从所述空气滤清器中排出；

进一步地，还包括测压接头，所述测压接头置于所述温控阀与所述第一水泵之间。

与现有技术比较，本发明所述的一种风力发电机的冷却装置具有以下有益效果：1、该装置包括水箱、水泵、压力开关以及控制器，压力开关可以检测水冷管路中的压力并在水冷管路中冷却介质减少后自动进行补充，可以减少风机的停机次数，缩短维护时间和维护成本；2、水冷管路中设置有温控阀，温控阀可以控制阀门的开合角度进而调节水冷管路中的冷却介质的温度，以便于风力发电机组工作在适宜的工作环境中；3、水冷管路中设置有膨胀罐，膨胀罐可以把水冷管路中的液压能转化为弹性势能并存储起来以维持液压的稳定性，当该装置需要大流量或泵出口压力出现波动时，膨胀罐可以释放所存储的能量以调节压力的稳定性，防止水冷管路中压力出现大的波动；4、水冷管路上还设置有安全阀，当水冷管路中的压力大于安全阀中设定的值时，水冷管路中冷却介质可以通过安全阀回流到水箱，可以避免冷却介质的浪费又可以防止污染风机设备；5、水箱中还设置有液位继电器、空气滤清器以及液位液温计，可以实现对水箱中的液位液温的自动检测，并在冷却介质减少到一定程度后，可以自动补充冷却介质。

附图说明

图1为本发明公开的风力发电机的冷却装置的结构示意图

图中：1、第一水泵，2.1、第一温度传感器，2.2、第二温度传感器，22、溢流胶管，3、膨胀罐，4.1、第一排气阀，4.2、第二排气阀，5、压力表开关，6、压力表，7、充液球阀，8、第一压力开关，9、第二压力开关，10、安全阀，12、水冷管路，14、温控阀，15、测压接头，17、风冷却器，19、第二水泵，20、单向阀，23、液位继电器，24、空气滤清器，25、液位液温计，26、水箱。

具体实施方式

如图1所示为本发明公开的一种风力发电机的冷却装置，包括第一水泵1、风冷却器17以及水冷管路12，风力发电机机组的发热部件设置在水冷管路12上，水冷管路12的进水口与第一水泵1的出水口连接，第一水泵1的进水口与风冷却器17的出水口连接，风冷却器17的进水口与水冷管路12的出水口连接，水冷管路12、风冷却器17以及第一水泵1构成风力发电机的水冷回路用于对风力发电机组进行降温散热。该装置还包括自动补水装置，自动补水装置包括水箱26、第二水泵19、单向阀20、充液球阀7、第一压力开关8、第二压力开关9以及控制器(控制器图中未示出)，控制器一般采用PLC控制器，所述水箱26内置有冷却介质，冷却介质一般采用水，所述第二水泵16的进水口置于水箱26中，所述第二水泵19的出水口依次通过单向阀20和充液球阀7与水冷管路12连接，所述第一压力开关8和第二压力开关9安装在所述水冷管路12上且与所述控制器电连接，所述第二水泵19也与所述控制器电连接，所述第一压力开关8的设定一个压力值，所述第二压力开关9的设定一个压力值，第一压力开关8的设定的压力值小于所述第二压力开关9的设定的压力值，具体压力值的设定根据实际工作情况进行设定，第一压力开关8和第二压力开关9用于测量水冷管路12中的压力，水冷管路12中的冷却介质由于蒸发和滴漏等原因会逐渐损失，当水冷管路12内的压力低于第一压力开关8的设定压力值时，第一压力开关8向控制器发出低压信号，当所述控制器接收到低压信号后会控制所述第二水泵19工作用以向所述水冷管路12中泵水，第二水泵19向冷却管路12中泵水过程中使得水冷管路中的压力逐渐增加，当所述水冷管路12内的压力大于所述第二压力开关9的设定压力值时，第二压力开关9向控制器发出高压信号，当所述控制器接收到高压信号后控制所述第二水泵19停止工作，已完成对冷却系统的自动补水功能。

进一步地，该装置还包括温控阀14，所述温控阀14包括两个进水阀口和一个出水阀口，所述进水阀口包括与所述水冷管路12的出水口连接的热水阀口和与所述风冷却器17的出水口连接的冷水阀口，所述温控阀14的出水阀口与所述第一水泵1的进水口连接，所述温控阀14可根据其进水阀口的水温调节所述出水阀口与所述热水阀口和冷水阀口的导通口的开度。例如，当水冷管路中的冷却介质的温度低于25℃时，温控阀14完全开启，即温控阀的出水阀口完全与热水阀口连接，与风冷却器的出水口连接的冷水阀口被关闭，冷却介质不通过风冷却器而是直接通过温控阀进入第一水泵进而实现冷却介质的循环，以便于冷却介质的温度升高；当冷却管路中的冷却介质温度高于30℃时，温控阀14完全关闭，即温控阀的出水阀口完全与冷水阀口连接，与水冷管路的出水口连接的热水阀口被关闭，冷却介质完全通过风冷却器散热后在通过温控阀进入第一水泵进而实现冷却介质的循环；当冷却管路中的冷却介质温度介于25℃到30℃时，温控阀14不完全开启，即温控阀的出水阀口部分与冷水阀口连接，另一部分与热水阀口连接，水冷管路的部分冷却介质通过风冷却器进行散热后通过温控阀进入第一水泵，水冷管路的另一部分冷却介质直接通过温控阀进入第一水泵，实现将从水冷管路的出水口流出的热冷却介质和从风冷却器的出水口流出的冷冷却介质的混合后以进行循环。由于风力发电机组的散热部件(主要为电子元件)具有一定的优选温度范围，其工作温度并不是越低越好，因此在该装置中增加温控阀，可以自动的调节水冷管路中冷却介质的温度，以便于风力发电机组的工作在适宜的温度范围内，保证了设备的使用性能和使用寿命。

进一步地，该装置还包括膨胀罐3，所述膨胀罐3置于所述水冷管路12的进水口一端。膨胀罐3具有维持水冷管路中压力稳定的功能，减少水冷管路中的压力出现剧烈波动，具体地，当水泵工作异常造成水冷管路压力升高时，膨胀罐会将液压能转化为弹性势能存储起来以维持压力稳定，当由于水泵或滴漏等原因造成水冷管路中压力降低时，弹性势能释放转换为液压能以保证正常工作。

进一步地，该装置还包括安全阀10，所述安全阀10通过溢流胶管22将所述水冷管路12与水箱26连接，当所述水冷管路12中的水压值大于所述安全阀10的预设值时，所述水冷管路12中的冷却介质通过所述安全阀10流回至水箱26中。具体地，由于外界温度变化或风机的工作状态的不同等原因，置于水冷管路中的冷却介质温度会不断的变化，当温度变化剧烈时，冷却介质的体积会增大造成水冷管路中的压力增加，当压力超出安全阀设定的预定值时，安全阀会打开，将水冷管路中的部分冷却介质回流到水箱中，以便于再次利用，同时也可以避免冷却介质污染风机组件。

进一步地，该装置还包括第一温度传感器2.1和第二温度传感器2.2，所述第一温度传感器2.1连接在所述水冷管路12的进水口一端，所述第二温度传感器2.2连接在所述水冷管路12的出水口一端。第一温度传感器2.1和第二温度传感器2.2可以用于测量水冷管路中的进口温度和出口温度，以便于实时了解冷却装置的工作状态。

进一步地，该装置还包括压力表开关5和压力表6，所述压力表6通过压力表开关5与所述水冷管路12连接，以便于该装置进行维修时进行检测压力。

进一步地，该装置还包括第一排气阀4.1和第二排气阀4.2，所述第一排气阀设置在所述水冷管路上，优选地，设置在膨胀罐的入口处，所述第二排气阀设置在所述风冷却器上，设置第一排气阀和第二排气阀可以排放装置中的空气。

进一步地，在所述水箱上还设置有液位继电器23、空气滤清器24以及液位液温计25，所述液位继电器23与所述控制器电连接用于控制外界的水泵向水箱中增加冷却介质，所述液位液温计25用于测量所述水箱26中的冷却介质的水位和温度值，所述液位液温计25与所述控制器电连接，当所述水箱26中的液位低于预定值时，液位液温计25向控制器发出低液位信号，所述控制器控制所述液位继电器23闭合进而实现外部对水箱中加注冷却介质，当外部向水箱加注冷却介质过程中，水箱中的空气从所述空气滤清器中排出，当水箱中的冷却介质高于预定值时，液位液温计25向控制器发出高液位信号，述控制器控制所述液位继电器23断开进而停止对水箱中加注冷却介质。

进一步地，该装置还包括测压接头15，所述测压接头15置于所述温控阀14与所述第一水泵1之间，以便于维修时进行检测压力。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种风力发电机的冷却装置，包括第一水泵(1)、风冷却器(17)以及水冷管路(12)，风电机组的发热部件设置在所述水冷管路(12)上，所述水冷管路(12)的进水口与所述第一水泵(1)的出水口连接，所述第一水泵(1)的进水口与所述风冷却器(17)的出水口连接，所述风冷却器(17)的进水口与所述水冷管路(12)的出水口连接，其特征在于：还包括自动补水装置，所述自动补水装置包括水箱(26)、第二水泵(19)、单向阀(20)、充液球阀(7)、第一压力开关(8)、第二压力开关(9)以及控制器，所述水箱(26)内置有冷却介质，所述第二水泵(19)的进水口置于水箱(26)中，所述第二水泵(19)的出水口依次通过单向阀(20)和充液球阀(7)与水冷管路(12)连接，所述第一压力开关(8)和第二压力开关(9)安装在所述水冷管路(12)上且与所述控制器电连接，所述第二水泵(19)与所述控制器电连接，所述第一压力开关(8)的设定压力值小于所述第二压力开关(9)的设定压力值，当所述水冷管路(12)内的压力低于所述第一压力开关(8)的设定压力值时，所述第一压力开关(8)向所述控制器发送低压信号，所述控制器控制所述第二水泵(19)向所述水冷管路(12)中泵水，当所述水冷管路(12)内的压力大于所述第二压力开关(9)的设定压力值时，所述第二压力开关(9)向所述控制器发送高压信号，所述控制器控制所述第二水泵(19)停止工作。

2.根据权利要求1所述的风力发电机的冷却装置，其特征在于：还包括温控阀(14)，所述温控阀(14)包括两个进水阀口和一个出水阀口，所述进水阀口包括与所述水冷管路(12)的出水口连接的热水阀口和与所述风冷却器(17)的出水口连接的冷水阀口，所述温控阀(14)的出水阀口与所述第一水泵(1)的进水口连接，所述温控阀(14)可根据其进水阀口的水温调节所述出水阀口与所述热水阀口和冷水阀口的导通口的开度。

3.根据权利要求1或2所述的风力发电机的冷却装置，其特征在于：还包括膨胀罐(3)，所述膨胀罐(3)置于所述水冷管路(12)的进水口端。

4.根据权利要求3所述的风力发电机的冷却装置，其特征在于：还包括安全阀(10)，所述安全阀(10)通过溢流胶管(22)将所述水冷管路(12)与水箱(26)连接，当所述水冷管路(12)中的水压值大于所述安全阀(10)的预设值时，所述水冷管路(12)中的冷却介质通过所述安全阀(10)流回水箱(26)。

5.根据权利要求4所述的风力发电机的冷却装置，其特征在于：还包括第一温度传感器(2.1)和第二温度传感器(2.2)，所述第一温度传感器(2.1)连接在所述水冷管路(12)的进水口一端，所述第二温度传感器(2.2)连接在所述水冷管路(12)的出水口一端。

6.根据权利要求5所述的风力发电机的冷却装置，其特征在于：还包括压力表开关(5)和压力表(6)，所述压力表(6)通过压力表开关(5)与所述水冷管路(12)连接。

7.根据权利要求6所述的风力发电机的冷却装置，其特征在于：还包括第一排气阀(4.1)和第二排气阀(4.2)，所述第一排气阀(4.1)设置在所述水冷管路(12)上，所述第二排气阀(4.2)设置在所述风冷却器(17)上。

8.根据权利要求7所述的风力发电机的冷却装置，其特征在于：所述水箱(26)上还设置有液位继电器(23)、空气滤清器(24)以及液位液温计(25)，所述液位继电器(23)与所述控制器电连接，所述液位液温计(25)用于测量所述水箱(26)中的冷却介质的水位和温度值，所述液位液温计(26)与所述控制器电连接，当所述水箱(26)中的液位低于预定值时，所述控制器控制所述液位继电器(23)闭合进而实现外部对水箱中加注冷却介质，当外部向水箱(26)加注冷却介质时，水箱(26)中的空气从所述空气滤清器(24)中排出。

9.根据权利要求8所述的风力发电机的冷却装置，其特征在于：还包括测压接头(15)，所述测压接头(15)置于温控阀(14)与所述第一水泵(1)之间。