CN108882654A - 相变冷却系统、冷却系统及变流器柜冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种相变冷却系统，尤其是一种变流器柜的相变冷却系统。利用冷却工质的相变潜热，根据变流器内每个器件的特性和热损耗而设计的小型独立冷却系统，每个发热体之间的冷却互不影响，每个冷却系统都为各自的热源体工作，各个系统的压力、温度和流量都比较合理，冷却速度相应快、被冷却器件的温度均匀、稳定。这种冷却方法特别适于变流器中IGBT模块这种高热密度发热体的冷却；由于维护量少，此方法非常适用于海上机组变流器，在提高冷却效率的同时，可以极大的减少机组维护成本。

Description

相变冷却系统、冷却系统及变流器柜冷却系统

技术领域

本发明涉及一种冷却系统，更具体地，涉及一种相变冷却系统，更特别地，涉及一种风力发电机组的变流器的冷却系统。

背景技术

风资源是一种清洁能源，风力发电机组作为利用风资源的一种形式，正成为全球性的技术研究热点。而目前风力发电机组核心发热部件的冷却散热问题正成为制约风力发电机组扩大功率的制约瓶颈之一。已知的，发电机和变流器是风力发电机组的主要发热组件。

目前，变流器常用的散热方法包括自冷式散热、强迫风冷式散热、液冷(主要是水冷)式散热。风力发电机变流器柜冷却主要采用水冷方式，工作原理如附图1所示。冷却系统以高压循环水泵8为动力源，通过管路7把冷却液送入变流器柜100中，在变流器柜100内冷却液与发热元件、换热器进行热交换，液体对流吸收热量，温度升高后被送入风机外的空气散热器1，与外界空气发生热交换，液体释放热量、温度降低，再由循环水泵8送入变流器柜100中，这样依次完成冷却循环。循环管路7上还分别设置有温度传感器5、压力传感器2、加热器6、膨胀罐3以及三通阀9，以实现对冷却系统的控制。然而，水冷方式是单相冷却，主要靠水的比热容吸收发热体产生的热量，然后携带到外界再放热，这是一种间接冷却方法，单位面积吸收的热量有限，在大功率载荷突变时不能及时为变流器冷却。

随着机组的大型化发展，变流器不断增容，功率密度增大，这使得变流器内各器件的热流密度增加。例如IGBT作为其核心器件，工作过程中频繁通、断，产生大量的热损耗，而IGBT本身有结温要求，结温影响器件使用寿命甚至直接损坏，这样降低了设备安全可靠性。IGBT功率模块和电抗器热损耗大、热流密度大，可以认为变流器的功率损耗主要是由这两种器件产生的，其余器件(如断路器、电容、母排和PLC等)发热量少、热流密度低，所以在变流器中IGBT功率模块和电抗器的冷却非常关键。风电变流器一直向模块化、集成化、高频化、小型化的方向发展，这使得IGBT散热直接决定了变流器的运行稳定性、可靠性。

经研究认为，器件工作温度每升高10℃失效率增加1倍，每升高2℃可靠性下降10％，温升50℃时的寿命只有温升为25℃时的1/6。在采用同样器件时，通过优化冷却方式可以使变流器的输出电流提高一倍；或在变流器输出不变的情况下，采用额定工作电流小一倍的器件。所以变流器冷却系统必须快速将器件产生的热量散发出去，避免热累计、热梯度、热循环现象产生，这就对冷却系统的性能要求越来越高，亟需进一步提高热流密度并采用合理的冷却方式。

现有的水冷方式相对与强迫风冷，水的比热容远大于空气，虽然具有一些优点，但是由于水路构成复杂，包括循环部分和控制部分，这给安装和维护都带来了一些难度。因此，变流器的水冷系统一直存在如下问题：

(1)结构复杂

变流器的水冷系统由循环和控制这两部分组成。采用多支路并联，密封接头多，管道数量多，连接管路长，系统绝缘性差，可靠性低，体积也比较大；强迫循环系统液体流动阻力大，压力损失就大，必须配备大功率的循环泵；控制系统复杂，长时间运行将存在一些电控故障。

(2)能耗高

针对变流器内的每个发热器件而言，水冷法是集中式冷却方式，控制器根据水温(通常为变流器出水温度)控制三通阀的开度来调节外循环流量对变流器整体进行冷却，没有根据每个器件的实际温升情况(如温升速度、大小)和热特性进行相应的冷却，这种温控方法对每个器件的温度控制不够精确、相应速度慢(滞后)；而且只要变流器工作，无论输出功率多少，循环泵都要以恒定转速运转，所以这种冷却方式能耗较高。

(3)维护量大

水冷系统压力受环境温度变化而影响较大，当环境温度突变(短时间内大幅度的升高或者降低)时会使系统内的液体产生严重的热胀冷缩现象，造成系统压力突变，例如压力小于或大于限定值，使机组故障停机，这就需要采取相应的措施，要求机组在维护中需要定期补液或补气(膨胀罐)；而且一旦漏水，会带来安全隐患，造成较大的损失，如IGBT模块烧坏。

(4)占用空间大

水冷系统体积大，冷却液循环部分包括泵、阀、膨胀罐和管路等组件，在空间有限的塔筒里，冷却系统会占用一定的空间，这给机组设计和安装增加了难度。

(5)IGBT模块传热效率低

水冷换热是一种间接液冷方法，从图2中可以看出，IGTB模块芯片10到水箱散热器12(或称冷板)的热传递经过了几种不同材料传热(如基板11、导热硅胶14、冷却液13、铝合金水箱等)，存在一定的热阻累积(R_总＝R₁+R₂)。而且只有芯片底部是水冷，其他面是空冷，这样IGBT芯片10与冷却液13之间存在温升累积(△T_总＝△T₁+△T₂)，使得内部温度不均匀，而且整体散热效率低。

综上所述，需要对变流器的冷却方式及冷却布局作出改变，以克服水冷换热的种种缺陷，来提高对变流器的换热效率，进而提高风力发电机组的运行效率。

发明内容

本发明为解决现有的变流器的上述水冷换热存在的种种问题，提出了一种利用冷却介质的相变来冷却变流器的方案，由于液体的汽化潜热远远大于流体的比热，利用工质受热后从液态转化为汽态吸收热量的特点来冷却发热体，提高了冷却效率高。与空气冷却、液体冷却相比，相变冷却能力大，而且相变冷却装置结构简单、占用体积小、维护成本小，对于大功耗、高热流密度的功率器件来说是较好的选择。

根据本发明的实施例，提供了一种相变冷却系统，对多个发热器件进行冷却，其中，对每个发热器件分别设置一套独立的自循环相变冷却循环。

优选地，所述自循环相变冷却循环包括蒸发器以及冷凝器，但不包括传统制冷循环中的压缩机等部件，结构简单、占用空间小。

优选地，所述蒸发器为容置每个发热器件的密封容器，单个发热器件浸入密封容器中的冷却工质中，以使得发热器件与冷却工质全面直接接触换热。

优选地，所述冷却工质在密封容器中发生相变，从液态转换为汽态，上升至所述冷凝器，在所述冷凝器中遇冷再次发生相变，回流入密封容器中，形成自循环式相变冷却循环而无需额外动力源驱动。

优选地，所述发热器件为变流器柜的IGBT模块或电抗器，以对这些发热量大的器件进行直接接触的相变冷却。

本发明还提供了一种相变冷却系统，对多个发热器件进行冷却，其特征在于，通过空-液换热器对多个发热器件进行自循环相变冷却循环。

优选地，所述自循环相变冷却循环包括蒸发器和冷凝器，但不包括传统制冷循环中的压缩机等部件，结构简单，占用空间小。

优选地，所述蒸发器为空-液换热器，冷空气与发热器件进行热交换后，热空气与空-液换热器进行热交换，使得空-液换热器中的冷却工质发生相变，从液态转换为汽态，上升至冷凝器，在所述冷凝器中遇冷再次发生相变，回流至空-液换热器，形成自循环式相变冷却循环而无需额外动力源驱动。

优选地，所述多个发热器件为变流器柜的断路器、电容、PLC、母排、传感器中的至少一种，对这些发热量较小的发热器件，进行空-液冷却循环。

进一步地，本发明还提供了一种冷却系统，对多个发热器件进行冷却，其中，对所述多个发热器件中的部分发热器件以第一冷却方式进行冷却；对所述多个发热器件中的其它发热器件以第二冷却方式进行冷却；其中，第一冷却方式为分别对每个发热器件设置独立的自循环相变冷却循环，第二冷却方式为对所有发热部件进行通过空-液换热器的自循环相变冷却循环；第一冷却方式与第二冷却方式协同作用，提高了对发热器件的冷却效率。

优选地，多个发热器件为变流器柜的发热器件；所述变流器柜根据所述多个发热器件的位置分隔成多个单元柜。

优选地，所述多个单元柜之间相互连通，并且其中至少一个单元柜中设置空-液换热器，使得所述通过空-液换热器对多个发热器件进行自循环相变冷却循环中的空气对变流器柜的所有发热器件进行冷却，使得每个发热量大的发热器件具有各自独立的自循环相变冷却循环，又可以被通过空-液换热器进行的自循环相变冷却循环中的空气进行冷却，极大提高了对变流器柜的冷却效率。

此外，本发明还提供了一种根据上述冷却系统来冷却变流器柜的冷却系统。

综上，本发明根据变流器内每个器件的特性和热损耗而设计的小型独立冷却系统，每个发热体之间的冷却互不影响，每个冷却系统都为各自的热源体工作，各个系统的压力、温度和流量都比较合理，这样冷却速度相应快，被冷却器件的温度均匀、稳定，不存在温度梯度的现象；整个冷却系统无循环动力系统、无泵自循环、自调节、自适应、安全可靠。在维护时，只需要排泄故障点的工质即可，不需要把变流器内的所有冷却工质排泄完。这种冷却方法特别适于变流器中IGBT模块这种高热密度发热体的冷却；由于维护量少，此方法非常适用于海上机组变流器，在提高冷却效率的同时，可以极大的减少机组维护成本。

附图说明

从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明，其中：

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

附图1为变流器水冷系统工作原理简图；

附图2为IGBT模块温升分析简图；

附图3为变流器第一冷却方式示意图；

附图4为变流器第二冷却方式示意图；

附图5为变流器柜内第一冷却方式和第二冷却方式布置示意图；

附图6为变流器柜的各发热器件独立冷却系统示意图。

其中：

1-散热器；2-压力传感器；3-膨胀罐；4-软管；5-温度传感器；6-加热器；7-管路；8-水泵；9-三通阀；10-发热模块芯片；11-基板；12-水箱散热器；13-冷却液；14-导热硅胶；100-变流器柜；110-冷凝风扇；120-冷凝器；210-容器；220-发热模块；221～223-IGBT模块；224～225-电抗器；300-换热器；310-空-液换热器；320-离心风机；510-第一柜；520-第二柜；530-第三柜；540-第四柜。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本发明造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

本发明提供的一种冷却系统，分别设置不同的第一冷却方式和第二冷却方式。特别地，针对变流器柜100内不同器件发热量的不同，例如，IGBT模块和电抗器的发热量大，在变流器中属于高热源体，对其采用第一冷却方式；对于变流器柜内的其他器件，如断路器、电容、母排和传感器等，这些器件发热量相对较小，采用第二冷却方式。下面对上述两种不同的冷却方式分别进行说明。

以变流器柜包括发热量大的IGBT模块和电抗器以及发热量较小的其他器件为例，对同一冷却组件采用不同冷却方式的设置进行具体说明。

根据传热学的基本原理，半导体器件散热设计的基本任务是为器件设计一个热阻尽可能低的热流通路，使器件发出的热量能尽快地发散出去，从而保证器件运行时，其内部的结温始终保持在允许的结温之内。本发明是一种相变沸腾冷却方法，采用相变换热原理，例如，IGBT模块221～223和电抗器224～225发热量大，在变流器中属于高热源体，可以采用第一冷却方式进行冷却，优选地，将IGBT模块或电抗器等类似发热量大的发热模块220分别完全浸入在工质中进行充分冷却。当然，采用相变沸腾冷却方法是利用冷却工质的液态与汽态之间的物体形态变化，本申请也可以利用冷却工质的液态与固态之间的物体形态变化，或者冷却工质的固态与汽态之间的物体形态变化等类似的相变换热原理来实施。

如图3所示，容器210中容置有冷却工质，该容器210优选为密封容器。发热模块220完全浸入冷却工质中，使得发热模块220的所有发热面均可以直接接触冷却工质，与冷却工质发生充分的热交换。吸收热量后的冷却工质达到其沸点，相变汽化，蒸汽带走热量，在集气管内汇集上升再进入冷凝器120(塔筒外部的空气散热器)，冷凝器120处设置有冷凝风扇110，使得设置在塔筒外或者机舱外的冷凝器120与外界空气发生快速充分地热交换，蒸汽在冷凝器中遇冷发生再次相变而变为液体，通过回液管回流到容器210内(沸池)，形成冷却自循环的第一冷却方式。

当然，可以视发热量的大小，将发热模块完全浸入或者部分进入冷却工质中。

并且，根据IGBT壳温一般小于80℃的要求，工质的沸点温度可以在55-65℃之间选择。

上述第一冷却方式中，冷却工质在该冷却循环中，无需传统制冷系统的压缩机等动力源，结构简单、占用空间小；这种冷却工质汽化后蒸汽在管道内上升、冷却工质冷凝后在管道内由于重力回流的设置，使得冷却的热阻较小、并形成自循环的冷却循环；并且，由于存在工质相变过程，单位面积液体相变吸收的热量大于常规的空气、水冷的比热容所交换的热能，所以冷却效率很高。

对于变流器柜内的其他器件(如断路器、电容、PLC、母排、传感器等)，这类器件的发热量较少，可以采用第二冷却方式进行冷却。优选地，第二冷却方式可以选择柜内空气强迫风冷方式，具体地，将柜内空气与液体换热器进行换热冷却，属于空-液换热器冷却方式。

优选地，以变流器柜内的其他发热量比较小的器件为例说明第二冷却方式。如图4所示，换热器300包括空-液换热器310和离心风机320，与断路器、电容、PLC、母排、传感器等发热部件一起布置在变流器柜内。离心风机320为柜内空气循环提供驱动力，柜内空气按照风道设计流动，为发热量低的器件进行冷却。吸收热量的空气被离心风机320抽入空-液换热器310进行热交换，由于温差的作用(柜内空气传热给换热器，换热器传热给冷却工质)，空-液换热器310内的工质吸收柜内空气的热量，其内冷却工质达到沸点后汽化蒸发，冷却工质蒸汽进入冷凝器120再释放热量，冷凝成液体自然流入空-液换热器310(蒸发器)，继续冷却柜内空气；而柜内空气从空-液换热器310流出后温度降低，再次冷却器件，完成变流器柜内空冷循环的第二冷却方式。

当然，视发热量的大小，可以设置多个第二冷却方式的冷却循环，并且每个冷却循环中的空-液换热器310的换热片数量、离心风机320的数量、冷凝器120的管道形状、以及冷凝风扇110的数量和位置，都可以根据实际情况的需要而设置。

并且，根据发热量的实际大小检测，可以选择沸点温度为在55-65℃之间的冷却工质。进一步地，对于发热量较小的第二冷却方式的冷却循环，可以选择沸点温度低于55℃的冷却工质，以更大效率实现冷却。

在变流器柜内同时包括发热量大的器件和发热量较小的器件的情况下，可以在变流器柜内同时设置以第一冷却方式和第二冷却方式冷却各器件的管路结构形式。

优选地，如图5所示，变流器柜100包括的IGBT模块221～223和电抗器224～225分别浸入在密封容器210内的冷却工质中。这些器件一方面会在正常工作中集中发热，一方面与周围浸入的冷却工质直接接触换热，使冷却工质受热后达到其沸点，冷却工质发生液体分子剧烈运动现象而蒸发汽化，引起的浮力对热量进行传递，冷凝器的设置高度高于变流器柜100，依靠重力原理实现冷凝后的液体冷却工质回流入密封容器210内，实现第一冷却方式的气液循环。根据IGBT壳温一般小于80℃的要求，冷却工质的沸点温度可以在55-65℃之间选择。

变流器IGBT模块221～223和电抗器224～225是热源，提供汽化工质所需的热量。在塔架外设置空冷散热器，作为冷却循环中的冷凝器，提供使沸腾工质冷凝所需的制冷量。密闭容器作为冷却循环中的蒸发器，工质在蒸发器中吸收热源的热量达到沸点后蒸发，产生的饱和蒸汽进入冷凝器中，冷凝器在冷却风的作用下，使内部饱和蒸汽凝结为液体，凝结液再流回到蒸发器中，完成循环过程，期间释放出大量的潜热，达到冷却IGBT模块221～223和电抗器224～225的目的。

进一步地，由于变流器中包括多个IGBT模块和多个电抗器等发热量大的模块，并且包括多个发热量较小的电容模块、PLC模块以及断路器模块等，根据各发热器件的布置结构，将变流器的单元柜设置为多个容置各发热器件的单元柜，并可以实现第一冷却方式和第二冷却方式协同作用的冷却系统。

变流器柜可以设置为包括多个分隔开的单元柜，优选地，变流器柜包括第一柜510、第二柜520、第三柜530以及第四柜540的单元柜，如图5所示，这些第一柜510、第二柜520、第三柜530以及第四柜540相互连通。每个单元柜的上部、下部都有进气口和出气口。以将换热器300设置在第二柜520中为例，如图5所示，换热器300包括空-液换热器310以及离心风机320，冷空气从第二柜520的下部分别进入其他单元柜(第一柜510、第三柜530以及第四柜540)内，在第二柜520上方离心风机320负压的作用下，第二柜520内下部空气从下向上流过每个器件，吸收器件表面热量，再到达第二柜520的柜顶时成为热空气，被离心风机320抽入空-液换热器310进行冷却，降温后的空气又被送到第二柜520的柜体下部进行循环冷却。当然，也可以将换热器300设置在其他的单元柜，对该单元柜以外的单元柜进行空气循环冷却。并且，可根据变流器柜100内空气冷却量和柜体类型(单元柜的数量、布局等)，设计多套包括空-液换热器310和离心风机320的换热器300模块。

对于以第二冷却方式进行冷却的整个柜体，由于多个单元柜的分隔，并不影响发热量大的模块的第一冷却方式的进行。同时，将多个单元柜设置为相互连通，第二冷却方式中的空气可以在每个单元柜进而在整个柜体中进行流动，这样又可以对发热量大的发热模块以及发热量较小的发热模块均进行第二冷却方式的空气冷却，实现了第一冷却方式和第二冷却方式的协同作用，进而进一步提高了对变流器柜100的冷却效率。

由于变流器内各器件发热有异，将每个功率模块、电抗器和柜内空-液换热器都对应设置一套内外循环的冷却系统。根据每个器件的热参数(发热量、热阻)和要求来设计相应的冷却系统，设计参数主要包括蒸发器、冷凝器、管路和冷却工质的规格型号、换热量等，要求每个发热器件之间的冷却互不影响，每个冷却系统都为各自的热源体工作，这样各个系统的压力、温度和流量都比较合理和均匀，并且有很大的维护上的优势。

优选地，如图6所示，变流器柜内的每个IGBT模块都设置各自独立的内外冷却循环系统，每个内外冷却循环系统包括变流器柜内的IGBT模块221～223蒸发器以及设置在塔筒外部的冷凝器120模块；类似地，变流器柜内的每个电抗器都设置各自独立的内外冷却循环系统，每个内外冷却循环系统包括变流器柜内的电抗器224～225蒸发器以及设置在塔筒外部的冷凝器120模块；并且，对于发热量小的器件，可以设置多套相互独立的换热器300冷却循环系统，每套换热器300冷却循环系统包括变流器柜内的空-液换热器320蒸发器以及设置在塔筒外部的冷凝器120模块。

本发明还保护了一种根据上述冷却系统来冷却变流器柜的冷却系统。

由于风电场有的优越的自然风，设置在塔筒或者风力发电机组外部的冷凝器120(散热器)可以是不设置冷凝风扇的自然风冷，也可以是设置有冷凝风扇110的强迫风冷。

综上所述，采用本发明的变流器冷却系统，相比于传统的水冷式变流器，其优势是明显的。变流器的水冷方法是一种集中式冷却，每个发热器件的冷却水管之间是并联的，在维护中若要更换或维护某一器件时(如IGBT功率模块)，需要排空整个冷却系统的液体，待变流器维护完成后再加注液体，这给变流器维护带来了很多工作量。

本发明根据每个IGBT功率模块和电抗器设计相依的独立冷却系统，更换部件时只要排空受损部件的冷却工质，而不是将变流器所有的冷却工质排空，这样降低了维护难度，减少了维护量。即使发生工质泄露，也只是泄露某个单元的工质，泄漏量少，而不像水冷方式那样，如果发生冷却液泄露，将会泄露大量的冷却液，由于水冷方式的结构中接头多、压力大，出现泄漏的情况很难处理，还需要补充大量的冷却液。所以本发明解决了变流器冷却系统维护量大的问题。

在北方冬季风力发电机组变流器的水冷系统压力受环境温度影响大，如果停机时间较长，冷却液温度大幅度降低，会使系统内的液体的热胀冷缩的现象较为严重，造成系统压力变化较大，而配套的膨胀罐稳压能力有限，以至于不能较好的控制整个水冷系统的压力变化，导致机组经常发生低压力故障，所以水冷系统在冬季故障较多。

而本发明采用相变冷却技术，冷却工质的压力变化范围大，属于正常现象，因此系统对压力变化没有像水冷方式那么敏感，不会受环境温度影响而发生压力故障，由此本发明可以降低变流器冷却系统的故障率。

本发明冷却方式是自循环，无须循环泵和动力源，结构简单、体积小，不但减少了冷却系统部件，还减少了这部分的维护工作。并且IGBT模块和电抗器是直接全浸入在冷却工质中直接与冷却工质热交换，而不像水冷方式是通过水箱散热器(冷板)间接热交换，这样不但缩短了热传导的路径，还增大了热源体与冷却工质的换热散热面积，降低了热传导的热阻，提高了换热系数，从而提高了冷却系统的散热效率和时间特性。所以本发明冷却效率高，解决了目前变流器冷却能耗高的问题。

总而言之，本发明采用冷却工质的相变沸腾冷却技术，与水冷方式相比，这种冷却方法冷却效率高、结构简单、可靠、节能并且维护量小。传统冷却方式主要靠介质的比热来传递热量，相变冷却利用介质的相变潜热来吸收和释放热量，其机理与传统上的完全不同，是一个可以实现稳定工况的闭式循环系统。

本发明将上述冷却介质相变沸腾冷却技术应用于风力发电机组的变流器柜的冷却，进一步对发热量大和发热量较小的发热器件分别进行不同的冷却策略，并且在变流器柜内合理利用各发热器件的布置结构，将两种冷却策略设置为协同工作，极大地提高了变流器柜的冷却效率。

并且，该相变沸腾冷却方式是一种热源体自控冷却方式，根据变流器内每个器件的特性和热损耗而设计的小型独立冷却系统，每个发热体之间的冷却互不影响，每个冷却系统都为各自的热源体工作，各个系统的压力、温度和流量都比较合理，这样冷却速度相应快，被冷却器件的温度均匀、稳定，不存在温度梯度的现象；整个冷却系统无循环动力系统、无泵自循环、自调节、自适应、安全可靠。在维护时，只需要排泄故障点的工质即可，不需要把变流器内的所有冷却工质排泄完。这种冷却方法特别适于变流器中IGBT模块这种高热密度发热体的冷却；由于维护量少，此方法非常适用于海上机组变流器，在提高冷却效率的同时，可以极大的减少机组维护成本。

本发明可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明的范围之中。并且，在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。

Claims (14)

1.一种相变冷却系统，对多个发热器件进行冷却，其特征在于，对每个发热器件分别设置一套独立的自循环相变冷却循环。

2.根据权利要求1所述的相变冷却系统，其特征在于，所述自循环相变冷却循环包括蒸发器以及冷凝器。

3.根据权利要求2所述的相变冷却系统，其特征在于，所述蒸发器为容置单个发热器件的密封容器，所述发热器件浸入密封容器中的冷却工质中。

4.根据权利要求3所述的相变冷却系统，其特征在于，所述冷却工质在密封容器中发生相变，从液态转换为汽态，上升至所述冷凝器，在所述冷凝器中遇冷再次发生相变，回流入密封容器中。

5.根据权利要求1-4任一项所述的相变冷却系统，所述发热器件为变流器柜的IGBT模块或电抗器。

6.一种相变冷却系统，对多个发热器件进行冷却，其特征在于，通过空-液换热器对多个发热器件进行自循环相变冷却循环。

7.根据权利要求6所述的相变冷却系统，其特征在于，所述自循环相变冷却循环包括蒸发器和冷凝器。

8.根据权利要求7所述的相变冷却系统，其特征在于，所述蒸发器为空-液换热器，冷空气与发热器件进行热交换后，热空气与空-液换热器进行热交换，使得空-液换热器中的冷却工质发生相变，从液态转换为汽态，上升至冷凝器，在所述冷凝器中遇冷再次发生相变，回流至空-液换热器。

9.根据权利要求8所述的相变冷却系统，其特征在于，所述空-液换热器处设置有离心风机。

10.根据权利要求6-9任一项所述的相变冷却系统，其特征在于，所述多个发热器件为变流器柜的断路器、电容、PLC、母排、传感器中的至少一种。

11.一种冷却系统，对多个发热器件进行冷却，其特征在于，对所述多个发热器件中的部分发热器件以根据权利要求1-5任一项所述的相变冷却系统进行冷却；对所述多个发热器件中的其它发热器件以根据权利要求6-10任一项所述的相变冷却系统进行冷却。

12.根据权利要求11所述的冷却系统，其特征在于，多个发热器件为变流器柜的发热器件；所述变流器柜根据所述多个发热器件的位置分隔成多个单元柜。

13.根据权利要求12所述的冷却系统，其特征在于，所述多个单元柜之间相互连通，并且其中至少一个单元柜中设置空-液换热器，使得所述通过空-液换热器对多个发热器件进行自循环相变冷却循环中的空气对变流器柜的所有发热器件进行冷却。

14.一种变流器柜的冷却系统，其特征在于，通过根据如权利要求11-13任一项所述的冷却系统对变流器柜的发热器件进行冷却。