CN116526342A - 塔筒电气柜冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种塔筒电气柜冷却系统，涉及塔筒冷却设备领域。旨在改善塔筒电气设备冷却能耗高且适用范围有限的问题。塔筒电气柜冷却系统包括塔筒、循环风道、风机以及多个热管；循环风道首尾密封，循环风道包括内部管段以及外部管段；内部管段设置有用于与塔筒内的电气设备连通的接入口；外部管段上设置多个热管，每个热管具有位置相对的冷凝端以及蒸发端，所有的热管的蒸发端用于对流经循环风道的气流进行冷却。利用热管对循环风道内的气流进行冷却，无需从外部引入气体，也不需要对空气进行除湿除盐，适合于海上风电机组。热管的冷凝端布置于塔筒外部，利用外部自然风温低和高风速，作为冷凝端的冷源，降低能耗。

Description

塔筒电气柜冷却系统

技术领域

本发明涉及塔筒冷却设备领域，具体而言，涉及一种塔筒电气柜冷却系统。

背景技术

风电塔筒就是风力发电的塔杆，在风力发电机组中主要起支撑作用，同时吸收机组震动。

现有的风电塔筒进行冷却时，先冷却塔筒空间再冷却变流器、电气柜，需要大量采用风机等能耗设备，较少从系统角度考虑散热，能量利用率低且成本高。并且采用直接通风方案，对于海上风电机组不适用。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种塔筒电气柜冷却系统，其能够改善塔筒电气设备冷却能耗高且适用范围有限的问题。

本发明的实施例可以这样实现：

本发明的实施例提供了一种塔筒电气柜冷却系统，包括塔筒、循环风道、风机以及多个热管；所述循环风道首尾密封，所述循环风道包括设置在所述塔筒内部的内部管段以及设置在所述塔筒外部的外部管段；所述内部管段设置有用于与所述塔筒内的电气设备连通的接入口；所述外部管段上设置多个所述热管，每个所述热管具有位置相对的冷凝端以及蒸发端，每个所述热管的所述冷凝端位于所述外部管段的外部且与外界接触，每个所述热管的所述蒸发端密封在所述外部管段的内部，所有的所述热管的所述蒸发端用于对流经所述循环风道的气流进行冷却；所述风机设置在所述循环风道内，所述风机用于驱动所述循环风道内的气流循环流动。

另外，本发明的实施例提供的塔筒电气柜冷却系统还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，每个所述热管相对水平方向呈倾角或者垂直设置，且所述热管内所述冷凝端的高度高于所述蒸发端的高度。

可选地，每个所述热管相对水平方向沿竖直方向设置。

可选地，所述外部管段呈环状，所述外部管段环绕所述塔筒的外周设置。

可选地，多个所述热管分为多个热管组；多个所述热管组沿所述外部管段间隔设置。

可选地，所述内部管段包括输入管段以及输出管段；所述接入口包括输入口以及输出口；所述输入管段的一端与所述外部管段连通，所述输入管段的另一端形成多个所述输入口，多个所述输入口分别用于与所述塔筒内不同电气设备的第一端风口连接；所述输出管段的一端与所述外部管段连通，所述输出管段的另一端形成多个所述输出口，多个所述输出口分别用于与所述塔筒内不同电气设备的与所述第一端风口位置相对的第二端风口连接。

可选地，多个所述输入口沿所述输入管段的一端间隔设置；多个所述输出口沿所述输出管段的一端间隔设置。

可选地，所述风机设置在所述输入管段或者所述输出管段上。

可选地，所述塔筒电气柜冷却系统还包括遮阳板；所述遮阳板设置在所述塔筒的外壁上，所述遮阳板用于对多个所述热管的顶部进行遮阳挡雨，所述遮阳板设置有漏风孔。

可选地，所述遮阳板绕所述塔筒的外周环绕一周设置。

本发明实施例的塔筒电气柜冷却系统的有益效果包括，例如：

塔筒电气柜冷却系统，包括塔筒、循环风道、风机以及多个热管；循环风道首尾密封，循环风道包括设置在塔筒内部的内部管段以及设置在塔筒外部的外部管段；内部管段设置有用于与塔筒内的电气设备连通的接入口；外部管段上设置多个热管，每个热管具有位置相对的冷凝端以及蒸发端，每个热管的冷凝端位于外部管段的外部且与外界接触，每个热管的蒸发端密封在外部管段的内部，所有的热管的蒸发端用于对流经循环风道的气流进行冷却；风机设置在循环风道内，风机用于驱动循环风道内的气流循环流动。

循环风道包括设置在塔筒内部的内部管段以及设置在塔筒外部的外部管段，是密闭式结构，无需从外部引入气体，也不需要对空气进行除湿除盐，适合于海上风电机组；风机设置在循环风道上，只需要一个风机即可，实现多个电气设备的一体化管理；热管布置于塔筒外部，利用外部自然风温低和高风速，作为冷凝端的冷源，降低能耗；能够有效的对塔筒内部电气部件进行冷却，能耗低、结构简单，这种冷却方法对于海上风电机组，便可实现塔筒电气柜体的冷却。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的塔筒电气柜冷却系统的结构示意图。

图标：10-塔筒电气柜冷却系统；100-塔筒；200-电气设备柜体；210-第二端风口；220-第一端风口；300-内部管段；310-输入管段；311-输入口；320-输出管段；321-输出口；400-外部管段；500-风机；600-热管；610-冷凝端；620-蒸发端；700-遮阳板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

下面结合图1对本实施例提供的塔筒电气柜冷却系统10进行详细描述。

请参照图1，本发明的实施例提供了一种塔筒电气柜冷却系统10，包括塔筒100、循环风道、风机500以及多个热管600；循环风道首尾密封，循环风道包括设置在塔筒100内部的内部管段300以及设置在塔筒100外部的外部管段400；内部管段300设置有用于与塔筒100内的电气设备柜体200连通的接入口；外部管段400上设置多个热管600，每个热管600具有位置相对的冷凝端610以及蒸发端620，每个热管600的冷凝端610位于外部管段400的外部且与外界接触，每个热管600的蒸发端620密封在外部管段400的内部，所有的热管600的蒸发端620用于对流经循环风道的气流进行冷却；风机500设置在循环风道内，风机500用于驱动循环风道内的气流循环流动。

热管600的两端分别为冷凝端610以及蒸发端620，热管600的内部有介质。当热管600的蒸发端620受热时毛纫芯中的液体介质蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向冷凝端610，放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发端620，如此循环不己，热量由热管600的蒸发端620传至冷凝端610。

塔筒100内的电气设备柜体200的数量为一个或者多个，本实施例提供的塔筒电气柜冷却系统10可以同时对一个或者多个电气设备柜体200进行冷却。一个或者多个电气设备柜体200通过接入口与内部管段300连通，风电机组正常运行时，电气柜或变流柜内随着设备运行，柜内温度也会逐步升高，而此时外界环境温度相对低，且外界环境有一定风速。在风机500驱动下，电气设备柜体200内的热气随着内部管段300进入外部管段400，外部管段400内的蒸发端620吸收高温空气热量，热管600内介质快速蒸发，蒸汽在微小的压力差下快速流向冷凝端610。在热管600换热器冷凝端610介质快速释放出热量，并重新凝结成液体，液体依靠毛细力流回蒸发端620，而热风温度也会随之下降，再循环流动回电气设备柜体200，如此循环不止。

在塔筒100的内部和外部设置循环风道，循环风道与具体待冷却的电气设备柜体200连通，密闭式结构，能够有效针对待冷却电气设备柜体200，具有确定性，降低能耗。利用热管600对循环风道内的气流进行冷却，无需从外部引入气体，也不需要对空气进行除湿除盐，适合于海上风电机组。针对一个或者多个电气设备柜体200的冷却，只需要在循环风道上设置风机500即可，实现对一个或者多个电气设备柜体200的一体化管理，降低能耗，不需要单独设置多个风机500，降低能耗。热管600的冷凝端610布置于塔筒100外部，利用外部自然风温低和高风速，作为冷凝端610的冷源，降低能耗。

参照图1，本实施例中，每个热管600相对水平方向呈倾角或者垂直设置，且热管600的冷凝端610的高度高于蒸发端620的高度。从而使热管600内的介质能够从冷凝端610流动到蒸发端620。

在热管600的冷凝端610，介质快速释放出热量，并重新凝结成液体，液体依靠毛细力和重力流回蒸发端620。热管600蒸发端620和冷凝端610的之间的高度差，仅靠重力回流就能提供从冷凝器回流至蒸发器的动力，系统能耗低，其中，每个热管600相对水平方向垂直设置的效果比倾角设置的回流效果更好；充分利用自然热沉，对塔筒100电气柜进行散热，降低能耗，噪声低。

参照图1，本实施例中，每个热管600相对水平方向沿竖直方向设置。参照图1，热管600沿从上到下的方向设置，在冷凝端610重新凝结成的液体从冷凝端610沿竖直方向回流到蒸发端620。

参照图1，本实施例中，外部管段400呈环状，外部管段400环绕塔筒100的外周设置。外部管段400环绕塔筒100的外周设置，增大与外界环境的接触空间，降温效果更好。热管600的冷凝端610分布在外部管段400的外部，能够增大与外界环境的接触空间，冷凝端610的冷凝效果也会更快更好，提高热管600对循环风道内的气流的冷却效果。

参照图1，本实施例中，多个热管600分为多个热管600组；多个热管600组沿外部管段400间隔设置。热管600的设置数量根据冷却的温度进行设置，需要降温的温度越高，则需要的热管600也越多。热管600可以分为多组，间隔设置在外部管段400上，分阶段连续多次对流经外部管段400内的气流进行冷却，也可以提高冷却降温效果。

参照图1，本实施例中，内部管段300包括输入管段310以及输出管段320；接入口包括输入口311以及输出口321；输入管段310的一端与外部管段400连通，输入管段310的另一端形成多个输入口311，多个输入口311分别用于与塔筒100内不同电气设备柜体200的第一端风口220连接；输出管段320的一端与外部管段400连通，输出管段320的另一端形成多个输出口321，多个输出口321分别用于与塔筒100内不同电气设备柜体200的与第一端风口220位置相对的第二端风口210连接。第一端风口220以及第二端风口210位于电气设备柜体200位置相对的两端，例如，第一端风口220为电气设备柜体200的底端，第二端风口210位于电气设备柜体200的顶端。

电气设备柜体200具有第二端风口210以及第一端风口220，第二端风口210与输出管段320的输出口321连通，第一端风口220与输入管段310的输入口311连通。电气设备柜体200使用一段时间后发热，产生的热风通过第二端风口210进入输出管段320，然后进入外部管段400，通过热管600的蒸发端620进行冷却后，又循环流动到输入管段310上，然后从输入口311进入电气设备柜体200的第一端风口220，从而实现对电气设备柜体200的冷却。

多个输入口311以及多个输出口321用于实现多个电气设备柜体200并联接入循环风道。

参照图1，本实施例中，多个输入口311沿输入管段310的一端间隔设置；多个输出口321沿输出管段320的一端间隔设置。

多个电气设备柜体200依次连接在输入口311以及输出口321之间，实现热风循环到循环风道内，冷风回流到电气设备柜体200内，实现冷却。

参照图1，本实施例中，风机500设置在输入管段310或者输出管段320上。

不需要在每个电气设备柜体200上都设置风机500，只需要在输入管段310或者输出管段320或者外部管段400上设置一个风机500，即可实现所有的电气设备柜体200的热风和冷风的循环流动。

参照图1，本实施例中，塔筒电气柜冷却系统10还包括遮阳板700；遮阳板700设置在塔筒100的外壁上，遮阳板700用于对多个热管600的顶部进行遮阳挡雨，遮阳板700设置有漏风孔。遮阳板700用于给热管600的冷凝端610进行遮阳，遮挡太阳辐射。遮阳板700能够进行遮阳挡雨，但是不挡风，可以实现对冷凝端610的冷却。

参照图1，本实施例中，遮阳板700绕塔筒100的外周环绕一周设置。遮阳板700呈环状，对多个位置的热管600进行遮阳挡雨。

根据本实施例提供的一种塔筒电气柜冷却系统10，塔筒电气柜冷却系统10的工作原理是：电气柜或变流柜均为塔筒100内部需要冷却的电气柜，可以为1个或者多个电气柜，均设置有第二端风口210和第一端风口220。输入管段310和输出管段320分别并联各个电气柜的第二端风口210和第一端风口220并分别进入塔筒100外部与外部管段400连接。在塔筒100外部有一热管600换热单元，该热管600换热单元，包含热管600，热管600具有冷凝端610和蒸发端620，热管600竖直布置，其中热管600冷凝端610位于上部，与外界环境接触，蒸发端620位于下方，密闭于外部管段400内，且外部管段400为圆弧形，绕着塔筒100一圈布置。风机500既可设置于循环风道内，也可以分别设置于每个电气柜，遮阳板700用于给冷凝端610遮挡太阳辐射。

本实施例提供的一种塔筒电气柜冷却系统10至少具有以下优点：

在塔筒100的内部和外部设置循环风道，循环风道与具体待冷却的电气设备柜体200连通，密闭式结构，能够有效针对待冷却电气设备柜体200，具有确定性，降低能耗。利用热管600对循环风道内的气流进行冷却，无需从外部引入气体，也不需要对空气进行除湿除盐，适合于海上风电机组。针对一个或者多个电气设备柜体200的冷却，只需要在循环风道上设置风机500即可，实现对一个或者多个电气设备柜体200的一体化管理，降低能耗，不需要单独设置多个风机500，降低能耗。热管600的冷凝端610布置于塔筒100外部，利用外部自然风温低和高风速，作为冷凝端610的冷源，降低能耗。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种塔筒电气柜冷却系统，其特征在于，包括：

塔筒(100)、循环风道、风机(500)以及多个热管(600)；

所述循环风道首尾密封，所述循环风道包括设置在所述塔筒(100)内部的内部管段(300)以及设置在所述塔筒(100)外部的外部管段(400)；所述内部管段(300)设置有用于与所述塔筒(100)内的电气设备柜体(200)连通的接入口；所述外部管段(400)上设置多个所述热管(600)，每个所述热管(600)具有位置相对的冷凝端(610)以及蒸发端(620)，每个所述热管(600)的所述冷凝端(610)位于所述外部管段(400)的外部且与外界接触，每个所述热管(600)的所述蒸发端(620)密封在所述外部管段(400)的内部，所有的所述热管(600)的所述蒸发端(620)用于对流经所述循环风道的气流进行冷却；

所述风机(500)设置在所述循环风道内，所述风机(500)用于驱动所述循环风道内的气流循环流动。

2.根据权利要求1所述的塔筒电气柜冷却系统，其特征在于：

每个所述热管(600)相对水平方向呈倾角或者垂直设置，且所述热管(600)的所述冷凝端(610)的高度高于所述蒸发端(620)的高度。

3.根据权利要求2所述的塔筒电气柜冷却系统，其特征在于：

每个所述热管(600)相对水平方向沿竖直方向设置。

4.根据权利要求1所述的塔筒电气柜冷却系统，其特征在于：

所述外部管段(400)呈环状，所述外部管段(400)环绕所述塔筒(100)的外周设置。

5.根据权利要求4所述的塔筒电气柜冷却系统，其特征在于：

多个所述热管(600)分为多个热管(600)组；多个所述热管(600)组沿所述外部管段(400)间隔设置。

6.根据权利要求4所述的塔筒电气柜冷却系统，其特征在于：

所述内部管段(300)包括输入管段(310)以及输出管段(320)；所述接入口包括输入口(311)以及输出口(321)；

所述输入管段(310)的一端与所述外部管段(400)连通，所述输入管段(310)的另一端形成多个所述输入口(311)，多个所述输入口(311)分别用于与所述塔筒(100)内不同电气设备柜体(200)的第一端风口(220)连接；所述输出管段(320)的一端与所述外部管段(400)连通，所述输出管段(320)的另一端形成多个所述输出口(321)，多个所述输出口(321)分别用于与所述塔筒(100)内不同电气设备柜体(200)的与所述第一端风口(220)位置相对的第二端风口(210)连接。

7.根据权利要求6所述的塔筒电气柜冷却系统，其特征在于：

多个所述输入口(311)沿所述输入管段(310)的一端间隔设置；多个所述输出口(321)沿所述输出管段(320)的一端间隔设置。

8.根据权利要求6所述的塔筒电气柜冷却系统，其特征在于：

所述风机(500)设置在所述输入管段(310)或者所述输出管段(320)上。

9.根据权利要求1-8任一项所述的塔筒电气柜冷却系统，其特征在于：

所述塔筒电气柜冷却系统还包括遮阳板(700)；所述遮阳板(700)设置在所述塔筒(100)的外壁上，所述遮阳板(700)用于对多个所述热管(600)的顶部进行遮阳挡雨，所述遮阳板(700)设置有漏风孔。

10.根据权利要求9所述的塔筒电气柜冷却系统，其特征在于：

所述遮阳板(700)绕所述塔筒(100)的外周环绕一周设置。