CN201352745Y - 一种应用于风力发电的密闭式循环水冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于风力发电的密闭式循环水冷却装置，其特征在于该循环水冷却装置包括一循环管路和与循环管路连接的控制及报警单元，该循环管路上设置有至少两个对外接口，其中一对外接口与一空气换热器连接；在循环管路上设置有循环水泵、过滤器、缓冲装置、电加热器、电动三通阀；其中，该循环管路、循环水泵、过滤器、电加热器电动三通阀及缓冲装置设置在一体化柜式结构内；本实用新型为一体化柜式结构，其既能满足风塔内空间小的安装要求，吊装方便，又具有较高的抗腐蚀能力，能够在较恶劣的环境如空气湿度、盐份较大的地区及风沙大的地区持续运行，对装置内设备、仪表起到保护作用，

Description

一种应用于风力发电的密闭式循环水冷却装置

技术领域

本实用新型涉及一种循环水冷却装置，特别是一种应用于风力发电的密闭式循环水冷却装置。

背景技术

在工业生产和科学实验中，经常需要对设备在运行过程中产生的热量进行散发，以保证设备的安全运行和性能的正常发挥。目前常用的冷却装置包括风冷，油冷，和水冷三种方式，其中水冷方式由于水的对流换热系数为空气自然换热系数的150倍以上，散热效率极高；同时它又没有因采用油冷方式可能带来的污染和易燃，和采用强迫风冷会产生的噪声等问题，所以得到了越来越广泛的关注。但早期的直流式冷却装置，冷却水流过被冷却物体后即被直接排放，造成了水资源的大量浪费；而用过的冷却水中所含的杂质排入地下又会对水质造成污染。为了节约用水近年来直流式正逐渐被敞开式的循环水冷装置所替代，即利用喷淋，鼓风等方式，通过将水蒸发和与空气换能把热量散发到空气中去。与直流式冷却装置相比，该方式能耗较小，同时水的消耗可降低30～50倍。但由于采用敞开的结构，喷淋过程中水的蒸发，将引起冷却水的浓缩，所形成的高含盐量及含氧量的水易造成管路及设备的腐蚀；其次冷却水易被空气污染，并寄生微生物，以致堵塞管路，所以需要经常投放化学除垢剂和杀虫剂，并排除过分浓缩的水，这又可能导致对地下水的污染；近年推出的密闭式循环水冷却装置，冷却水不与大气直接接触，而通过风-水或水-水换能装置完成与大气的热交换，具有高效和节水的优点，得到日益广泛的应用。但是，目前采用的密闭式循环水冷却装置的各部件是露置于该冷却装置的工作环境中，因此在条件较恶劣的环境下各部件易腐蚀，进而损坏冷却装置的各部件和仪表，造成冷却装置无法持续运行。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种应用于风力发电的密闭式循环水冷却装置，该密闭式循环水冷却装置为一体化柜式结构，其既能满足风塔内空间小的安装要求，吊装方便，又具有较高的抗腐蚀能力，能够在较恶劣的环境如空气湿度、盐份较大的地区及风沙大的地区持续运行，对装置内设备、仪表起到保护作用。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种应用于风力发电的密闭式循环水冷却装置，其特征在于该循环水冷却装置包括一循环管路和与循环管路连接的控制及报警单元，该循环管路上设置有至少两个对外接口，其中一对外接口与一空气换热器连接；一循环水泵，其设置在循环管路上；一过滤器，其设置于循环水泵后的循环管路上；一缓冲装置，其通过管道与循环管路连通；一电加热器，其设置在循环管路上，通过该电加热器对实施热交换后的循环水进行加热；一电动三通阀，其设置在与空气换热器的进口管路连接的循环管路上，且该电动三通阀的一支路与和空气换热器出口管路连接的循环管路连通；其中，该循环管路、循环水泵、过滤器、电加热器电动三通阀及缓冲装置设置在一体化柜式结构内。

上述缓冲装置包括一气囊式膨胀罐，气囊式膨胀罐与循环管路连通，气囊式膨胀罐通过气路单向阀连接有气泵，气囊式膨胀罐上安装有电磁阀。

作为本实用新型上述技术方案的改进，循环管路上还安装有脱气罐，脱气罐上安装有自动排气阀。

作为本实用新型上述技术方案的进一步改进，空气换热器上安装有自动排气阀。

本实用新型的控制及报警单元是由PLC、与PLC连接的压力测量仪和温度测量仪构成。

本实用新型的空气换热器包括一框架，框架内安装有板翅散热器芯体及轴流风机。

本实用新型的有益效果是：本实用新型为一体化柜式结构，其既能满足风塔内空间小的安装要求，吊装方便，又具有较高的抗腐蚀能力，能够在较恶劣的环境如空气湿度、盐份较大的地区及风沙大的地区持续运行，对装置内设备、仪表起到保护作用；采用电动三通阀，根据需调节的水温变化范围通过三通阀以调节流经外循环换热单元的水量，使系统达到要求的温度运行；气泵、电磁阀、气囊式膨胀罐组合成为系统的缓冲单元，以吸收和释放密闭系统内冷却水随温度变化时产生的体积变化引起的压力波动，压力高时电磁阀动作排气释放压力，压力低气泵启动提升系统压力，使系统能满足随风速变化风机负载波动幅度大，对系统压力产生的波动性，以有效防止水冷系统失压所造成的补压维护周期过短的问题；循环水路中带电加热器，从而实现循环水路的加热功能，强制提高冷却水温度，使冷却水温度符合变流器最低启动温度；对实时性要求较高的远程控制信号和水冷系统报警信号，水冷系统通过开关量接点与变流器监控系统进行通讯；对信息量较大的在线参数监测及水冷系统报警信息，水冷系统通过DPprofibus与变流器监控系统进行通讯；水冷系统为自动控制一种模式，系统控制回路送电后，进入自动模式，主循环泵，风机，电加热器等可在调试菜单中进行手动操作，补气系统在系统运行前运行后都能自动补气，以稳定冷却水的压力，系统运行后，PLC根据整定参数监控水冷系统的运行状况和检测系统故障。PLC自动控制冷却水温度，对水冷系统参数的超标及时的发出预警，当参数严重超标有可能影响被冷却器件运行安全时自动发出跳闸警报。主循环泵、电加热器、风机、空气压缩机、电磁阀等由PLC根据实际工作条件进行自动控制。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中A-A剖视图；

图3是本实用新型的流程图；

图4是空气换热器的结构示意图；

图5是图4的剖视图。

具体实施方式

参照图1、图2、图3，本实用新型公开的一种应用于风力发电的密闭式循环水冷却装置，包括一柜体9、一循环管路1和与循环管路1连接的控制及报警单元，该循环管路1上设置有两个对外接口11、12，其中一对外接口11与一空气换热器2连接，另一对外接口12与被冷却器件连接；在循环管路1上设置有一循环水泵3，循环水泵3为冷却装置提供动力，使冷却循环水在被冷却电子器件和风水换热器中快速循环，从而把发热电子元件的热量迅速带走。

在循环水泵3后的循环管路上设置有过滤器4，以防止循环冷却水在快速流动中可能冲刷脱落的刚性颗粒进入被冷却器件，过滤器可以是设置在循环管路上的机械过滤器，采用折叠式不锈钢滤芯，其网孔标准，水阻小。

如图所示，在循环管路1上通过管道连通有一缓冲装置5，该缓冲装置5包括一气囊式膨胀罐51，气囊式膨胀罐51与循环管路1连通，气囊式膨胀罐51通过气路单向阀52连接有气泵53，气囊式膨胀罐51上安装有电磁阀54，气囊式膨胀罐内部预充了一定压力的压缩空气并通过橡胶气囊实现了水气分离，其作用是为系统保持恒压并能吸收和释放系统中由于温度变化而引起的液体的体积变化引起的压力波动，从而保证整个系统的正常运行。

在循环管路1上设置有一电加热器6，通过该电加热器对实施热交换后的循环水进行加热，从而实现循环水路的加热功能，强制提高冷却水温度，使冷却水温度符合变流器运行要求。

在与空气换热器2的进口管路连接的循环管路上设置有一电动三通阀7，且该电动三通阀的一支路与和空气换热器出口管路连接的循环管路连通，从而控制流经空气换热器回路的流量，根据水温的变化，三通阀在一定温度范围内自动调整阀门工作角度从而控制流经换热器的流量比例，当水温过低时，使一部分从被冷却器件中过来的热水不经过空气换热器降温，直接回到主循环泵的入口，从而使循环水温回升。

本实用新型的循环管路1、循环水泵3、过滤器4、电加热器6、电动三通阀7及缓冲装置5设置在一体化柜式结构内，即柜体9内，该冷却装置的主体尺寸800(宽)×600(深)×2000(高)，能满足风塔内空间小的安装要求，吊装方便，具有较高的抗盐蚀能力，能够在空气湿度、盐份较大的地区运行，同时也能够在风沙大的地区持续运行，对装置内设备、仪表起到保护作用。

在循环管路1上还安装有脱气罐8，脱气罐8上安装有自动排气阀81，以实现在循环管路系统的自动排气功能，在系统运行时自动进行气液分离并排出。

本实用新型的控制及报警单元是由PLC、与PLC连接的压力测量仪和温度测量仪构成，其中，压力测量仪为设置于循环管路上进阀压力变送器P1和出阀压力变送器P2，压力测量仪为设置于循环管路上进阀压力变送器T1和出阀压力变送器T2。对实时性要求较高的远程控制信号和水冷系统报警信号，水冷系统通过开关量接点与变流器监控系统进行通讯；对信息量较大的在线参数监测及水冷系统报警信息，水冷系统通过DP profibus与变流器监控系统进行通讯。

水冷系统为自动控制一种模式，系统控制回路送电后，进入自动模式，主循环泵，风机，电加热器等可在调试菜单中进行手动操作，补气系统在系统运行前运行后都能自动补气，以稳定冷却水的压力，系统运行后，PLC根据整定参数监控水冷系统的运行状况和检测系统故障。PLC自动控制冷却水温度，对水冷系统参数的超标及时的发出预警，当参数严重超标有可能影响被冷却器件运行安全时自动发出跳闸警报。主循环泵、电加热器、风机、空气压缩机、电磁阀等由PLC根据实际工作条件进行自动控制。

参照图4、图5，本实用新型的空气换热器2包括一框架21，框架21内安装有板翅散热器芯体22及轴流风机23，以实现循环冷却水的散热，采用强制风冷，热水被输送入空气换热器，流过铝质冷却板腔，水的热量传给冷却板翅，在空气侧，由风机将冷空气吸入，使之流过板翅间，热量吹出空气换热器外，从而达到循环水被冷却的目的，冷水由空气换热器流出来，送回主循环水泵，从而保证变流器在允许的温度下运行，换热器铝合金表面采用阳极氧化防腐处理，满足海洋使用环境，空气换热器在最高、最低集水箱处设置排气阀24便于排气及泄空。

本实用新型的密闭式循环水冷却装置的冷却水循环回路是循环水泵3→电动三通阀7→空气换热器2→过滤器4→被冷却器件→脱气罐8→电加热器6→循环水泵3。

Claims (6)

1.一种应用于风力发电的密闭式循环水冷却装置，其特征在于该循环水冷却装置包括一循环管路和与循环管路连接的控制及报警单元，该循环管路上设置有至少两个对外接口，其中一对外接口与一空气换热器连接；一循环水泵，其设置在循环管路上；一过滤器，其设置于循环水泵后的循环管路上；一缓冲装置，其通过管道与循环管路连通；一电加热器，其设置在循环管路上，通过该电加热器对实施热交换后的循环水进行加热；一电动三通阀，其设置在与空气换热器的进口管路连接的循环管路上，且该电动三通阀的一支路与和空气换热器出口管路连接的循环管路连通；其中，该循环管路、循环水泵、过滤器、电加热器电动三通阀及缓冲装置设置在一体化柜式结构内。

2.根据权利要求1所述的一种应用于风力发电的密闭式循环水冷却装置，其特征在于缓冲装置包括一气囊式膨胀罐，气囊式膨胀罐与循环管路连通，气囊式膨胀罐通过气路单向阀连接有气泵，气囊式膨胀罐上安装有电磁阀。

3.根据权利要求1所述的一种应用于风力发电的密闭式循环水冷却装置，其特征在于循环管路上还安装有脱气罐，脱气罐上安装有自动排气阀。

4.根据权利要求1所述的一种应用于风力发电的密闭式循环水冷却装置，其特征在于空气换热器上安装有自动排气阀。

5.根据权利要求1所述的一种应用于风力发电的密闭式循环水冷却装置，其特征在于所述控制及报警单元由PLC、与PLC连接的压力测量仪和温度测量仪构成。

6.根据权利要求1所述的一种应用于风力发电的密闭式循环水冷却装置，其特征在于所述空气换热器包括一框架，框架内安装有板翅散热器芯体及轴流风机。

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