CN202160373U - 通过塔壁散热的风机冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是有关于一种通过塔壁散热的风机冷却系统，主要包括风机塔筒、变压器、风扇和冷却通道，其中：风机塔筒为金属管状塔架结构；冷却通道紧贴风机塔筒内壁，并形成上下循环回路；风扇安装在变压器上方，其出风方向向上并与冷却通道的进气口连接。本实用新型通过塔壁散热的风机冷却系统，利用风机塔壁作为散热媒介，有效降低风机热损耗，进一步提高散热效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种风力发电领域的冷却系统，特别是涉及一种通过塔壁散热的风机冷却系统。
背景技术
风力发电机在电能转换的过程中通常会产生热损耗。对于无齿轮箱设计的风机，其主要热损耗通常出现在发电机与变流器等主要驱动线路上，此外在将风机产生的电能输送到中压电网的过程中也会产生热损耗，在升压或降压(例如3.3/4.1KV→35/41KV)时尤其如此。而随着风电技术的发展，风电机组容量越来越大，产生的热损耗也越来越多，如何进一步优化冷却系统的结构，并提高其散热效率是本领域不断研发和改进的目标。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种通过塔壁散热的风机冷却系统，使其利用风机塔壁作为散热媒介，有效降低风机热损耗，进一步提高散热效率。
为解决上述技术问题，本实用新型一种通过塔壁散热的风机冷却系统，主要包括风机塔筒、变压器、风扇和冷却通道，其中：风机塔筒为金属管状塔架结构；冷却通道紧贴风机塔筒内壁，并形成一上下循环回路；风扇安装在变压器上方，其出风方向向上并与冷却通道的进气口连接。
作为本实用新型的一种改进，所述的冷却通道为封闭或半封闭通道。
所述的冷却通道内设置有空气过滤器。
所述的冷却通道内设置有换热器。
所述的风机塔筒为钢质。
所述的风机塔筒表面涂有油漆层。
所述的油漆层厚度为0.3mm。
所述的塔筒的直径为6m，厚度为40mm，高度为30m。
采用这样的结构后，本实用新型至少具有以下优点：
1、由于利用了风机塔壁作为散热媒介，而塔壁的外表面积非常大，因此换热表面也非常大，因此散热效率更高，可有效降低风机热损耗；
2、由于采用了封闭式散热通道，可避免高盐分或高湿空气与敏感的部件如发电机、整流器、变压器等接触，阻止霉菌的出现，可大大降低机壳与塔架内部的腐蚀风险，从而更适于广泛推广使用。
附图说明
上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
图1是本实用新型通过塔壁散热的风机冷却系统的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1所示，本实用新型通过塔壁散热的风机冷却系统，主要包括风机塔筒1、风扇2、变压器3和冷却通道。
其中，风机塔筒1为金属管状塔架结构，优选为钢质，并在表面涂有0.3mm的油漆层。
冷却通道为封闭或至少半封闭的通道，如图中箭头所示，冷却通道紧贴风机塔筒1内壁形成一上下循环回路。封闭的冷却通道可避免高盐分、高湿度空气对发电机、整流器、变压器等敏感部件的接触和损坏，可大大降低机壳与塔筒内部的腐蚀风险。
风扇2安装在变压器3的上方，其出风方向向上，并与冷却通道的进气口对接。
工作时，变压器3附近的热空气被风扇2吹入冷却通道，沿冷却通道上升，在上升过程中通过风机塔筒1的侧壁逐渐散热、冷却，之后沿另一侧通道下降返回。
此外，还可在冷却通道内设置空气过滤器和换热器等附加冷却装置，这样就能通过风机塔筒释放原本通过冷却回路释放的热量。
以直径6m、厚度40mm、高度30m的塔筒为例来说，如果室外温度设置为40℃且塔内温度设置为47℃，钢质塔架的导热系数为60W/mK，油漆层的导热系数为1W/mK，塔筒内部的传热系数为25W/m2K，塔筒外部的传热系数为50W/m2K。因此，总传热系数为16.3W/m2K，散热表面积为565.2m2，温差7K，计算显示30米高度的塔壁可通过对流释放大约65kW的热量。而变压器3在满载下会产生61kW的热量，所以只要根据变压器和损失曲线，选择安装一台能够提供充足气流的风扇，就能通过第一节塔筒上的对流消除热量影响。
计算中的不确定性在于空气与壁面之间的导热速度，因为它会受到风速的影响，但所用参数对应的总传热系数大约为16W/m2K，符合总传热系数：
强制对流(流动)气体-强制对流气体：D＝10-30W/m2K。
图中箭头10为塔内气流流动方向，箭头11为通过塔壁的热量流向。本实用新型通过改进风机的现有结构，设计了一种全新的冷却系统，通过风扇2使来自变压器3的热空气在冷却通道内强制循环，并利用风机塔壁向塔筒外表面传热，塔筒表面积很大，因此换热面积也非常大，并且塔筒周围的风可连续冷却塔筒表面，以风机塔壁作为冷却媒介起到换热器的作用，可有效降低风机的热损耗，并充分利用了风机必备的部件来提高其工作性能和散热效率。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.一种通过塔壁散热的风机冷却系统，其特征在于主要包括风机塔筒、变压器、风扇和冷却通道，其中：
风机塔筒为金属管状塔架结构；
冷却通道紧贴风机塔筒内壁，并形成上下循环回路；
风扇安装在变压器上方，其出风方向向上并与冷却通道的进气口连接。
2.根据权利要求1所述的通过塔壁散热的风机冷却系统，其特征在于所述的冷却通道为封闭或半封闭通道。
3.根据权利要求1所述的通过塔壁散热的风机冷却系统，其特征在于所述的冷却通道内设置有空气过滤器。
4.根据权利要求1所述的通过塔壁散热的风机冷却系统，其特征在于所述的冷却通道内设置有换热器。
5.根据权利要求1所述的通过塔壁散热的风机冷却系统，其特征在于所述的风机塔筒为钢质。
6.根据权利要求5所述的通过塔壁散热的风机冷却系统，其特征在于所述的风机塔筒表面涂有油漆层。
7.根据权利要求6所述的通过塔壁散热的风机冷却系统，其特征在于所述的油漆层厚度为0.3mm。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的通过塔壁散热的风机冷却系统，其特征在于所述的塔筒的直径为6m，厚度为40mm，高度为30m。
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Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN105863973A (zh) * | 2016-06-06 | 2016-08-17 | 北京合力电气传动控制技术有限责任公司 | 利用风力发电塔筒壁对变流器散热的系统 |
| CN109869289A (zh) * | 2017-12-05 | 2019-06-11 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 用于高塔架塔筒的通风冷却性能配置方法、装置及塔筒 |
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2011
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN105863973B (zh) * | 2016-06-06 | 2018-11-13 | 北京合力电气传动控制技术有限责任公司 | 利用风力发电塔筒壁对变流器散热的系统 |
| CN109869289A (zh) * | 2017-12-05 | 2019-06-11 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 用于高塔架塔筒的通风冷却性能配置方法、装置及塔筒 |
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