CN202468176U - 一种风力发电机组的冷却系统 - Google Patents

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卢念成
姜敞�
赵亮
谭维
周成功
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Abstract

本实用新型涉及风力发电设备技术领域，尤其是一种风力发电机组的冷却系统，具有机舱，机舱内具有发电机组，机舱内设置有蒸发冷却压缩机组以及蒸发器，蒸发器具有液冷管路和蒸发冷却管路，机舱外设置有液冷-蒸发冷却复合换热器，液冷-蒸发冷却复合换热器具有液冷部分和蒸发冷却部分，液冷-蒸发冷却复合换热器的蒸发冷却部分与蒸发冷却压缩机组、蒸发器的蒸发冷却管路循环连通形成制冷剂流通回路，液冷-蒸发冷却复合换热器的液冷部分与发电机组、蒸发器的液冷管路循环连通形成冷却介质流通回路。本实用能在不明显增加冷却系统能耗和故障的情况下，延长高温情况下风电机组的全功率发电时间，延长其使用寿命。

Description

一种风力发电机组的冷却系统
技术领域
本实用涉及风力发电设备技术领域，尤其是一种风力发电机组的冷却系统。
背景技术
风力发电机组的主要部件包括发电机、齿轮箱、变流器、叶片、机舱、轮毂等，其中发电机、齿轮箱、变流器位于机舱中。在风力发电机组的运行中，发电机内部存在各种损耗，而这些损耗最终会全部转化为热量，表现为发电机的温升。若不及时散去热量发电机的温度会持续上升，危及发电机的安全运行。同样，变流器的主要部件IGBT、电感、电容等也会在能量转换过程中产生热量，提高其温升，到达一定限度后，会影响变流器的可靠运行。在密闭的机舱环境中布置的各个部件会不断向机舱排放热量，提高机舱内空气温度。机舱内空气温度过高会影响布置在机舱内的电气部件的运行稳定性。
在专利CN200710042667.8“风力发电机主冷却系统及工作方法”公开了一种风电冷却系统，随着环境温度的升高，其冷却效果将变差，风电机组可能降功率运行，缩短了机组的全功率运行时间，或者大幅增加换热器的换热面积，增加了初装成本。
在专利CN200610039658.9“采用蒸发循环冷却的风力发电机”公开了一采用蒸发循环冷却的风电机组。该风电机组冷却系统采用并行的两套冷却结构，蒸发冷却系统和液冷系统，不管外界温度的高低，两套系统必须同时运行，增加了冷却系统的故障点，也增加了系统的能耗。此外，由于缺少舱内散流器不适合于密闭机舱。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种风力发电机组的冷却系统，用于降低风电机组的能耗以及避免高温环境下风电机组降功率运行，延长风力发电机的使用寿命。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种风力发电机组的冷却系统，具有机舱，机舱内具有发电机组，机舱内设置有蒸发冷却压缩机组以及用于制冷剂与冷却介质换热的蒸发器，蒸发器具有用于冷却介质流通的液冷管路和用于制冷剂流通的蒸发冷却管路，机舱外设置有液冷-蒸发冷却复合换热器，液冷-蒸发冷却复合换热器具有用于冷却冷却介质的液冷部分和用于冷却制冷剂的蒸发冷却部分，液冷-蒸发冷却复合换热器的蒸发冷却部分与蒸发冷却压缩机组、蒸发器的蒸发冷却管路循环连通形成制冷剂流通回路，液冷-蒸发冷却复合换热器的液冷部分与发电机组、蒸发器的液冷管路循环连通形成冷却介质流通回路。
进一步说，液冷-蒸发冷却复合换热器液冷部分的出口处设有第二温度传感器，当第二温度传感器感知的冷却介质温度高于设定温度上限时，蒸发冷却压缩机组和液冷-蒸发冷却复合换热器的蒸发冷却部分分别启动；当第二温度传感器感知的冷却介质温度低于设定温度下限时，蒸发冷却压缩机组和液冷-蒸发冷却复合换热器的蒸发冷却部分分别关闭。
进一步说，液冷-蒸发冷却复合换热器中液冷部分的进口、出口、发电机组进口之间设置有三通阀，当第二温度传感器感知的冷却介质温度低于低温设定温度下限时，三通阀的阀门开启。
进一步说，发电机组设置有可降低机舱内温度的散流器。
进一步说，机舱内设置有控制散流器运行的第一温度传感器，当机舱内环境温度高于设定温度上限时，散流器启动；当机舱内温度低于设定温度下限时，散流器关闭。
本实用新型的有益效果是：本实用新型克服背景技术中所涉及的不足，能在不明显增加冷却系统能耗和故障的情况下，延长高温情况下风电机组的全功率发电时间，延长其使用寿命。
附图说明
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
图1是本实用的结构示意图。
图2是液冷-蒸发冷却复合换热器的结构示意图。
其中1.蒸发冷却压缩机组，2.蒸发器，3.液冷-蒸发冷却复合换热器，3-1.蒸发冷却部分，3-2.液冷部分，4.发电机组，4-1.散流器，8.第一温度传感器，9.第二温度传感器，10.三通电动阀，12.机舱。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图1所示的一种风力发电机组的冷却系统，具有机舱12，机舱12内具有发电机组4，机舱12内设置有蒸发冷却压缩机组1以及用于制冷剂与冷却介质换热的蒸发器2，蒸发器2具有用于冷却介质流通的液冷管路和用于制冷剂流通的蒸发冷却管路，机舱12外设置有液冷-蒸发冷却复合换热器3。
如图2所示的为液冷-蒸发冷却复合换热器的结构示意图，图中箭头所指的方向为制冷剂和冷却介质流动的方向，液冷-蒸发冷却复合换热器3具有用于冷却冷却介质的液冷部分3-2和用于冷却制冷剂的蒸发冷却部分3-1，液冷-蒸发冷却复合换热器3的蒸发冷却部分3-1与蒸发冷却压缩机组1、蒸发器2的蒸发冷却管路循环连通形成制冷剂流通回路，液冷-蒸发冷却复合换热器3的液冷部分3-2与发电机组4、蒸发器2的液冷管路循环连通形成冷却介质流通回路。
在舱内设有散流器4-1，降低高温环境下机舱12内温度，以适应机舱12密闭的要求；在机舱12内设有第一温度传感器8，以控制散流器4-1的运行与否；当机舱12内环境温度高于设定温度上限，启动散流器4-1；当机舱12内温度高于设定温度下限，散流器4-1关闭。
在液冷-蒸发冷却复合换热器3出口设有第二温度传感器9，当冷却介质温度高于高温设定温度上限，启动蒸发冷却压缩机组1和液冷-蒸发冷却复合换热器3的蒸发冷却部分3-1。当冷却介质温度低于高温设定温度下限，关闭蒸发冷却压缩机组1和液冷-蒸发冷却复合换热器3的蒸发冷却部分3-1。
在液冷-蒸发冷却复合换热器3中的进出口之间设有三通电动阀10，当液冷-蒸发冷却复合换热器3中液冷部分3-2出口处的冷却介质温度低于低温设定温度下限，开启三通电动阀门10，以减少进入液冷-蒸发冷却复合换热器3的热量。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种风力发电机组的冷却系统，具有机舱(12)，机舱(12)内具有发电机组(4)，其特征在于：所述的机舱(12)内设置有蒸发冷却压缩机组(1)以及用于制冷剂与冷却介质换热的蒸发器(2)，所述的蒸发器(2)具有用于冷却介质流通的液冷管路和用于制冷剂流通的蒸发冷却管路，所述机舱(12)外设置有液冷-蒸发冷却复合换热器(3)，所述液冷-蒸发冷却复合换热器(3)具有用于冷却冷却介质的液冷部分(3-2)和用于冷却制冷剂的蒸发冷却部分(3-1)，所述的液冷-蒸发冷却复合换热器(3)的蒸发冷却部分(3-1)与蒸发冷却压缩机组(1)、蒸发器(2)的蒸发冷却管路循环连通形成制冷剂流通回路，所述的液冷-蒸发冷却复合换热器(3)的液冷部分(3-2)与发电机组(4)、蒸发器(2)的液冷管路循环连通形成冷却介质流通回路。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机组的冷却系统，其特征在于：所述的液冷-蒸发冷却复合换热器(3)液冷部分(3-2)的出口处设有第二温度传感器(9)，当第二温度传感器(9)感知的冷却介质温度高于设定温度上限时，蒸发冷却压缩机组(1)和液冷-蒸发冷却复合换热器(3)的蒸发冷却部分(3-1)分别启动；当第二温度传感器(9)感知的冷却介质温度低于设定温度下限时，蒸发冷却压缩机组(1)和液冷-蒸发冷却复合换热器(3)的蒸发冷却部分(3-1)分别关闭。
3.根据权利要求2所述的一种风力发电机组的冷却系统，其特征在于：所述液冷-蒸发冷却复合换热器(3)中液冷部分(3-2)的进口、出口、发电机组(4)的进口之间设置有三通阀(10)，当第二温度传感器(9)感知的冷却介质温度低于低温设定温度下限时，三通阀(10)的阀门开启(10)。
4.根据权利要求1所述的一种风力发电机组的冷却系统，其特征在于：所述的发电机组(4)设置有可降低机舱(12)内温度的散流器(4-1)。
5.根据权利要求4所述的一种风力发电机组的冷却系统，其特征在于：所述的机舱(12)内设置有控制散流器(4-1)运行的第一温度传感器(8)，当机舱(12)内环境温度高于设定温度上限时，散流器(4-1)启动；当机舱(12)内温度低于设定温度下限时，散流器(4-1)关闭。
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