CN203399464U - 一种密闭式循环冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种密闭式循环冷却装置，涉及冷却装置技术领域。循环水泵的出口经压力表、第一温度传感器、安全阀和第一压力传感器与被冷却器件的入口连接；被冷却器件的出口依次经第二温度传感器和第二压力传感器与电动三通阀的入口连接；电动三通阀的其中一个出口与散热器总成的入口连接，另一个出口与电加热器的入口连接；散热器总成的出口与电加热器的出口连接后，经过滤器和缓冲系统后与循环水泵的入口连接。所述装置具有安全可靠，散热效率高，占地面积小，环境污染小和防腐性能好的特点。

Description

一种密闭式循环冷却装置

技术领域

本实用新型涉及冷却装置技术领域，尤其涉及一种安全可靠、散热效率高的密闭式循环冷却装置。

背景技术

随着变流器、功率补偿装置等功率电子器件的开关频率提高和功率的增大，导致器件损耗的增加、热量的集中。目前常用的风冷、油冷的方式因噪音、环境污染、占地面积大、易燃、散热效率低等原因，不太适用于有环境、防火、尺寸等方面要求的大功率器件的散热。密闭式循环冷却装置成为近年来研究和发展的必然趋势。密闭式循环冷却装置广泛应用于风力发电、光伏发电等新能源行业，其使用环境恶劣，零部件易腐蚀，易受风沙、杂质等影响而使系统零部件磨损，影响零部件的工作寿命。

申请号为“200920051023.X”的实用新型专利公开了一种应用于风力发电的密闭式循环水冷却装置，本实用新型专利有以下缺点：系统中没有安全阀，出现突发情况时，不能有效保护系统中的元器件，甚至会引起爆炸等安全事故；缓冲系统和排气系统连接结构较为复杂；自动排气阀没有截止阀配套，不便于维护；系统中部分零部件的位置不合理，比如将对被冷却器件入口检测压力的传感器设置在过滤器上，容易导致压力检测值失真；过滤器位置不合理，过滤器能防止从散热器总成流出的杂质进入系统第一核心部件——被冷却器件，却不能防止从被冷却器件流出的杂质进入系统第二大核心部件——循环水泵；电加热器位置不合理，系统运行时，介质始终通过电加热器。

申请号为“201020253264.5”的实用新型专利公开了一种风力发电机变频器水冷系统，本实用新型专利设计有以下缺点：系统中无过滤装置，当系统内液体介质混入杂质时，将会损坏系统的零部件；系统对压力监测的压力开关只有一个，只能检测变流器出口的压力，不能监测变流器入口的压力，而变流器入口处于系统的压力最高点，没有压力监测没有安全阀，将会成为系统的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种密闭式循环冷却装置，所述冷却装置具有安全可靠，散热效率高，占地面积小，环境污染小和防腐性能好的特点。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种密闭式循环冷却装置，其特征在于循环水泵的出口经压力表、第一温度传感器、安全阀和第一压力传感器与被冷却器件的入口连接；被冷却器件的出口依次经第二压力传感器和第二温度传感器与电动三通阀的入口连接；电动三通阀的其中一个出口与散热器总成的入口连接，另一个出口与电加热器的入口连接；散热器总成的出口与电加热器的出口连接后，经过滤器和缓冲系统与循环水泵的入口连接。

优选的，散热器总成的出口与电加热器的出口连接后经第一截止阀与过滤器的入口连接，所述过滤器的出口经第二截止阀与所述缓冲系统连接。

优选的，所述散热器总成的上部设有第三截止阀和与第三截止阀连接的第一自动排气阀，所述散热器总成的下部设有第一排液球阀。

优选的，所述电加热器的上部设有第一手动排气阀和温度压力安全阀，所述电加热器的下部设有第二排液球阀。

优选的，所述过滤器的上部设有第二手动排气阀，所述过滤器的下部设有第三排液球阀。

优选的，所述缓冲系统包括气囊式膨胀罐、与气囊式膨胀罐连接的四通接头、与四通接头连接的第三手动排气阀、与四通接头连接的第四截止阀和与第四截止阀连接的第二自动排气阀，缓冲系统经第一转接阀连接在管路上。

优选的，所述压力表经第二转接阀连接在管路上。

优选的，所述安全阀经第三转接阀连接在第一温度传感器与第一压力传感器间的管路上。

优选的，所述第一压力传感器经第四转接阀连接在管路上，第二压力传感器经第五转接阀连接在管路上。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：气囊式膨胀罐、四通接头、第三手动排气阀、第二自动排气阀和第四截止阀组成缓冲系统，保证装置中冷却介质压力的稳定，吸收冷却介质因温度变化引起的体积膨胀，当装置加液和初次运行时，通过第二自动排气阀和第三手动排气阀可以快速将溶解于冷却介质中的气体排出，当装置正常运行时，将第四截止阀关闭，减少气化介质的挥发，从而降低加液的频率。

被冷却器件的进口和出口设置压力和温度传感器，通过监测进出被冷却器件的冷却介质温度的变化，自动调节电动三通阀的开度，从而调节流经散热器总成的冷却介质流量；根据流过散热器总成的冷却介质的流量和温度，调节风扇的开启数量，实现节省能耗、保障最佳冷却效果，延长散热器总成的使用寿命，温度较高时风扇全开，三通阀全开，介质不流经电加热器；当介质温度低于散热器总成启动的温度时，三通阀全关，介质全部经过电加热器管路；当环境温度较低时，通过电加热器加热冷却介质，保证装置在最佳温度条件下运行。             

在过滤器、电加热器、散热器总成的最高点设置排气阀，保证装置内的气体及时排出，尤其在装置初次运行时，可大大提高工作效率；在过滤器、电加热器、散热器总成的最低点设置排液球阀，保证更换液体介质时装置内的液体及杂质可以及时被排出。

在循环水泵的出口和被冷却器件的入口之间增加安全阀，从而对被冷却器件乃至整个装置进行保护，有效提升装置的安全性；在循环泵入口处设置过滤器，保证装置的清洁度，对循环水泵、被冷却器件及其他元器件起到保护作用；对被冷却器件的出入口压力和温度进行监测，保证所述装置安全可靠运行；在易损仪器仪表处设置转接阀，维护时关闭转接阀即可实现快速更换，有效节约装置介质的更换量；在电加热器上设置温度压力安全阀，当介质流过散热器总成时，防止系统程序出现错误，电加热器误动作导致局部过热出现介质变质和器件损坏现象。通过以上设置所述装置具有安全可靠，散热效率高，占地面积小，环境污染小和防腐性能好的特点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的原理图；

图2是本实用新型的结构示意图；

其中：1、循环水泵 2、压力表 3、第一温度传感器 4、安全阀5、第一压力传感器6、被冷却器件7、第二压力传感器8、第二温度传感器9、电动三通阀10、散热器总成11、电加热器12、第一截止阀13、过滤器14、第二截止阀 15、缓冲系统16、第三截止阀 17、第一自动排气阀 18、第一排液球阀 19、第一手动排气阀 20、温度压力安全阀21、第二排液球阀22、第二手动排气阀23、第三排液球阀24、气囊式膨胀罐25、四通接头26、第三手动排气阀27、第四截止阀28、第二自动排气阀29、第一转接阀30、第二转接阀31、第三转接阀32、第四转接阀33、第五转接阀。

具体实施方式

如图1-2所示，一种密闭式循环冷却装置，循环水泵的出口经压力表、第一温度传感器、安全阀和第一压力传感器与被冷却器件的入口连接；被冷却器件的出口依次经第二压力传感器和第二温度传感器与电动三通阀的入口连接；电动三通阀的其中一个出口与散热器总成的入口连接，另一个出口与电加热器的入口连接；散热器总成的出口与电加热器的出口连接后，经过滤器和缓冲系统后与循环水泵的入口连接。

装置内的冷却介质为纯水与防冻液的混合液，使用的管道为奥氏体不锈钢管道，与介质有良好的相容性。循环水泵为系统提供动力，使冷却介质在被冷却器件、电动三通阀、散热器总成、过滤器等零部件之间流动，形成密闭的循环系统，从而保证被冷却器件的工作温度和压力维持在适宜的范围内。

过滤器位于循环水泵前的管道上，作用是过滤装置内的焊渣、泥沙、金属屑等杂质，保护装置中的元器件不被损坏。过滤器为不锈钢网式过滤器，采用波页状结构，过滤面积大，纳污能力强，流阻小，可拆卸，便于清洗，可多次利用。第一截止阀和第二截止阀分别位于过滤器的入口不锈钢管路上和出口不锈钢管路上，更换滤芯时，只需将第一截止阀和第二截止阀关闭，拆开过滤器端盖，使用工具即可拆卸滤芯，这样可以减少冷却介质的浪费。过滤器上最高点设置有第二手动排气阀，当系统加液和初次运行时，通过第二手动排气阀可以快速将溶解于冷却介质中的气体排出，当装置正常运行时，将第二手动排气阀关闭，减少气化冷却介质的挥发，从而降低加液的频率。过滤器上最低点设置有注液用第三排液球阀，系统需要注液时，将加水装置与第三排液球阀紧固连接，将第三排液球阀打开后就可以对系统进行注液；当系统需要排液时，将第三排液球阀打开，保证系统内的液体及杂质及时被排出。

电动三通阀位于被冷却器件后的管道上，冷却介质经电动三通阀入口管路进入电动三通阀后分两个支路，一支路经过散热器总成，另一支路经过电加热器。当冷却介质温度较低时，冷却介质不流经散热器总成，直接经电动三通阀的入口进入电加热器进行循环；当冷却介质温度在一定范围内时，电动三通阀自动调整工作角度，从而调节流经散热器总成的冷却介质的流量，保证散热效果；当冷却介质温度较高时，冷却介质经电动三通阀的入口进入散热器总成进行循环。电动三通阀工作状态根据被冷却器件入口处的第一温度传感器监测的数据进行调整。

电加热器位于电动三通阀出口后的管路上，电加热器的主要作用有三个：一、变流器有加热请求信号，一般是环境温度较低时使用；二、上电前加热，加热半个小时或者温度达到固定值；三、夏天加热除湿，加热到规定值停止。电加热器的液体流向为下进上出，防止加热不均匀和大量集气。在电加热器上最高点设置第一手动排气阀，可快速有效的将其中的气体排出装置。在电加热器上最低点还设置有第二排液球阀，保证更换冷却介质时装置内的冷却介质及杂质及时被排出。在电加热器上设置温度压力安全阀，当介质流过散热器总成时，防止系统程序出现错误，电加热器误动作导致局部过热出现介质变质和器件损坏现象。

缓冲系统位于循环水泵和过滤器之间，通过软管与不锈钢管路连接，包括气囊式膨胀罐、与气囊式膨胀罐连接的四通接头、与四通接头连接的第三手动排气阀、与四通接头连接的第四截止阀和与第四截止阀连接的第二自动排气阀。缓冲系统的主要作用是保证所述装置中液体压力的稳定，吸收冷却介质因温度变化引起的体积膨胀，当装置加液和初次运行时，通过第二自动排气阀和第三手动排气阀可以快速将溶解于冷却介质中的气体排出，当装置正常运行时，将第三手动排气阀及第二自动排气阀下方的第四截止阀关闭，减少气化介质的挥发，从而降低加液的频率。在缓冲系统处设置转接阀，维护时关闭转接阀即可实现快速更换，有效节约装置内冷却介质的更换量。

散热器总成通过软管与不锈钢管路接口连接。散热器总成上最高点设置有第一自动排气阀和第三截止阀，当系统加液和初次运行时，通过第一自动排气阀可以快速将溶解于冷却介质中的气体排出，当装置正常运行时，将第一自动排气阀下方的第三截止阀关闭，减少气化冷却介质的挥发，从而降低装置加液的频率。在散热器总成上最低点还设置有第一排液球阀，保证更换冷却介质时装置内的液体及杂质及时被排出。

安全阀位于循环水泵的出口与被冷却器件入口间的不锈钢管路上。对安全阀设定合适的安全值，当压力达到设定值时，安全阀开启，装置泄放压力，回到正常压力后，安全阀关闭，保证装置处于安全的运行状态中。压力表位于循环水泵出口的不锈钢管路上，监测装置的工作压力。第一压力传感器用于监测被冷却器件入口处压力，第二压力传感器用于监测被冷却器件出口处压力，通过设定报警值对被冷却器件进行保护。第一温度传感器用于监测被冷却器件入口处温度，第二温度传感器用于监测被冷却器件出口处温度，通过设定报警值对被冷却器件进行保护。所述装置内的器件可以放置于柜体内，也可以与地基直接固定。在压力表、安全阀和压力传感器处设置转接阀，维护时关闭转接阀即可实现快速更换，有效节约装置介质的更换量。

所述装置中的元器件与冷却介质接触的金属原材料为奥氏体不锈钢和防锈铝，非金属材料为三元乙丙橡胶和聚四氟乙烯塑料，这些原材料都与冷却介质有良好的相容性，材质与材质间也有良好的相容性，具有优良的防腐、耐低温、耐臭氧等性能。通过以上设置所述装置具有安全可靠，散热效率高，占地面积小，环境污染小和防腐性能好的特点。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及其实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用来帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种密闭式循环冷却装置，其特征在于循环水泵（1）的出口经压力表（2）、第一温度传感器（3）、安全阀（4）和第一压力传感器（5）与被冷却器件（6）的入口连接；被冷却器件（6）的出口依次经第二压力传感器（7）和第二温度传感器（8）与电动三通阀（9）的入口连接；电动三通阀（9）的其中一个出口与散热器总成（10）的入口连接，另一个出口与电加热器（11）的入口连接；散热器总成（10）的出口与电加热器（11）的出口连接后，经过滤器（13）和缓冲系统（15）与循环水泵（1）的入口连接。

2.根据权利要求1所述的一种密闭式循环冷却装置，其特征在于散热器总成（10）的出口与电加热器（11）的出口连接后经第一截止阀（12）与过滤器（13）的入口连接，所述过滤器（13）的出口经第二截止阀（14）与所述缓冲系统（15）连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种密闭式循环冷却装置，其特征在于所述散热器总成（10）的上部设有第三截止阀（16）和与第三截止阀（16）连接的第一自动排气阀（17），所述散热器总成（10）的下部设有第一排液球阀（18）。

4.根据权利要求1或2所述的一种密闭式循环冷却装置，其特征在于所述电加热器（11）的上部设有第一手动排气阀（19）和温度压力安全阀（20），所述电加热器（11）的下部设有第二排液球阀（21）。

5.根据权利要求1或2所述的一种密闭式循环冷却装置，其特征在于所述过滤器（13）的上部设有第二手动排气阀（22），所述过滤器（13）的下部设有第三排液球阀（23）。

6.根据权利要求1或2所述的一种密闭式循环冷却装置，其特征在于所述缓冲系统（15）包括气囊式膨胀罐（24）、与气囊式膨胀罐连接的四通接头（25）、与四通接头连接的第三手动排气阀（26）、与四通接头连接的第四截止阀（27）和与第四截止阀连接的第二自动排气阀（28），缓冲系统（15）经第一转接阀（29）连接在管路上。

7.根据权利要求1或2所述的一种密闭式循环冷却装置，其特征在于所述压力表（2）经第二转接阀（30）连接在管路上。

8.根据权利要求1或2所述的一种密闭式循环冷却装置，其特征在于所述安全阀（4）经第三转接阀（31）连接在第一温度传感器（3）与第一压力传感器（5）间的管路上。

9.根据权利要求1或2所述的一种密闭式循环冷却装置，其特征在于所述第一压力传感器（5）经第四转接阀（32）连接在管路上，第二压力传感器（7）经第五转接阀（33）连接在管路上。

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