CN203420834U - 一种风冷散热装置以及应用该散热装置的风电机组塔筒 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种风冷散热装置以及应用该散热装置的风电机组塔筒，该散热装置包括引风机、过滤箱体、管路、散热空间、排风机和控制器，其中：所述引风机安装在过滤箱体的入口或出口处，过滤箱体的出口通过管路与散热空间连通，排风机的进气口与散热空间连通，控制器控制引风机和排风机的运行。该风电机组塔筒底部安装有变流柜，所述风冷散热装置的散热空间即为所述塔筒的底部空间，风冷散热装置的过滤箱体设置在所述塔筒外部，并通过管路将过滤后的空气输送至塔筒内部、变流柜底部前段，风冷散热装置的排风机设置在变流柜后部上端的塔筒壁上。本实用新型简单高效，可有效避免塔底电气柜高温报警故障，保证风电机组塔底电气柜的正常工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及风电技术领域，特别是涉及一种风冷散热装置以及应用该散热装置的风电机组塔筒。
背景技术
风力发电机组是利用风能产生电能的设备装置，塔底布置有变流柜、塔底控制柜等电气柜，尤其对于变流柜，在运行过程中会产生大量的热量。现有的变流柜多采用风冷，依靠其内部布置的离心风机将塔底内的空气从柜体底部前段引入柜内对IGBT等元器件进行冷却，之后从柜体后上部排出。由于机组在运行过程中，塔筒门关闭，塔底相对封闭，因此热气流在塔底积累，造成气流短路，塔底内温度上升，从而使得变流柜冷却空气温度上升、冷却效果降低，甚至变流柜出现高温报警，无法正常运行的情况，造成风场弃风率提高，影响风能的应用及发电量，尤其在机舱全密封情况及高温地区或夏季高温季节，风电场的此类报警故障更加明显。补充外界冷空气可以缓解该故障的发生，但陆上风电场往往伴有大量风沙、海上风电场则伴有大量的盐雾，如直接将冷空气引入塔底，会将盐雾和沙尘颗粒带入电气柜，影响柜体的正常运行，降低其使用寿命与换热效果。因此，现有的塔底散热装置在实际使用时还存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种简单、高效的风冷散热装置以及应用该散热装置的风电机组塔筒，使其可有效保证风电机组塔底电气柜的正常工作，从而克服现有塔底电气柜高温报警故障频发的缺陷。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种风冷散热装置，包括引风机、过滤箱体、管路、散热空间、排风机和控制器，其中：所述引风机安装在过滤箱体的入口或出口处，过滤箱体的出口通过管路与散热空间连通，排风机的进气口与散热空间连通，控制器控制引风机和排风机的运行。
进一步地，所述的散热空间内还设置有温度传感器，所述控制器根据温度传感器的数据控制引风机和排风机的运行。
所述过滤箱体的入口与过滤芯体之间还设置有汽水分离器。
所述过滤箱体内设有多层过滤芯体。
所述过滤芯体为不同等级的过滤芯体。
所述每层过滤芯体的两侧还布置有压力传感器，所述控制器接收各压力传感器的信号，并在压差达到预设的终止压力要求时给出更换过滤芯体或清洗过滤芯体的提示。
所述过滤芯体以卡槽式结构固定在过滤箱体内部。
所述过滤箱体上还设有检修门。
所述过滤箱体入口朝下，并在入口下方设有钢结构支架。
所述过滤箱体与钢结构支架接触处设有弹性垫支撑。
此外，本实用新型还提供了一种应用上述风冷散热装置的风电机组塔筒，所述风电机组的变流柜安装在所述塔筒底部，所述风冷散热装置的散热空间即为所述塔筒的底部空间，风冷散热装置的过滤箱体设置在所述塔筒外部，并通过管路将过滤后的空气输送至塔筒内部、变流柜底部前段，风冷散热装置的排风机设置在变流柜后部上端的塔筒壁上。
作为进一步改进，所述管路通过软管与塔筒紧密连接，并在管路上设有减震膨胀节。
由于采用上述技术方案，本实用新型至少具有以下优点：
（1）通过外界冷气流的补充，有利于变频器内部元器件的散热，保证了风电机组塔底电气柜体的正常运行，减小其故障率。
（2）通过过滤箱体的布置，使得进入塔底的冷空气相对洁净，保证了电气柜体的运行及寿命不受影响。
（3）通过控制器的设置，有效判断塔底内温度，适时启动引风机及排风机，保证系统运行的节能性与合理性。
（4）通过控制器的设置，可有效判断过滤芯体是否达到使用寿命，利于芯体的及时更换或清理。
（5）综上，本实用新型可有效组织气流流通，减少故障，进而提高发电量及风能利用率。
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是本实用新型的风电机组塔筒的结构示意图。
图2是沿图1中B-B方向的剖视示意图。
图3是本实用新型的风冷散热装置的过滤箱体剖面结构示意图。
具体实施方式
请配合参阅图1-3所示，图中箭头所示为气体流向。本实用新型的一种风冷散热装置，主要包括引风机9、过滤箱体2、管路3、散热空间4、排风机6和控制器5，引风机9安装在过滤箱体2的入口或出口处，过滤箱体2的出口通过管路3与散热空间4连通，排风机6的进气口与散热空间4连通，控制器5控制引风机9和排风机6的运行。
以将上述风冷散热装置适用于风电机组为例来说，散热空间4即为风电机组塔筒的底部空间，风电机组的变流柜7安装在该空间内。此时，可将风冷散热装置的过滤箱体2设置在塔筒外部，用于提前过滤净化引风机9引入塔筒的外界空气。管路3设置在所述风电机组塔筒上，用作与外界空气连通的通道，过滤箱体2与管路3紧密连通，将过滤后的空气输送至塔筒内部、变流柜7底部前段。引风机9设置在所述管路内部，也可以布置在过滤箱体的内部，用于将外界空气引入并送至塔底。在变流柜7内部离心风机作用下，过滤后的冷空气进入变流柜7对电子元器件进行冷却散热，进行冷却后后的热气流从变流柜7后部上端排出。排风机6设置在变流柜7后部上端的塔筒壁上，用于收集所述风电机组塔底电气柜产生的热气流并将其排出，实现冷热气流在塔底的有效、合理流通。
进一步来说，如图2所示，为合理控制排风机6与过滤箱体2的工作启停，本实用新型还可在散热空间4内设置温度传感器8，用于监测散热空间4的内部温度，设置在塔底的控制器5根据接收到的温度传感器8的信号控制引风机9及排风机6的启停，当进入变流柜7的气体温度大于设定值时，排风机6及引风机9运行，将外界冷气流引入塔底进行冷却，实现变流柜7的散热。
如图3所示，本实用新型可在过滤箱体2内设有多层过滤芯体，过滤芯体可以卡槽式结构固定在过滤箱体2内部。过滤芯体可采用不同过滤等级的材料，以过滤空气中不同粒径大小的颗粒物。并可在过滤箱体2的入口与过滤芯体之间设置汽水分离器，在引风机9作用下将塔筒外的冷空气引入过滤箱体2内，先由汽水分离器24以过滤空气中的水分，再经过初效过滤器21对空气中的大颗粒风沙进行过滤，其后气流经过中效过滤器22，进一步对冷空气进行过滤，最终在引风机9的作用下，相对洁净的冷空气进入塔底。
为了监控过滤箱体2工作的有效性，本实用新型可在每层过滤芯体的两侧还可布置有压力传感器23，用于监测过滤芯体两侧的压力，并将其值反馈给控制器5。当控制器5接收到压力传感器压差达到过滤器终止压力要求时，控制器5提示对过滤箱体2内过滤芯体进行检查，对芯体进行清洗或更换。
此外，为了便于空气过滤芯体的清洗或更换，过滤箱体2上可以设有检修门。还可在过滤箱体2的下端设置用于支撑固定的钢结构支架1，将过滤箱体2支撑到一定高度,便于外界气流从下端入口进入过滤箱体2。
为了防止并减少风机运行时的震动对连接结构造成的影响，所述过滤箱体2与钢结构支架1接触处设置弹性垫支撑，管路3布置接口处可以采用软连接或在管路上设置膨胀节。
综上，本实用新型可充分简化结构，提高效率，通过将换热器与过滤系统的结合，不仅可节省一套引风机结构，同时可提高换热器性能的时效性，并能利用进入机舱内的空气对机舱内的环境进行适当的调节，特别适合应用于陆上多风沙地区的风电机组。
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 (12)
1.一种风冷散热装置，其特征在于，包括引风机、过滤箱体、管路、散热空间、排风机和控制器，其中：
所述引风机安装在过滤箱体的入口或出口处，过滤箱体的出口通过管路与散热空间连通，排风机的进气口与散热空间连通，控制器控制引风机和排风机的运行。
2.根据权利要求1所述的风冷散热装置，其特征在于，所述的散热空间内还设置有温度传感器，所述控制器根据温度传感器的数据控制引风机和排风机的运行。
3.根据权利要求1所述的风冷散热装置，其特征在于，所述过滤箱体内设有多层过滤芯体。
4.根据权利要求3所述的风冷散热装置，其特征在于，所述过滤箱体的入口与过滤芯体之间还设置有汽水分离器。
5.根据权利要求3所述的风冷散热装置，其特征在于，所述过滤芯体为不同等级的过滤芯体。
6.根据权利要求3所述的风冷散热装置，其特征在于，所述每层过滤芯体的两侧还布置有压力传感器，所述控制器接收各压力传感器的信号，并在压差达到预设的终止压力要求时给出更换过滤芯体或清洗过滤芯体的提示。
7.根据权利要求3所述的风冷散热装置，其特征在于，所述过滤芯体以卡槽式结构固定在过滤箱体内部。
8.根据权利要求1所述的风冷散热装置，其特征在于，所述过滤箱体上还设有检修门。
9.根据权利要求1所述的风冷散热装置，其特征在于，所述过滤箱体入口朝下，并在入口下方设有钢结构支架。
10.根据权利要求8所述的风冷散热装置，其特征在于，所述过滤箱体与钢结构支架接触处设有弹性垫支撑。
11.一种应用权利要求1-10中任一项所述的风冷散热装置的风电机组塔筒，其特征在于，所述风电机组的变流柜安装在所述塔筒底部，所述风冷散热装置的散热空间即为所述塔筒的底部空间，风冷散热装置的过滤箱体设置在所述塔筒外部，并通过管路将过滤后的空气输送至塔筒内部、变流柜底部前段，风冷散热装置的排风机设置在变流柜后部上端的塔筒壁上。
12.根据权利要求11所述的风电机组塔筒，其特征在于，所述管路通过软管与塔筒紧密连接，并在管路上设有减震膨胀节。
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