CN205638814U - 冷却系统及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种冷却系统及风力发电机组，冷却系统包括散热组件和冷却单元，其中，冷却单元与散热组件组成循环回路；散热组件包括进液支路、回液支路和N个散热单元支路，N≥2；在回液支路上位于第一散热单元支路与回液支路的第一端之间的管路上、在进液支路上第2*j‑1散热单元支路和第2*j散热单元支路之间的管路上以及在回液支路上第2*j散热单元支路和第2*j+1散热单元支路之间的管路上分别设置有第二截止阀，其中，j为整数且1≤j≤N/2；散热组件还包括旁通支路以及设置在旁通支路上的第三截止阀。冷却系统可工作在散热单元支路串联或并联的状态，并可以在散热器部分损坏时保障冷却系统正常运行。

Description

冷却系统及风力发电机组

技术领域

本实用新型涉及散热技术领域，尤其涉及一种冷却系统及风力发电机组。

背景技术

水冷冷却系统的散热器是用于发热设备散热的重要组成部件，如附图1和图2所示的一种水冷冷却系统中，散热器6与冷却单元8形成回路7，冷却单元8可为发热部件9散热，其中，散热器6为长方形，由散热芯体1、风扇4和电机组成，散热器6与支座5固定连接，使用时散热器6按照一定的朝向安装在塔筒附近。每个散热器6包括三个散热风扇4以及一个散热芯体1。在散热器6现场安装完毕后，散热器6内部的连接方式将不再发生改变，冷却液体从其散热器6的进液口2流入、从散热器6的出液口3流出，其位于散热器6内部的流动路径为固定路径。

在冷却系统中，可以使用多个散热器进行散热，多个散热器可以以串联方式或者并联方式设置在一个散热回路中。其中，多个散热器串联使用时，由于各个散热器中的冷却液的温度不同，可以获得阶梯散热效果，当不同发热设备的发热量和发热温度不同时，对冷却液的温度的需求也不同，阶梯状的散热可以满足不同发热设备或者发热设备的不同部位的散热需求。多个散热器并联使用时，如果某个散热器出现故障或者损坏，可以将该散热器停止工作，并不会影响其他散热器的正常工作。

但在上述冷却系统的使用过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：多个散热器以串联方式使用时，一旦某个散热器出现故障，需要将整个串联流路停止工作才能对故障的散热器进行维修或者更换，影响整个冷却系统的正常工作。多个散热器并联使用时，多个散热器的冷却液的温度相同，不能实现阶梯散热效果，无法满足对冷却液温度有不同需求的发热设备的散热需要。目前的冷却系统都不能在满足阶梯散热的同时在散热器部分损坏时保证冷却系统正常运行。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种冷却系统，可以实现阶梯散热效果，并在散热器部分损坏时保证发热设备正常运行。

为达到上述目的，本实用新型的一方面提供一种冷却系统，包括散热组件和冷却单元，其中，所述冷却单元与所述散热组件组成冷却液的循环回路；

所述散热组件包括进液支路、回液支路和N个散热单元支路，N≥2；所述进液支路的第一端连接所述冷却单元的出液口；所述回液支路的第一端连接所述冷却单元的进液口；

每个所述散热单元支路包括通过管路连接的两个第一截止阀和位于所述两个第一截止阀之间的散热单元，所述散热单元支路的两端分别与所述进液支路和所述回液支路相连接；

在所述N个散热单元支路当中，第i散热单元支路较第i+1散热单元支路相对于冷却单元由近及远地布置，其中，1≤i≤N；

在所述回液支路上位于所述第一散热单元支路与所述回液支路的第一端之间的管路上、在进液支路上第2*j-1散热单元支路和第2*j散热单元支路之间的管路上以及在所述回液支路上第2*j散热单元支路和第2*j+1散热单元支路之间的管路上分别设置有第二截止阀，其中，j为整数且1≤j≤N/2；

所述散热组件还包括旁通支路以及设置在所述旁通支路上的第三截止阀，所述旁通支路的一端连接所述冷却单元的进液口；其中，当N为奇数时，所述旁通支路另一端连接所述回液支路的第二端；当N为偶数时，所述旁通支路的所述另一端连接所述进液支路的第二端。

进一步地，所述散热单元包括散热芯体、风扇和电机，所述散热芯体包括液体管路和空气通路，所述空气通路与所述液体管路之间可热交换，所述电机驱动所述风扇转动产生气流通过所述空气通路。

进一步地，所述散热单元还包括外壳，所述散热芯体、所述风扇和所述电机设置于所述外壳内，所述液体管路的进液口和出液口位于所述外壳的外部。

进一步地，所述外壳为桶形或者方形。

进一步地，所述散热单元具有支座，所述支座与所述外壳固定连接。

进一步地，所述电机为变频电机。

进一步地，所述第一截止阀、所述第二截止阀和所述第三截止阀为电动阀门。

本实用新型的另一方面提供一种风力发电机组，具有前述技术方案中的冷却系统。

本实用新型提供的冷却系统和风力发电机组中的冷却系统可以在多个散热单元支路串联的工作方式和多个散热单元支路并联的工作方式之间切换。当出现某一散热单元支路中有散热单元损坏的情况下，使散热单元支路转换到并联的工作方式，然后，关闭出现损坏的散热单元所在的散热单元支路两端的第一截止阀，可将该损坏的散热单元从冷却回路中断开以对损坏的散热单元进行维修或者更换，同时不影响其他散热单元支路的正常工作，以将冷却系统异常对发热设备散热的影响降到最低。

附图说明

图1为现有技术中散热器结构示意图；

图2为现有技术中冷却系统散热原理图；

图3为本实用新型实施例一中冷却系统的三路散热单元支路以串联形式工作的示意图；

图4为本实用新型实施例一中冷却系统的三路散热单元支路以并联形式工作的示意图；

图5为本实用新型实施例二中冷却系统的四路散热单元支路以串联形式工作的示意图；

图6为本实用新型实施例二中冷却系统的四路散热单元支路以并联形式工作的示意图；

图7为本实用新型实施例中冷却系统的方形散热单元结构示意图；

图8为本实用新型实施例中冷却系统的桶形散热单元结构示意图；

图9为本实用新型实施例中冷却系统的散热芯体结构示意图。

附图标记说明：

1、散热芯体；2、进液管；3、出液管；4、风扇；5、支座；6、散热器；7、回路；8、冷却单元；9、发热部件；10、散热单元；11、散热单元支路；111、第一散热单元支路；112、第二散热单元支路；113、第三散热单元支路；114、第四散热单元支路；12、电机；13、风扇支架；14、第一截止阀；15、第二截止阀；16、第三截止阀；18、三通；19、管路堵头；20、进液支路；21、回液支路；22、旁通支路；81、冷却单元的出液口；82、冷却单元的进液口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例的冷却系统进行详细描述。

实施例一

如图3所示，本实用新型实施例提供的冷却系统，包括散热组件和冷却单元8，其中，冷却单元8与散热组件组成冷却液的循环回路；散热组件包括进液支路20、回液支路21和N个散热单元支路，N≥2；进液支路20的第一端连接冷却单元的出液口81；回液支路21的第一端连接冷却单元的进液口82；每个散热单元支路11包括通过管路连接的两个第一截止阀14和位于两个第一截止阀14之间的散热单元10，散热单元支路11的两端分别与进液支路20和回液支路21相连接；在N个散热单元支路当中，第i散热单元支路较第i+1散热单元支路相对于冷却单元8由近及远地布置，其中，1≤i≤N；在回液支路21上位于第一散热单元支路111与回液支路21的第一端之间的管路上、在进液支路20上第2*j-1散热单元支路和第2*j散热单元支路之间的管路上以及在回液支路21上第2*j散热单元支路和第2*j+1散热单元支路之间的管路上分别设置有第二截止阀，其中，j为整数且1≤j≤N/2；散热组件还包括旁通支路以及设置在旁通支路上的第三截止阀，旁通支路的一端连接冷却单元的进液口82，其中，当N为奇数时，旁通支路另一端连接回液支路21的第二端；当N为偶数时，旁通支路的另一端连接进液支路20的第二端。

如图3所示，本实用新型实施例提供的冷却系统中，冷却单元8与散热组件组成回路，冷却单元8为发热部件9散热，散热单元支路11的数量为3个，但是在实际应用中并不局限于此。

散热单元支路11与进液支路20、散热单元支路11与回液支路21分别通过三通18连接，如果三通18包含未使用的端口可用管路堵头19将该未使用的端口加以封闭；或者采用截止阀将该未使用的端口加以封闭。

本实用新型实施例提供的冷却系统可以工作在至少两个散热单元支路11串联的状态，也可以工作在至少两个散热单元支路11并联的状态，其中，散热单元支路11串联工作时因为不同的散热单元支路11中冷却液体的温度不相同，可以获得阶梯散热效果。在出现某一散热单元10损坏的情况下，使散热单元支路11工作在并联状态，此时，关闭出现损坏的散热单元10所在的散热单元支路两端的第一截止阀，可将该损坏的散热单元10从冷却回路中断开，以保障散热系统和风力发电机组的正常运行。

如图3和图4所示的回路中包括第一散热单元支路111、第二散热单元支路112及第三散热单元支路113三个散热单元支路11，即N＝3。进液支路20的第一端连接冷却单元的出液口81，回液支路21的第一端连接冷却单元的进液口82。第一散热单元支路111、第二散热单元支路112及第三散热单元支路113的第一端分别与进液支路20相连接，第二端分别与回液支路21相连接。其中，在回液支路21上位于第一散热单元支路111的第二端与回液支路21的第一端之间设置有一个第二截止阀15，在进液支路20上位于第一散热单元支路111的第一端与第二散热单元支路112的第一端之间设置有一个第二截止阀15，在回液支路21上位于第二散热单元支路112的第二端与第三散热单元支路113的第二端之间设置有一个第二截止阀15；第三散热单元支路113的第二端与回液支路21的第一端之间设置有旁通支路22。

图3中示出了第一散热单元支路111、第二散热单元支路112及第三散热单元支路113以串联方式工作的示意图，此时第二截止阀15关闭，第三截止阀16打开。冷却液按照如图3所示的箭头指示的方向在回路中流动。冷却液从冷却单元的出液口81流入进液支路20，然后依次进入第一散热单元支路111、回液支路21、第二散热单元支路112、进液支路20、第三散热单元支路113，然后经旁通支路22流回到冷却单元的进液口82。

如图4所示，当散热单元支路11并联工作时，第三截止阀16关闭，第二截止阀15打开。冷却液按照如图4所示的箭头指示的方向在回路中流动。冷却液从冷却单元的出液口81流入进液支路20，再流经并联的三个散热单元支路11后进入回液支路21，最后流回到冷却单元的进液口82。

如图7和图8所示，散热单元10包括散热芯体1、风扇4和电机12，散热芯体1包括液体管路和空气通路，空气通路与液体管路之间可热交换，电机12驱动风扇4转动产生气流通过空气通路。如图9所示，散热芯体1中的液体管路中的液体流动方向为A方向，空气通路中空气流动方向为B方向。

每个散热单元10都是一个独立的散热器，多个散热单元10按照前述的方式组合后形成一个散热组件，当其中一个散热单元出现故障时，将出现故障的该散热单元10从整个散热组件中断开，只需要关闭相关阀门，不影响散热组件继续工作，减少了因为散热器部分出现问题引起的风力发电机组停止运行的可能性，提高了风力发电机组的风能利用率。

如图7和图8所示，散热单元10还包括外壳，散热芯体1、风扇4和电机12设置于外壳内，液体管路的进液口和出液口位于外壳的外部。第一截止阀14可以设置于外壳内部，也可设置于外壳外部。外壳的设置可以起到保护散热单元10的作用。

如图7所示，散热单元10的外壳为方形，或者如图8所示，散热单元的外壳为桶形，其中风扇支架13设置于外壳上，起到固定风扇4的作用。规则的外壳形状有助于散热单元之间紧凑结合，减少散热组件的体积。

如图7和图8所示，散热单元10具有支座5，支座5与外壳固定连接。支座的设置使散热组件与其下方的其它部件之间的相对位置关系更加稳定。

在本实用新型实施例中，电机12为变频电机。

变频电机采用专用变频感应电动机结合变频器的交流调速方式，可使散热单元小型化，并提高散热单元的自动化程度。

在本实用新型实施例中，第一截止阀14、第二截止阀15和第三截止阀16为电动阀门。

电动阀门动作力矩比普通阀门大，电动阀门开关动作速度可以调整，结构简单，可简化散热单元支路结构，并快速有效地将该散热单元支路从回路中断开。

实施例二

本实用新型实施例中的冷却系统与实施例一相比，不同之处在于，本实用新型实施例中的冷却系统包括四个散热单元支路11。

如图5和图6所示的回路中包括第一散热单元支路111、第二散热单元支路112、第三散热单元支路113及第四散热单元支路114等四个散热单元支路11，即N＝4。其中，在回液支路21上位于第一散热单元支路111的第二端与回液支路21的第一端之间设置有一个第二截止阀15，在进液支路20上位于第一散热单元支路111的第一端与第二散热单元支路112的第一端之间设置一个第二截止阀15，在回液支路21上第二散热单元支路112的第二端与第三散热单元支路113的第二端之间设置一个第二截止阀15，在进液支路20上第三散热单元支路113的第一端与第四散热单元支路114的第一端之间设置一个第二截止阀15，第四散热单元支路114的第二端与回液支路21的第一端之间设置有旁通支路22。

如图5所示，当散热单元支路11串联工作时，第二截止阀15关闭，第三截止阀16打开。冷却液按照如图5所示的箭头指示的方向在回路中流动。冷却液按照如图5所示的箭头指示的方向在回路中流动。冷却液从冷却单元的出液口81流入进液支路20，然后依次进入第一散热单元支路111、回液支路21、第二散热单元支路112、进液支路20、第三散热单元支路113、回液支路21、第四散热单元支路114，然后经旁通支路22流回到冷却单元的进液口82。

如图6所示，当散热单元支路11并联工作时，第三截止阀16关闭，第二截止阀15打开。冷却液按照如图6所示的箭头指示的方向在回路中流动。冷却液从冷却单元的出液口81流入进液支路20，再流经并联的四个散热单元支路11后进入回液支路21，最后流回到冷却单元的进液口82。

本实用新型实施例提供的冷却系统可以工作在散热单元支路11串联的状态，也可以工作在散热单元支路11并联的状态，在出现某一散热单元10损坏的情况下，使散热单元支路11工作在并联状态，此时，关闭出现损坏的散热单元10所在的散热单元支路两端的第一截止阀，可将该损坏的散热单元10从冷却回路中断开，以保障散热系统和风力发电机组的正常运行。

实施例三

本实用新型实施例提供一种风力发电机组，具有实施例一或实施例二中的冷却系统。

本实用新型提供的风力发电机组的冷却系统可以工作在散热单元支路11串联的状态，也可以工作在散热单元支路11并联的状态，并可以在散热器部分损坏时保障冷却系统正常运行。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种冷却系统，其特征在于，包括散热组件和冷却单元(8)，其中，所述冷却单元(8)与所述散热组件组成冷却液的循环回路；

所述散热组件包括进液支路(20)、回液支路(21)和N个散热单元支路(11)，N≥2；所述进液支路(20)的第一端连接所述冷却单元的出液口(81)；所述回液支路(21)的第一端连接所述冷却单元的进液口(82)；

每个所述散热单元支路(11)包括通过管路连接的两个第一截止阀(14)和位于所述两个第一截止阀(14)之间的散热单元(10)，所述散热单元支路(11)的两端分别与所述进液支路(20)和所述回液支路(21)相连接；

在所述N个散热单元支路(11)当中，第i散热单元支路较第i+1散热单元支路相对于冷却单元(8)由近及远地布置，其中，1≤i≤N；

在所述回液支路(21)上位于第一散热单元支路(111)与所述回液支路(21)的第一端之间的管路上、在进液支路(20)上第2*j-1散热单元支路和第2j散热单元支路之间的管路上以及在所述回液支路(21)上第2*j散热单元支路和第2*j+1散热单元支路之间的管路上分别设置有第二截止阀(15)，其中，j为整数且1≤j≤N/2；

所述散热组件还包括旁通支路(22)以及设置在所述旁通支路(22)上的第三截止阀(16)，所述旁通支路的一端连接所述冷却单元(8)的进液口；其中，当N为奇数时，所述旁通支路另一端连接所述回液支路(21)的第二端；当N为偶数时，所述旁通支路的所述另一端连接所述进液支路(20)的第二端。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述散热单元(10)包括散热芯体(1)、风扇(4)和电机(12)，所述散热芯体(1)包括液体管路和空气通路，所述空气通路与所述液体管路之间可热交换，所述电机(12)驱动所述风扇(4)转动产生气流通过所述空气通路。

3.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述散热单元(10)还包括外壳，所述散热芯体(1)、所述风扇(4)和所述电机(12)设置于所述外壳内，所述液体管路的进液口和出液口位于所述外壳的外部。

4.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，所述外壳为桶形或者方形。

5.根据权利要求4所述的冷却系统，其特征在于，所述散热单元(10)具有支座(5)，所述支座(5)与所述外壳固定连接。

6.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述电机(12)为变频电机。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的冷却系统，其特征在于，所述第一截止阀(14)、所述第二截止阀(15)和所述第三截止阀(16)为电动阀门。

8.一种风力发电机组，其特征在于，具有如权利要求1至7中任一项所述的冷却系统。