CN207740125U - 外置散热器、散热系统及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种外置散热器、散热系统及风力发电机组，用于风力发电机组的散热系统，风力发电机组包括变流器，散热系统包括通过变流器的内循环管路和外循环管路，外置散热器置于外循环管路，外置散热器包括：散热管路，设置于风力发电机组的塔筒外表面，散热管路包括第一接口、第二接口和位于第一接口与第二接口之间的沿塔筒的周向相互间隔分布且相互连接的多个散热部件，散热管路通过第一接口和第二接口连接于外循环管路。在本实用新型实施例中，外置散热器的散热管路直接固定于塔筒外表面，不仅能够减小风力发电机组的布置空间，还能够有效增加外置散热器的散热面积，提高外置散热器的散热效果。

Description

外置散热器、散热系统及风力发电机组

技术领域

本实用新型涉及风机散热设备技术领域，尤其涉及一种外置散热器、散热系统及风力发电机组。

背景技术

目前风力发电机组整机容量越来越大，风力发电机组使用空气冷却变流器的方式已达不到变流器的散热要求，所以现在大容量机组普遍使用水冷系统对变流器进行散热的方式。

水冷散热系统中在变流器内部布置有水冷管路，风力发电机组运行发电时，水冷系统中的水泵由进水管将凉的冷却液输入变流器内部，降低变流器温度，然后由出水管排出变流器，保证变流器始终保持在工作温度范围内。一般水冷系统通过内、外循环的双回路散热。

现有技术中的将用于进行外循环强制散热的外置散热器单独布置于塔筒门两侧，通过强制空气对流将冷却液的热量散发给环境，为保证外循环散热器与地面连接稳固，需用混凝土浇筑外置散热器基础，防止外置散热器在大风情况下被吹倒。这种外置的散热器不仅会增大风力发电机组的布置空间，而且由于散热器仅布置于塔筒门两侧，散热器的散热效果受风向的限制，且散热面积小，散热效果不好。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种外置散热器、散热系统及风力发电机组，旨在减小风力发电机组的布置空间的同时，增大外置散热器的散热面积，提高外置散热器的散热效果。

本实用新型实施例一方面提供了一种外置散热器，用于风力发电机组的散热系统，风力发电机组包括变流器，散热系统包括通过变流器的内循环管路和外循环管路，外置散热器置于外循环管路，外置散热器包括：散热管路，设置于风力发电机组的塔筒外表面，散热管路包括第一接口、第二接口和位于第一接口与第二接口之间的沿塔筒周向相互间隔分布且相互连接的多个的散热部件，散热管路通过第一接口和第二接口连接于外循环管路。

根据本实用新型的一个方面，散热管路为相互连接的多个翅片管，多个翅片管在塔筒的轴向上延伸设置，且沿塔筒的周向相互间隔分布。

根据本实用新型的一个方面，散热管路位于塔筒外表面靠近塔筒底端的位置，且多个翅片管之间采用U形管或软管连接构成散热管路。

根据本实用新型的一个方面，多个翅片管之间采用U形管连接，多个翅片管利用连接法兰与U形管连接。

根据本实用新型的一个方面，散热管路的多个翅片管的数量可调。

根据本实用新型的一个方面，还包括固定底座，设置于塔筒外表面周侧，多个翅片管利用固定底座固定于塔筒外表面。

根据本实用新型的一个方面，还包括安装卡扣，多个翅片管利用安装卡扣固定于固定底座，安装卡扣为多个，沿翅片管的轴向均匀分布于每个翅片管。

根据本实用新型的一个方面，多个翅片管在塔筒周向上的分布密度相异，在塔筒朝向风力发电机组主风方向上分布的翅片管的分布密度大于在塔筒其他位置上分布的翅片管的分布密度。

本实用新型第二实施例提供一种散热系统，用于对风力发电机组的变流器进行散热，散热系统包通过变流器的内循环管路和外循环管路，还包括上述外置散热器。

根据本实用新型的一个方面，还包括：温度传感器，用于获取通过变流器的管路的进水温度和出水温度；处理器，用于根据进水温度和出水温度调节三通阀的开度。

根据本实用新型的一个方面，还包括：检测装置，用于检测内循环管路和，/或外循环管路内的冷却液是否充足；和，/或检测装置用于检测内循环环路，/或外循环管路是否堵塞。

根据本实用新型的一个方面，检测装置包括压力传感器，压力传感器用于获取通过变流器的管路进水压力，处理器还用于根据进水压力判断内循环管路和，/或外循环管路内的冷却液是否充足；和，/或压力传感器用于获取通过变流器的管路进水压力和出水压力，处理器还用于根据进水压力和出水压力之间的压差判断内循环管路和，/或外循环管路是否堵塞。

根据本实用新型第三实施例提供一种风力发电机组，包括上述散热系统。

在本实用新型实施例中，外置散热器的散热管路直接固定于塔筒外表面，无需为外置散热器另设布置空间，不仅能够减小风力发电机组的布置空间，而且还能够有效增加外置散热器的散热面积，提高外置散热器的散热效果，无需为外置散热器另设强制散热的装置，简化风力发电机组的组成。

附图说明

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显,其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

图1是本实用新型实施例的一种散热系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的一种外置散热器的结构示意图；

图3是图2的A处的局部结构示意图。

附图标记说明：

10、外置散热器；11、第一接口；12、第二接口；13、翅片管；14、法兰；15、安装卡扣；

20、三通阀；

30、水泵；

40、变流器。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。本实用新型决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本实用新型的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊。

目前，大容量的发电机组为了满足高换热量需求，一般采用水冷系统对发电机组内的变流器进行散热。水冷系统通过内、外循环的双回路散热，由三通阀开关程度进行控制。图1示出了水冷散热系统的组成及散热原理。散热系统包括外置散热器10、三通阀20、水泵30及通过变流器40的管路，三通阀20完全打开时变流器40冷却液走外循环管路，通过塔架外置散热器10强制散热后再回到变流器40内部对变流器40进行循环散热。三通阀20完全关闭时变流器40冷却液仅走内循环管路，不通过外置散热器10散热。三通阀20中位时，一半冷却液走内循环管路，一半冷却液走外循环管路的外置散热器10散热后，在水泵30前端混合后进入变流器40循环。现有技术中外置散热器10占用空间大且散热面积小，散热效果不好。其中，箭头所指方向为散热系统内冷却液的流动方向；通过变流器40的管路指的是位于变流器40内，或位于变流器40附近能够直接与变流器40进行换热的管路。

请一并参考图2，图2为本实用新型实施例提供的一种外置散热器10的结构示意图，用于风力发电机组的散热系统，风力发电机组包括变流器40，散热系统包括通过变流器40的内循环管路和外循环管路，外置散热器10置于外循环管路，外置散热器10包括：散热管路(图中未示出)，设置于风力发电机组的塔筒外表面，散热管路包括第一接口11、第二接口12和位于第一接口11与第二接口12之间的沿塔筒的周向相互间隔分布且相互连接的多个的散热部，散热管路通过第一接口11和第二接口12连接于外循环管路。

在本实用新型实施例中，外置散热器10的散热管路直接固定于塔筒外表面，无需为外置散热器10另设布置空间，不仅能够减小风力发电机组的布置空间，而且还能够有效增加外置散热器10的散热面积，提高外置散热器10的散热效果，无需为外置散热器10另设强制散热的装置，简化风力发电机组的组成。

可以理解的是，散热部件的设置方式有多种，例如散热部件为散热管，进一步的，为了提高散热部件的散热效果，在散热管上设置有凸起或翅片等结构，只要散热部件能够散热即可，此处为了设置方便，散热部件为多个相互连接的翅片管13。

可以理解的是，多个翅片管13的设置位置有多种，例如多个翅片管13还可以沿塔筒轴向水平缠绕设置，或沿塔筒螺旋缠绕设置等，此处为了便于将翅片管13固定于塔筒表面，且不影响塔筒本身的稳定性，多个翅片管13之间散热不相互影响，令多个翅片管13在塔筒的轴向上延伸设置，且沿塔筒的周向相互间隔分布，令多个翅片管13之间散热尽量不相互影响，且可令翅片管13与塔筒之间的间距基本保持一致，多个翅管13与塔筒的中心一致，不影响塔筒的稳定性。

请一并参考图3，图3是图2的A处的局部结构示意图。在一些可选的实施例中，散热管路位于塔筒外表面靠近塔筒底端的位置，且多个翅片管13之间采用U形管或软管连接构成散热管路。在这些可选的实施例中，散热管路位于塔筒外表面靠近塔筒底端的位置，令重量集中于塔筒底端，增强风力发电机组的稳定性。可以理解的是，散热管路的多个翅片管13的数量可调，多个翅片管13的数量可以根据风力发电机组变流器40的换热需求量进行调整，当变流器40的换热量需求较大，翅片管13的数量较大，此时各翅片管13之间的间距较小，多个翅片管13两两之间可以采用U形管连接，翅片管13与U形管之间采用法兰14连接。当风力发电机组的变流器40的换热量需求较小时，无需设置较多的翅片管13即可满足换热需求，可以设置较少的翅片管13，此时各翅片管13之间的间距较大，多个翅片管13两两之间可以采用软管连接。可以理解的是，翅片管13数量的设置方法和各翅片管13之间的连接方法不仅限于此，只要翅片管13连接于第一接口11和第二接口12之间即可。

在一些可选的实施例中，外置散热器10还包括固定底座(图中未示出)，设置于塔筒外表面周侧，多个翅片管13利用固定底座固定于塔筒外表面。可以理解的是，固定底座的具体结构在此不做限定，只要翅片管13能够利用固定底座固定于塔筒外表面即可。

在一些可选的实施例中，外置散热器10还包括安装卡扣15，多个翅片管13利用安装卡扣15固定于固定底座，安装卡扣15为多个，沿翅片管13的轴向均匀分布于多个翅片管13。在一些可选的实施例中，每一个翅片管13上都设置有安装卡扣15，且安装卡扣15沿轴向均匀分布于每个翅片管13上，进一步提高翅片管13和塔筒之间相对位置的稳定性。

在一些可选的实施例中，多个翅片管13在塔筒周向上的分布密度相异，在塔筒朝向风力发电机组主风方向上分布的翅片管13的分布密度大于在塔筒其他位置上分布的翅片管13的分布密度。在这些可选的实施例中，风力发电机组受到其主风方向上的风量较多，因此位于套筒表面靠近风力发电机组主风方向上的翅片管13的分布密度较大可以有效提高外置散热器10的散热效果。

本实用新型第二实施例提供一种散热系统，用于对风力发电机组的变流器40进行散热，散热系统包通过变流器40的内循环管路和外循环管路，还包括上述外置散热器10。在本实用新型提供的实施例中，散热系统的外循环管路中的外置散热器10直接设置于塔筒外表面，不仅能够减小风力发电机组的布置空间，而且还能够有效增加外置散热器10的散热面积，提高外置散热器10的散热效果，即散热系统的散热效果。

在一些可选的实施例中，散热系统还包括：温度传感器(图中未示出)，用于获取通过变流器40的管路的进水温度和/或出水温度；处理器(图中未示出)，用于根据进水温度和/或出水温度调节三通阀20的开度。可以理解的是，温度传感器的设置方式和设置位置在此不做限定，只要温度传感器能够获取通过变流器40的管路的进水温度和/或出水温度即可；处理器的设置方式和设置位置在此不做限定，只要处理器能够根据进水温度和/或出水温度调节三通阀20的开度即可。在这些可选的实施例中，通过变流器40的管路的进水温度和/或出水温度反映了散热系统的散热效果，当通过变流器40的管路的出水温度减去进水温度的差小于第一温度阈值时，出水温度值减去进水温度值较小，说明当前变流器40需要的换热量较小，只需要内循环管路即可满足变流器40的换热需求，此时处理器控制三通阀20关闭，冷却液只从内循环管路通过。当通过变流器40的管路的出水温度减去进水温度的差大于第二温度阈值时，出水温度值减去进水温度值较大，说明当前变流器40需要的换热量较大，只有内循环管路进行散热已经不能满足变流器40的换热需求，处理器控制打开三通阀20，令冷却液仅从外循环管路通过。当通过变流器40的管路的出水温度减去进水温度的差大于第一温度阈值且小于第二温度阈值时，处理器控制三通阀20位于中位，一半冷却液走内循环管路，一半冷却液走外循环管路的外置散热器10散热后，在水泵30前端混合后进入变流器40循环。可以理解的是，第一温度阈值和第二温度阈值在此不做限定，可以根据实际使用需求进行设定。可以理解的是，处理器根据进水温度和/或出水温度调节三通阀20的开度的实施方式不仅限于此，例如当通过变流器40的进水温度大于第三温度阈值时，说明进水温度较大，冷却液包含的热量没有得到充分散发，当前的散热系统不能够满足换热需求，此时处理器控制三通阀20开启，令冷却液从内外循环管路同时通过或仅从外循环管路通过，提高散热系统的散热效果，当通过变流器40的进水温度小于等于第三温度阈值时，说明进水温度合适，冷却液包含的热量得到充分散发，当前的散热系统能够满足换热需求，此时处理器不需控制三通阀动作；又例如，当通过变流器40的出水温度高于第四设定阈值时，说明出水温度较高，变流器40的换热量需求较大，此时处理器控制三通阀20动作，令冷却液从内外循环管路通过或仅从外循环管路通过，当通过变流器40的出水温度低于第四设定阈值时，说明出水温度较低，变流器40的换热量需求较小，此时处理器不需控制三通阀20动作；又或者，同时根据进水温度和出水温度调节三通阀20的开度，例如当通过变流器40的进水温度大于第三温度阈值时，说明进水温度较大，冷却液包含的热量没有得到充分散发，当前的散热系统不能够满足换热需求，此时处理器控制三通阀20开启，令冷却液仅从外循环管路通过，提高散热系统的散热效果；当通过变流器40的出水温度低于第四设定阈值时，说明出水温度较低，变流器40的换热量需求较小，此时处理器控制三通阀20关闭，令冷却液仅从内循环管路通过，只要处理器根据进水温度和出水温度调节三通阀20的开度，令散热系统能够满足变流器40的散热需求即可。这些实施例中，通过处理器对三通阀20的调节，不仅能够满足变流器40的换热需求，还能够达到节约能源的目的。

在一些可选的实施例中，散热系统还包括检测装置(图中未示出)，用于检测内循环管路和，/或外循环管路内的冷却液是否充足；和，/或检测装置用于检测内循环环路，/或外循环管路是否堵塞。在这些可选的实施例中，检测装置可以检测散热系统内的冷却液是否充足，从而发现散热系统内的冷却液是否发生泄漏，以防冷却液泄漏带来的风力发电机组损坏事故，同时充足的冷却液还能够保证散热系统的散热效果；检测装置还能够检测散热系统的内循环管路或外循环管路是否堵塞，确保散热系统的正常运行。

在一些可选的实施例中，检测装置包括压力传感器(图中未示出)，压力传感器用于获取通过变流器40的管路进水压力，处理器还用于根据进水压力判断内循环管路和，/或外循环管路内的冷却液是否充足；和，/或压力传感器用于获取通过变流器40的管路进水压力和出水压力，处理器还用于根据进水压力和出水压力之间的压差判断内循环管路和，/或外循环管路是否堵塞。可以理解的是，压力传感器的设置方式和设置位置在此不做限定，只要压力传感器能够获取通过变流器40的管路的进水压力和，/或出水压力即可，处理器的设置方式和设置位置在此不做限定，只要处理器能够根据进水压力判断内循环管路和，/或外循环管路内的冷却液是否充足，和，/或处理器能够根据进水压力和出水压力之间的压差判断内循环管路和，/或外循环管路是否堵塞即可。在这些可选的实施例中，压力传感器可以获取通过变流器40的进水压力，当进水压力较小时，说明散热系统内的冷却液量较小，散热系统当前运行的循环管路内冷却液不充足，可能发生冷却液泄漏；压力传感器还用于获取通过变流器40的管路的出水压力，当进水压力处于压力设定阈值范围内，且出水压力减去进水压力的差值较大时，说明进水压力处于正常范围，而出水压力过大，通过变流器40的管路内部发生堵塞，当进水压力处于压力设定阈值范围内，且出水压力与进水压力相差无几时，说明进水压力处于正常范围，出水压力与进水压力值相差无几，通过变流器40的管路内部没有发生堵塞，当出水压力处于压力设定阈值范围内，且进水压力减去出水压力的差值较大时，说明出水压力处于正常范围，进水压力过大，散热系统当前运行的循环管路发生堵塞，且堵塞位置不在通过变流器40的管路内，其中压力设定阈值范围可以根据实际需求进行设定。

本实用新型另一实施例提供一种风力发电机组，包括上述任一实施例所述的散热系统。

本实用新型可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而系统体系结构并不脱离本实用新型的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本实用新型的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本实用新型的范围之中。

Claims (13)

1.一种外置散热器，用于风力发电机组的散热系统，所述风力发电机组包括变流器(40)，所述散热系统包括通过所述变流器(40)的内循环管路和外循环管路，所述外置散热器置于所述散热系统的所述外循环管路，其特征在于，所述外置散热器包括：

散热管路，设置于所述风力发电机组的塔筒外表面，所述散热管路包括第一接口(11)、第二接口(12)和位于所述第一接口(11)与第二接口(12)之间的沿所述塔筒的周向相互间隔分布且相互连接的多个散热部件

所述散热管路通过所述第一接口(11)和第二接口(12)连接于所述外循环管路。

2.如权利要求1所述的外置散热器，其特征在于，

所述散热部件为多个翅片管(13)，所述多个翅片管(13)在所述塔筒的轴向上延伸设置，且沿所述塔筒的周向相互间隔分布。

3.如权利要求2所述的外置散热器，其特征在于，所述散热管路位于所述塔筒外表面靠近所述塔筒底端的位置，且所述多个翅片管(13)之间采用U形管或软管连接构成所述散热管路。

4.如权利要求3所述的外置散热器，其特征在于，所述多个翅片管(13)之间采用U形管连接，所述多个翅片管(13)利用连接法兰(14)与所述U形管连接。

5.如权利要求2所述的外置散热器，其特征在于，所述散热管路的所述多个翅片管(13)的数量可调。

6.如权利要求2所述的外置散热器，其特征在于，还包括固定底座，设置于所述塔筒外表面周侧，所述多个翅片管(13)利用所述固定底座固定于所述塔筒外表面。

7.如权利要求6所述的外置散热器，其特征在于，还包括安装卡扣(15)，所述多个翅片管(13)利用所述安装卡扣(15)固定于所述固定底座，所述安装卡扣(15)为多个，沿所述翅片管(13)的轴向均匀分布于每个所述翅片管(13)。

8.如权利要求2所述的外置散热器，其特征在于：

所述多个翅片管(13)在所述塔筒周向上的分布密度相异，在所述塔筒朝向所述风力发电机组主风方向上分布的所述翅片管(13)的分布密度大于在所述塔筒其他位置上分布的所述翅片管(13)的分布密度。

9.一种散热系统，用于对风力发电机组的变流器(40)进行散热，所述散热系统包通过所述变流器(40)的内循环管路和外循环管路，其特征在于，还包括权利要求1-8任一项所述的外置散热器。

10.如权利要求9所述的散热系统，其特征在于，还包括：

温度传感器，用于获取通过所述变流器(40)的管路的进水温度和/或出水温度；

处理器，用于根据所述进水温度和所述出水温度调节三通阀的开度。

11.如权利要求10所述的散热系统，其特征在于，还包括：检测装置，用于检测所述内循环管路和/或所述外循环管路内的冷却液是否充足；

和/或所述检测装置用于检测所述内循环管路和/或所述外循环管路是否堵塞。

12.如权利要求11所述的散热系统，其特征在于，

所述检测装置包括压力传感器，所述压力传感器用于获取通过所述变流器(40)的管路进水压力，所述处理器还用于根据所述进水压力判断所述内循环管路和/或所述外循环管路内的冷却液是否充足；

和/或所述压力传感器用于获取通过所述变流器(40)的管路进水压力和出水压力，所述处理器还用于根据所述进水压力和所述出水压力之间的压差判断所述内循环管路和/或所述外循环管路是否堵塞。

13.一种风力发电机组，其特征在于，包括上述权利要求9至12任一项所述的散热系统。