CN209563073U - 一种应用于大功率电力电子装置的复合外冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于大功率电力电子装置的复合外冷却系统，包括喷雾型空气冷却器，喷雾型空气冷却器包括空气冷却器和喷雾系统，喷雾系统具有喷淋头，喷淋头用于对空气冷却器的散热片表面进行喷雾；喷淋水处理系统、产水箱、喷淋泵、喷雾系统通过管道依次连接；经喷淋水处理系统处理后的喷淋水储存在产水箱中，喷淋泵用于将产水箱中的喷淋水泵入所述喷雾系统，并经喷淋头喷出；还包括产水括控制单元，产水控制单元用于控制喷淋水处理系统的启停。本实用新型在空气冷却器外增设一喷雾系统，由喷淋水处理系统、产水箱、喷淋泵为喷雾系统提供喷淋水，并由产水控制单元控制喷淋水处理系统的启停，为喷雾系统提供充足的喷淋水。

Description

一种应用于大功率电力电子装置的复合外冷却系统

技术领域

本实用新型涉及一种应用于大功率电力电子装置的复合外冷却系统，属于电力设备冷却技术领域。

背景技术

大功率电力电子装置的冷却系统通常采用密闭式循环纯水冷却系统，包括内冷系统、外冷却系统、电气控制系统及输配水系统。其中内冷系统包括主循环冷却回路、去离子水处理回路、稳压系统及补水系统。主循环冷却回路中，恒定压力和流量的冷却介质源源不断流经大功率电力电子装置的被冷却器件，冷却介质温度上升并将被冷却器件产生的热量带出，经主循环泵后与外冷却系统进行热交换，使冷却介质温度降低至合理范围后再次流入被冷却器件，形成冷却介质的闭式循环。

现有的密闭式循环纯水冷却系统中的外冷却系统有三种形式，即空气冷却器、闭式冷却塔以及空气冷却器和闭式冷却塔的组合形式。空气冷却器采用冷却介质与空气进行热交换的形式，闭式冷却塔采用冷却介质与水进行热交换的形式。空气冷却器与闭式冷却塔各有优缺点，空气冷却器适用于缺水、环境温度不高的地区，并且维护方便，因为无需清洗冷却器水侧的水垢、微生物结垢及沉积物等。闭式冷却塔采用水作为换热介质，耗水量大，适用于高温、水源丰富的地区，而且闭式冷却塔对水质要求高，还需配套一组复杂的水处理系统，这也导致了管道安装复杂，同时闭式冷却塔后期维护工作量较大，需频繁清洗水塔内的水垢、微生物结垢及沉积物等。对于高温缺水地区，可利用空气冷却器和闭式冷却塔各自优点，采用两者组合形式进行冷却，但系统复杂，设备总成本投入高，后续运维成本也较高。并且对于一些季节性高温或年极端高温天数较少的缺水地区，闭式冷却塔实际年利用率较低。所以迫切需要一种更加经济适用的外冷却系统。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种应用于大功率电力电子装置的复合外冷却系统，以增加空气冷却器的散热能力。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种应用于大功率电力电子装置的复合外冷却系统，包括

喷雾型空气冷却器，所述喷雾型空气冷却器包括空气冷却器和喷雾系统，其中，空气冷却器与内冷系统通过管道连接，喷雾系统具有喷淋头，喷淋头用于对空气冷却器的散热片表面进行喷雾；

喷淋水处理系统、产水箱、喷淋泵、喷雾系统通过管道依次连接；

喷淋水处理系统用于对原水进行处理，经喷淋水处理系统处理后的喷淋水储存在产水箱中，喷淋泵用于将产水箱中的喷淋水泵入所述喷雾系统，并经喷淋头喷出；

还包括产水控制单元，产水控制单元用于控制喷淋水处理系统的启停。

进一步，还包括一喷淋控制单元，用于控制喷淋泵的启停，当内冷系统监测到冷却介质温度达到设定值时，喷淋控制单元启动喷淋泵。

进一步，所述喷淋水处理系统包括依次通过管道连接的原水水泵、袋式过滤器、微氧化还原过滤器、UV杀菌器及超滤装置；

所述原水水泵，用于将原水泵入袋式过滤器中；

所述袋式过滤器，用于去除原水中的颗粒性杂质；

所述微氧化还原过滤器，用于去除水体中的余氯和重金属离子；

所述UV杀菌器，用于杀灭和抑制微生物；

所述超滤装置，用于去除水中的生化有机物等。

进一步，所述产水箱包括不锈钢水箱和液位开关，不锈钢水箱用于储存喷淋水处理系统处理过后的喷淋水，所述液位开关用于监测产水箱的水位，并向产水控制单元反馈水位信号，当监测的水位小于设定下限，产水控制单元控制启动喷淋水处理系统，当监测的水位大于设定上限，产水控制单元控制停止喷淋水处理系统。

采用了上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型在空气冷却器外增设一喷雾系统，由喷淋水处理系统、产水箱、喷淋泵为喷雾系统提供喷淋水，并由产水控制单元控制喷淋水处理系统的启停，为喷雾系统提供充足的喷淋水。本实用新型利用喷雾系统向空气冷却器的散热片表面喷雾，增加空气冷却器散热片表面湿度，利用水蒸发吸热原理提高空气冷却器的散热能力。

本实用新型提供了一种复合外冷却系统，相对于现有空气冷却器和闭式冷却塔组合形式的外冷却方案，无需组合闭式冷却塔，仅增加了一个喷雾系统，系统结构简单，设备整体成本投入低，后续运维简单，解决了空气冷却器散热能力不足的问题，增大了空气冷却器的散热能力，满足了高温缺水地区大功率电力电子装置散热的问题。本实用新型尤其适用于一些季节性高温或年极端高温天数较少的缺水地区，在这种环境条件下，闭式冷却塔年利用率较低，且设备成本投入多，采用本实用新型的复合外冷却系统，更加经济适用，减少资源浪费。

附图说明

图1为本实用新型的应用于大功率电力电子装置的复合外冷却系统的结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

除非别作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

如图1所示，一种应用于大功率电力电子装置的复合外冷却系统，包括喷雾型空气冷却器1、喷淋水处理系统8、产水箱5和喷淋泵4。

喷雾型空气冷却器1包括空气冷却器2和喷雾系统3，其中，空气冷却器2与内冷系统通过管道连接，冷却介质通过空气冷却器2进行换热。喷雾系统3具有喷淋头31，喷淋头31用于对空气冷却器2的散热片表面进行喷雾，当环境温度过高时，空气冷却器2无法满足散热要求时，通过向空气冷却器2的散热片上进行喷雾，增加空气冷却器2散热片表面湿度，利用水蒸发吸热原理进一步冷却，降低冷却介质温度。

喷淋水处理系统8、产水箱5、喷淋泵4、喷雾系统3通过管道依次连接。喷淋水处理系统8用于对原水进行处理，经喷淋水处理系统8处理后的喷淋水储存在产水箱5中，喷淋泵4用于将产水箱5中的喷淋水泵入所述喷雾系统3，并经喷淋头31喷出。

还包括产水控制单元，产水控制单元用于控制喷淋水处理系统8的启停。

本实用新型在空气冷却器2外增设一喷雾系统3，由喷淋水处理系统8、产水箱5、喷淋泵4为喷雾系统3提供喷淋水，并由产水控制单元控制喷淋水处理系统8的启停，为喷雾系统3提供充足的喷淋水。本实用新型利用喷雾系统3向空气冷却器2的散热片表面喷雾，增加空气冷却器2散热片表面湿度，利用水蒸发吸热原理提高空气冷却器的散热能力。

本实用新型提供了一种复合外冷却系统，相对于现有空气冷却器和闭式冷却塔组合形式的外冷却方案，无需组合闭式冷却塔，仅增加了一个喷雾系统，系统结构简单，设备整体成本投入低，后续运维简单，解决了空气冷却器散热能力不足的问题，增大了空气冷却器的散热能力，满足了高温缺水地区大功率电力电子装置散热的问题。本实用新型尤其适用于一些季节性高温或年极端高温天数较少的缺水地区，在这种环境条件下，闭式冷却塔年利用率较低，且设备成本投入多，采用本实用新型的复合外冷却系统，更加经济适用，减少资源浪费。

本复合外冷系统还包括一喷淋控制单元，用于控制喷淋泵4的启停。当内冷系统监测到冷却介质温度达到设定值时，喷淋控制单元启动喷淋泵4，喷淋水通过喷雾系统3向空气冷却器2散热片表面进行喷雾，以进一步降低冷却介质温度。本实施例，通过该喷淋控制单元与内冷系统建立联系，增加系统的自动化程度，使喷淋泵4自动启停。

所述喷淋水处理系8统包括依次通过管道连接的原水水泵9、袋式过滤器10、微氧化还原过滤器11、UV杀菌器12及超滤装置13。

所述原水水泵9，用于将原水泵入袋式过滤器10中，提供原水流动所需动力。

所述袋式过滤器10，用于去除原水中的颗粒性杂质。作为原水预处理的第一道截留过滤处理，主要目的是去除水中存在或可能存在的颗粒性杂质，如泥沙、粘土、部分胶体、颗粒状杂质等。

所述微氧化还原过滤器11，用于去除水体中的余氯和重金属离子，具备机械过滤、化学过滤双重过滤能力和一定的水体软化能力。微氧化还原过滤器11能够去除水体中98％以上的余氯，99.9％的重金属离子，尤其对无机化合物状态的重金属离子去除率可高达100％。同时，微氧化还原过滤器11还对水体中的微生物、病菌等具有高效的杀灭去除效果。微氧化还原过滤器11上优选设置反冲洗回路。

所述UV杀菌器12，用于杀灭和抑制微生物。微氧化还原过滤器11处理后可能残留微生物，利用UV杀菌器12进一步杀灭和抑制微氧化，从而更好地抑制微生物在超滤装置13中的繁殖滋生，减轻后续工序的工作负荷并保护超滤装置13，延长超滤装置13的使用寿命及清洗周期。

所述超滤装置13，用于去除水中的各种胶体、色素、异味、生化有机物等，超滤装置13的出水端与产水箱5的进水端连接。超滤装置13上优选设置反冲洗回路。

所述产水箱5包括不锈钢水箱6和液位开关7，不锈钢水箱6用于储存喷淋水处理系统8处理过后的喷淋水，所述液位开关7用于监测不锈钢水箱6的水位，并向产水控制单元反馈水位信号，当监测的水位小于设定下限，产水控制单元控制启动喷淋水处理系统8，当监测的水位大于设定上限，产水控制单元控制停止喷淋水处理系统8。

以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种应用于大功率电力电子装置的复合外冷却系统，其特征在于：包括

喷雾型空气冷却器(1)，所述喷雾型空气冷却器(1)包括空气冷却器(2)和喷雾系统(3)，其中，空气冷却器(2)与内冷系统通过管道连接，喷雾系统(3)具有喷淋头(31)，喷淋头(31)用于对空气冷却器(2)的散热片表面进行喷雾；

喷淋水处理系统(8)、产水箱(5)、喷淋泵(4)、喷雾系统(3)通过管道依次连接；

喷淋水处理系统(8)用于对原水进行处理，经喷淋水处理系统(8)处理后的喷淋水储存在产水箱(5)中，喷淋泵(4)用于将产水箱(5)中的喷淋水泵入所述喷雾系统(3)，并经喷淋头(31)喷出；

还包括产水控制单元，产水控制单元用于控制喷淋水处理系统(8)的启停。

2.根据权利要求1所述的应用于大功率电力电子装置的复合外冷却系统，其特征在于：还包括一喷淋控制单元，用于控制喷淋泵(4)的启停，当内冷系统监测到冷却介质温度达到设定值时，喷淋控制单元启动喷淋泵(4)。

3.根据权利要求1所述的应用于大功率电力电子装置的复合外冷却系统，其特征在于：所述喷淋水处理系统(8)包括依次通过管道连接的原水水泵(9)、袋式过滤器(10)、微氧化还原过滤器(11)、UV杀菌器(12)及超滤装置(13)；

所述原水水泵(9)，用于将原水泵入袋式过滤器(10)中；

所述袋式过滤器(10)，用于去除原水中的颗粒性杂质；

所述微氧化还原过滤器(11)，用于去除水体中的余氯和重金属离子；

所述UV杀菌器(12)，用于杀灭和抑制微生物；

所述超滤装置(13)，用于去除水中的生化有机物等，超滤装置(13)的出水端与产水箱(5)的进水端连接。

4.根据权利要求2所述的应用于大功率电力电子装置的复合外冷却系统，其特征在于：所述产水箱(5)包括不锈钢水箱(6)和液位开关(7)，不锈钢水箱(6)用于储存喷淋水处理系统(8)处理过后的喷淋水，所述液位开关(7)用于监测不锈钢水箱(6)的水位，并向产水控制单元反馈水位信号，当监测的水位小于设定下限，产水控制单元控制启动喷淋水处理系统(8)，当监测的水位大于设定上限，产水控制单元控制停止喷淋水处理系统(8)。