CN209818224U - 一种机舱通风降温装置 - Google Patents

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薛飞
周小文
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Abstract

本实用新型公开了一种机舱通风降温装置,包括换热芯、内循环风管、出风管和电控箱,内循环风管和出风管均连接换热芯的侧面,电控箱与内循环风管、出风管通过电缆连接。机舱通风降温装置安装在风电机舱的顶部,内循环风管接入风电机舱内,抽取风电机舱的热空气,换热芯和出风管位于机舱外的大气中,内循环风管中的热空气流过换热芯与换热芯中进入的外界大气的常温空气进行热量交换及混合后回到机舱中,返回机舱的空气相比于从机舱抽取的空气温度已然降低,对于机舱内的设备安全运行提供保障,防止高温损坏与停机,换热芯中的热空气则从出风管排向外界大气。机舱降温过程安全可控,运行维护成本低,安装简便,易于实现。

Description

一种机舱通风降温装置
技术领域
本实用新型涉及风电机组领域,具体是一种机舱通风降温装置。
背景技术
风电机组运行过程中,风电机组的机舱内的器件会散发出很多热量,而机舱是一个相对封闭的空间,机舱内的热量如果不能及时的输送出去的话就会影响机组的正常运行,轻则停机报警,重则机组损坏,所以风电机组机舱如何进行有效降温是一个必须解决的问题。
现有的风电机组冷却系统多为水冷或油冷,机舱舱罩设置很多散热片,通过冷却水或冷却油等对其进行降温,热交换后的冷却介质通过循环回路接入一个换热机组、制冷机或设置在外部的另一个散热片内,使用自然风或机器风对其进行冷却,冷却介质再返回对机舱进行冷却。冷却介质在管道中长时间使用时对设备的可靠性提出了很高的要求,所以水冷或油冷式的冷却系统制造成本较大,维护成本也较大,且维护困难。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种机舱通风降温装置,以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
一种机舱通风降温装置,包括换热芯、内循环风管、出风管和电控箱,内循环风管和出风管均连接换热芯的侧面,电控箱与内循环风管、出风管通过电缆连接。
机舱通风降温装置安装在风电机舱的外部,如顶部,内循环风管接入风电机舱内,抽取风电机舱的热空气,换热芯和出风管位于机舱外的大气中,内循环风管中的热空气流过换热芯与换热芯中进入的外界大气的常温空气进行热量交换及混合后回到机舱中,返回机舱的空气相比于从机舱抽取的空气温度已然降低,对于机舱内的设备安全运行提供保障,防止高温损坏与停机,换热芯中的热空气则从出风管排向外界大气。机舱降温过程安全可控,运行维护成本低,安装简便,易于实现。
进一步的,内循环风管包括第一机舱风管和第二机舱风管,第一机舱风管和第二机舱风管的一端连接换热芯的两个侧面、第一机舱风管和第二机舱风管的另一端连接机舱,第二机舱风管内设有内循环风机,出风管内设有外循环风机,内循环风机与外循环风机分别通过电缆与电控箱连接。
第一机舱风管和第二机舱风管分别是机舱内循环风的一进一出管道,第二机舱风管内的内循环风机是机舱内空气流动的动力,内循环风机经由换热芯和第一机舱风管从机舱内吸取空气,从第二机舱风管排回机舱内,使机舱内空气进行一个流通循环,当然,内循环风机的流向也可以反过来,只是反过来使用时高速出风撞击在换热芯上阻力损失较大。外循环风机启动时,外界大气的常温空气流入换热芯中,在换热芯内与机舱过来的高温空气交叉换热与混合,外循环风机抽取换热芯内的与外循环风机相近区域的空气排出装置外以便更多的外界空气进入换热芯。
进一步的,换热芯包括壳体、防尘网、芯体和连接板,壳体内设有芯体,壳体的侧面分别连接第一机舱风管、第二机舱风管、出风管,壳体还有一个侧面对外敞开,壳体对外敞开的侧面上设有防尘网;芯体包括框架、扁平管和支撑板,若干扁平管平行层叠设置,扁平管之间通过支撑板支撑连接,扁平管设置在框架内,框架放置在壳体内,壳体底部设有若干连接板,壳体与内循环风管相连接的两个侧面相互面对,出风管与防尘网在壳体的侧面上相互面对,扁平管的开口朝向内循环风管或出风管。
壳体将换热芯包裹成一个半封闭区域,内部安装芯体用于冷热空气的交叉换热,外界只能通过壳体防尘网侧面、内循环风管和出风管接触到芯体,外部的空气是从防尘网处被吸入芯体的,机舱过来的热空气也进入到芯体内,平行层叠的扁平管与扁平管之间的间隙就是一层层的空气流道,扁平管内的空气流向沿管线方向,间隙层两侧没有隔板,中间只有若干将扁平管支撑成层状的支撑板,支撑板遮挡住间隙内沿扁平管管线方向的流动,使得空气在间隙层的流向主要沿扁平管管线的垂直方向,层与层之间空气流动交错,通过薄薄的金属壁面进行换热,对机舱内的热空气进行降温操作。芯体可以使用铝制的冲压薄壁件,可以大大减轻装置重量的同时提供一个优异的换热效果。壳体底面的若干连接板用于换热芯的固定,安装时使用紧固件将连接板固定到机舱的顶部。
进一步的,换热芯为方形,壳体侧面设有方圆接头,壳体通过方圆接头与内循环风管、出风管连接,方圆接头的方头部分与壳体连接,方圆接头的圆头部分与内循环风管、出风管连接。
方形换热芯制造方便,内循环风管、出风管使用圆管通用适应性强,方圆接头就为了低阻力地连接方口与圆管,使得空气流经接头时不会出现局部撞击等高阻力情况。
作为优化,出风管的出口设有出口斜面,出口斜面从下往上的斜面方向在水平面上的投影与出风管的出风方向相同。出口斜面可以对出风口提供一定的防护,雨雪天气时,雨雪难以进入出风管乃至外循环风机处而导致装置损坏。
作为优化,内循环风机和外循环风机为叶片安放角可调的轴流式风机,内循环风机和外循环风机的电机为变频电机。内循环风机和外循环风机的风量直接影响到机舱降温的速度,机舱较大时或温度较高时,需要大风量以便降温效果显著,风机的风量受转速影响显著,根据风机的相关性能计算公式,风量与转速成正比,而变频电机可以通过控制电机电源的频率对电机转速进行调节,需要大风量时提高转速,因为大风量时空气在装置内阻力较大,所以装置做功效率较低,所以在满足降温需求时降低风量可以节约能源;此外轴流风机的叶片安放角也是影响风量的因素,安放角越大风量就大,轴流风机相比于离心风机,混流风机风量大优势明显,而且叶片制成活动式叶片后可以很方便的进行角度调整,配合转速调节,可以在一个很大的范围内进行风量调节,对于不同的使用环境和使用条件,本装置的通用性大大提高;需要注意的是,风量的增大会增加功率,所以配比的电机需较大,防止超功率运行。操作人员根据机舱温度情况及降温速度需求,从电控箱控制风机转速,也可以通过电气控制中的联锁实现风机开机与转速调节的自动控制,联锁时将现场用于测温的温度传感器输出信号接入电控箱中。
作为优化,防尘网过滤目数为8~20目。防尘网主要是为了防止一些大颗粒沙尘进入装置造成风机损坏或卡在芯体内等情况,小颗粒的沙尘防护意义不大,而且风电机组运行的环境中也不是沙尘环境,防尘网的过滤精度不需要太大,过多的追求过滤精细(即防护网过滤目数很大)反而会使进风阻力显著,降低进风效率,从而影响装置的降温效果,考虑风机的允许通过颗粒粒径及芯体内通道大小,防尘网过滤目数以8~20目为宜。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:本实用新型使用内循环风机和外循环风机分别鼓动外部常温空气和机舱内高温空气,在芯体处进行换热与混合,使得机舱内的温度降低至需求范围内,装置安装简便,操作方便,使用风冷对机舱进行降温,运行及维护成本低,可通过增大风机风量来提高降温速度,降温效果明显,过程安全可控。
附图说明
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。
图1为本实用新型的外形结构示意图;
图2为图1中的A向视图;
图3为本实用新型剖去部分顶部的立体结构示意图;
图4为本实用新型芯体的原理示意图;
图5为图4中的视图B剖去部分后的结构示意图;
图6为图3中的视图C。
图中:1-换热芯、11-壳体、111-方圆接头、12-防尘网、 13-芯体、131-框架、132-扁平管、133-支撑板、14-连接板、 2-内循环风管、21-第一机舱风管、22-第二机舱风管、221-内循环风机、3-出风管、31-外循环风机、32-出口斜面、4-电控箱。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示,一种机舱通风降温装置包括换热芯1、内循环风管2、出风管3和电控箱4,内循环风管2和出风管3均连接换热芯1的侧面,电控箱4与内循环风管2、出风管3通过电缆连接。
如图2所示,机舱通风降温装置安装在风电机舱的外部,如顶部,内循环风管2接入风电机舱内,抽取风电机舱的热空气,换热芯1和出风管3位于机舱外的大气中,内循环风管2 中的热空气流过换热芯1与换热芯1中进入的外界大气的常温空气进行热量交换及混合后回到机舱中,返回机舱的空气相比于从机舱抽取的空气温度已然降低,对于机舱内的设备安全运行提供保障,防止高温损坏与停机,换热芯1中的热空气则从出风管3排向外界大气。机舱降温过程安全可控,运行维护成本低,安装简便,易于实现
如图2、图3所示,内循环风管2包括第一机舱风管21和第二机舱风管22,第一机舱风管21和第二机舱风管22的一端连接换热芯1的两个侧面、第一机舱风管21和第二机舱风管22 的另一端连接机舱,第二机舱风管22内设有内循环风机221,出风管3内设有外循环风机31,内循环风机221与外循环风机 31分别通过电缆与电控箱4连接。
第一机舱风管21和第二机舱风管22分别是机舱内循环风的一进一出管道,第二机舱风管22内的内循环风机221是机舱内空气流动的动力,内循环风机221经由换热芯1和第一机舱风管21从机舱内吸取空气,从第二机舱风管22排回机舱内,使机舱内空气进行一个流通循环,当然,内循环风机221的流向也可以反过来,只是反过来使用时高速出风撞击在换热芯1 上阻力损失较大。外循环风机31启动时,外界大气的常温空气流入换热芯1中,在换热芯1内与机舱过来的高温空气交叉换热与混合,外循环风机31抽取换热芯1内的与外循环风机31 相近区域的空气排出装置外以便更多的外界空气进入换热芯1。
如图3所示,换热芯1包括壳体11、防尘网12、芯体13 和连接板14,壳体11内设有芯体13,壳体11的侧面分别连接第一机舱风管21、第二机舱风管22、出风管3,壳体11还有一个侧面对外敞开,壳体11对外敞开的侧面上设有防尘网12;如图4、图5所示,芯体13包括框架131、扁平管132和支撑板 133,若干扁平管132平行层叠设置,扁平管132之间通过支撑板133支撑连接,扁平管132设置在框架131内,框架131放置在壳体11内,壳体11底部设有若干连接板14,壳体11与内循环风管2相连接的两个侧面相互面对,出风管3与防尘网12 在壳体11的侧面上相互面对,扁平管132的开口朝向内循环风管2或出风管3。
壳体11将换热芯1包裹成一个半封闭区域,内部安装芯体 13用于冷热空气的交叉换热,外界只能通过壳体11防尘12网侧面、内循环风管2和出风管3接触到芯体13,外部的空气是从防尘网12处被吸入芯体13的,机舱过来的热空气也进入到芯体13内,平行层叠的扁平管132与扁平管132之间的间隙就是一层层的空气流道,扁平管132内的空气流向沿管线方向,间隙层两侧没有隔板,中间只有若干将扁平管132支撑成层状的支撑板133,支撑板133遮挡住间隙内沿扁平管132管线方向的流动,使得空气在间隙层的流向主要沿扁平管132管线的垂直方向,层与层之间空气流动交错垂直,通过薄薄的金属壁面进行换热,对机舱内的热空气进行降温操作。芯体13可以使用铝制的冲压薄壁件,可以大大减轻装置重量的同时提供一个优异的换热效果。壳体11底面的若干连接板14用于换热芯1的固定,安装时使用紧固件将连接板14固定到机舱的顶部。
如图1、图2所示,换热芯1为方形,壳体11侧面设有方圆接头111,壳体11通过方圆接头111与内循环风管2、出风管3连接,方圆接头111的方头部分与壳体11连接,方圆接头111的圆头部分与内循环风管2、出风管3连接。方形换热芯1 制造方便,内循环风管2、出风管3使用圆管通用适应性强,方圆接头111就为了低阻力地连接方口与圆管,使得空气流经接头时不会出现局部撞击等高阻力情况。
如图1、图2所示,出风管3的出口设有出口斜面32,出口斜面32从下往上的斜面方向在水平面上的投影与出风管3的出风方向相同。出口斜面32可以对出风口提供一定的防护,雨雪天气时,雨雪难以进入出风管3乃至外循环风机31处而导致装置损坏。
如图6所示,内循环风机221和外循环风机31为叶片安放角可调的轴流式风机,内循环风机221和外循环风机31的电机为变频电机。内循环风机221和外循环风机31的风量直接影响到机舱降温的速度,机舱较大时或温度较高时,需要大风量以便降温效果显著,风机的风量受转速影响显著,根据风机的相关性能计算公式,风量与转速成正比,而变频电机可以通过控制电机电源的频率对电机转速进行调节,需要大风量时提高转速,因为大风量时空气在装置内阻力较大,所以装置做功效率较低,所以在满足降温需求时降低风量可以节约能源;此外轴流风机的叶片安放角也是影响风量的因素,安放角越大风量就大,轴流风机相比于离心风机,混流风机风量大优势明显,而且叶片制成活动式叶片后可以很方便的进行角度调整,配合转速调节,可以在一个很大的范围内进行风量调节,对于不同的使用环境和使用条件,本装置的通用性大大提高;需要注意的是,风量的增大会增加功率,所以配比的电机需较大,防止超功率运行。操作人员根据机舱温度情况及降温速度需求,从电控箱4控制风机转速,也可以通过电气控制中的联锁实现风机开机与转速调节的自动控制,联锁时将现场用于测温的温度传感器输出信号接入电控箱4中。
防尘网12过滤目数为8~20目。防尘网12主要是为了防止一些大颗粒沙尘进入装置造成风机损坏或卡在芯体13内等情况,小颗粒的沙尘防护意义不大,而且风电机组运行的环境中也不是沙尘环境,防尘网12的过滤精度不需要太大,过多的追求过滤精细(即防护网12过滤目数很大)反而会使进风阻力显著,降低进风效率,从而影响装置的降温效果,考虑风机的允许通过颗粒粒径及芯体13内通道大小,防尘网12过滤目数以 8~20目为宜。
使用本装置时,根据机舱内温度计或温度传感器检测机舱内空气温度,温度传感器可以安装在内循环风管内壁,机舱温度高于阈值后,开启内循环风机221和外循环风机31,外界常温空气即被吸入换热芯1中,同从机舱吸过来的高温空气进行交叉换热,低温空气回流回机舱内,较高温的空气从出风管3 排出装置外,此过程不断进行直至机舱内与外界大气的温差降至2℃以下。
对于本领域技术人员而言,显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种机舱通风降温装置,其特征在于:所述机舱通风降温装置包括换热芯(1)、内循环风管(2)、出风管(3)和电控箱(4),所述内循环风管(2)和出风管(3)均连接换热芯(1)的侧面,所述电控箱(4)与内循环风管(2)、出风管(3)通过电缆连接,所述内循环风管(2)包括第一机舱风管(21)和第二机舱风管(22),所述第一机舱风管(21)和第二机舱风管(22)的一端连接换热芯(1)的两个侧面、第一机舱风管(21)和第二机舱风管(22)的另一端连接机舱,所述第二机舱风管(22)内设有内循环风机(221),所述出风管(3)内设有外循环风机(31),所述内循环风机(221)与外循环风机(31)分别通过电缆与电控箱(4)连接,所述换热芯(1)包括壳体(11)、防尘网(12)、芯体(13)和连接板(14),所述壳体(11)内设有芯体(13),壳体(11)的侧面分别连接第一机舱风管(21)、第二机舱风管(22)、出风管(3),壳体(11)还有一个侧面对外敞开,壳体(11)对外敞开的侧面上设有防尘网(12);所述芯体(13)包括框架(131)、扁平管(132)和支撑板(133),若干所述扁平管(132)平行层叠设置,扁平管(132)之间通过支撑板(133)支撑连接,扁平管(132)设置在所述框架(131)内,所述框架(131)放置在壳体(11)内,所述壳体(11)底部设有若干连接板(14),所述壳体(11)与内循环风管(2)相连接的两个侧面相互面对,出风管(3)与防尘网(12)在壳体(11)的侧面上相互面对,所述扁平管(132)的开口朝向内循环风管(2)或出风管(3)。
2.根据权利要求1所述的一种机舱通风降温装置,其特征在于:所述换热芯(1)为方形,所述壳体(11)侧面设有方圆接头(111),壳体(11)通过方圆接头(111)与内循环风管(2)、出风管(3)连接,所述方圆接头(111)的方头部分与壳体(11)连接,方圆接头(111)的圆头部分与内循环风管(2)、出风管(3)连接。
3.根据权利要求2所述的一种机舱通风降温装置,其特征在于:所述出风管(3)的出口设有出口斜面(32),所述出口斜面(32)从下往上的斜面方向在水平面上的投影与出风管(3)的出风方向相同。
4.根据权利要求3所述的一种机舱通风降温装置,其特征在于:所述内循环风机(221)和外循环风机(31)为叶片安放角可调的轴流式风机,内循环风机(221)和外循环风机(31)的电机为变频电机。
5.根据权利要求3所述的一种机舱通风降温装置,其特征在于:所述防尘网(12)过滤目数为8~20目。
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