CN217159063U - 风电电器柜制冷系统 - Google Patents

Abstract

一种风电电器柜制冷系统，包括第一冷却循环及第二冷却循环，第一冷却循环包括第一动力源、制冷内机及第一热交换管，第一动力源、制冷内机及第一热交换管形成串联回路，第一动力源带动冷却介质在第一冷却循环内流动，制冷内机设置于电柜内部，并对电柜内部进行降温，第二冷却循环包括第二动力源、冷凝器及第二热交换管，第二动力源、冷凝器及第二热交换管串联设置，第二动力源带动冷却介质在第二冷却循环内流动，冷凝器对第二冷却循环的冷却介质进行降温，第一热交换管及第二热交换管之间形成有进行热量交换的热交换器。该风电电器柜制冷系统能够较好地对风电电器柜进行冷却。

Description

风电电器柜制冷系统

技术领域

本实用新型涉及风电电器柜制冷技术领域，尤其是一种风电电器柜制冷系统。

背景技术

在我国风电发展初始，很多风电制造厂家的技术来源都采用进口设计，基本复制了原始设计参数和结构，这其中由于电气柜没有针对中国特殊的地域自然环境和整机状况做相应的调整和改造，在使用过程中夏季环境高温加上密闭空间内部散热，会导致电气柜频繁报出高温预警。电气柜中的变流器作为发热量最高的柜子，夏天内部温度在50°以上。另外，局部发热部件有IGBT模组、电抗器等，每一个部件均设置有温度传感器61实时检测部件运行温度。当在相对密闭的柜内，一旦散热装置无法将系统热量有效带走，柜内环境温度将逐渐升高，直到温度达到临界报警值，最终机组报高温停止运行。长期的高温运行会导致电气柜关键电控板提前老化，寿命大幅缩短。

在现有技术中，一般仅在风电电器柜内设置冷却风扇，但是鉴于上述故障是由电气柜夏天环境高温，外加内部发热等综合因素，内外温差不大，原始配置的冷却风扇很难将柜内下降，散热不畅要求导致电气柜零部件功能失效，最终导致装置停止运行。

实用新型内容

本实用新型提供了一种风电电器柜制冷系统，该风电电器柜制冷系统能够较好地对风电电器柜进行冷却。

本实用新型提供了一种风电电器柜制冷系统，包括第一冷却循环及第二冷却循环，所述第一冷却循环包括第一动力源、制冷内机及第一热交换管，所述第一动力源、所述制冷内机及所述第一热交换管形成串联回路，所述第一动力源带动冷却介质在所述第一冷却循环内流动，所述制冷内机设置于电柜内部，并对所述电柜内部进行降温，所述第二冷却循环包括第二动力源、冷凝器及第二热交换管，所述第二动力源、所述冷凝器及所述第二热交换管串联设置，所述第二动力源带动冷却介质在所述第二冷却循环内流动，所述冷凝器对所述第二冷却循环的冷却介质进行降温，所述第一热交换管及所述第二热交换管之间形成有进行热量交换的热交换器。

进一步地，所述制冷内机包括壳体、网状管路及第一风扇，所述网状管路与所述第一动力源及所述第一热交换管串联设置，所述网状管路与所述第一风扇均设置于所述壳体内，且二者的位置相互对应，所述壳体安装于所述电柜的进气口处，以使气流在所述电柜内按照所述电柜的进气口、所述第一风扇、所述网状管路及所述电柜的出气口方向流动。

进一步的，所述第一冷却循环还包括水箱、第一压力表及对冷却介质在所述第一冷却循环内的流动进行控制的第一开关，所述水箱对所述第一冷却循环内的冷却介质进行存储，所述第一压力表对所述第一冷却循环内的冷却介质的压力进行检测。

进一步的，所述第一动力源、所述第一开关、所述制冷内机的网状管路、所述第一热交换管及所述水箱依次串联设置，且冷却介质沿所述第一动力源、所述第一开关、所述制冷内机的网状管路、所述第一热交换管至所述水箱的方向流动。

进一步的，所述第一动力源、所述水箱及所述热交换器均位于所述电柜内，所述风电电器柜制冷系统还包括与所述电柜相对独立的制冷主机，所述第二动力源及所述冷凝器设置于所述主机内，所述制冷主机通过进液管及出液管与设置于所述电柜内的所述第二热交换管相连通。

进一步的，在所述壳体上设置有与所述第二热交换管连通的第一进液口及第一出液口，在所述制冷主机上形成有第二出液口及回液口，所述进液管连通于所述第二出液口与所述第一进液口之间，所述出液管连通于所述第一出液口与所述回液口之间。

进一步的，所述第二冷却循环还包括第二风扇、过滤器、膨胀阀、第二压力表、对所述第二动力源进行控制的第二开关，以及针阀，所述第二风扇、所述过滤器、所述膨胀阀、所述第二压力表、所述第二开关及所述针阀均设置于所述制冷主机内，所述第二风扇的位置与所述冷凝器的位置相适应，并辅助所述冷凝器进行冷却介质的降温。

进一步的，所述第二动力源、所述冷凝器、所述过滤器及所述膨胀阀依次设置，所述冷却介质沿所述第二动力源、所述冷凝器、所述过滤器至所述膨胀阀的方向流动，所述第二压力表对所述第二冷却循环内的冷却介质的压力进行检测。

进一步的，所述第二开关设置于所述制冷主机的外侧壁上，所述制冷主机的外侧壁上还设置有对所述第二压力表进行显示的显示装置。

进一步地，所述风电电器柜制冷系统还包括对所述电柜内的温度进行检测的温度传感器及控制器，所述控制器与所述温度传感器、所述第一动力源及所述第二动力源电性相连，所述温度传感器将检测到的所述电柜内的温度传递至所述控制器，所述控制器根据所述电柜内的温度控制所述第一冷却循环系统及第二冷却循环系统进行工作。

综上所述，在本实用新型中，通过在该风电电器柜制冷系统内设置第一冷却循环及第二冷却循环，并使第一冷却循环内的冷却管设置于电柜内，对电柜内部的热量进行交换。在使用时，第一动力源驱动冷却介质在第一冷却循环内流动，并在制冷内机处于电柜内部进行热量交换，降低电柜内部的热量。在制冷内机进行降温后，升温的冷却介质经过热交换器与第二冷却循环热量交换，以将热量传递至第二冷却循环内。第二动力源21带动冷却介质在第二冷却循环内流动，当第二冷却循环与第一冷却循环进行热量交换后，第二冷却循环内的冷却介质进入冷凝器进行冷却，以降低温度进行下一次的热交换。通过上述的设置，可以使得第一冷却循环与第二冷却循环分离设置，第一冷却循环可以以自身对电柜进行冷却，也可以与第二冷却循环一起对电柜进行冷却，这可以使得风电电器柜进行较好的冷却。进一步地，通过对原来第一风扇的合理利用，仅需要将第一冷却循环内的网状管路放置于第一风扇附近，即可使得第一风扇与网状管路组成一个制冷内机，不需要对电柜进行较大的改装，即可完成第一冷却循环在电柜内的设置。

上述说明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，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1所示为本实用新型实施例提供的风电电器柜制冷系统的结构示意图。

图2为图1中风电电器柜制冷系统的制冷原理示意图。

图3为图1中电柜的制冷内机的轴侧结构示意图。

图4为图3中制冷内机的截面结构示意图。

图5为图1中风电电器柜制冷系统的制冷主机50的第一视角的轴侧结构示意图。

图6为图5中制冷主机50第二视角的轴侧结构示意图。

图7为图5中制冷主机50的第一视角的正视结构示意图。

图8为图5中制冷主机50的第二视角的正视结构示意图。

图9为风电电器柜制冷系统的系统框图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型进行详细说明如下。

本实用新型提供了一种风电电器柜制冷系统，该风电电器柜制冷系统能够较好地对风电电器柜进行冷却。

图1所示为本实用新型实施例提供的风电电器柜制冷系统的结构示意图，图2为图1中风电电器柜制冷系统的制冷原理示意图。如图1及图2所示，本实用新型实施例提供的风电电器柜制冷系统包括第一冷却循环10及第二冷却循环20，该第一冷却循环10包括第一动力源11、制冷内机12及第一热交换管，第一动力源11、制冷内机12及第一热交换管(图未示出)形成串联回路，第一动力源11带动冷却介质在第一冷却循环10内流动，制冷内机12设置于电柜30内部，并对电柜30内部进行降温。第二冷却循环20包括第二动力源21、冷凝器22及第二热交换管(图未示出)，第二动力源21、冷凝器22及第二热交换管串联设置，第二动力源21带动冷却介质在第二冷却循环20内流动，冷凝器22对第二冷却循环20的冷却介质进行降温，第一热交换管及第二热交换管之间形成进行热量交互的热交换器40。

在本实施例中，通过在该风电电器柜制冷系统内设置第一冷却循环10及第二冷却循环20，并使第一冷却循环10内的制冷内机12设置于电柜30内，对电柜30内部的热量进行交换。在使用时，第一动力源11驱动冷却介质在第一冷却循环10内流动，并在制冷内机12处于电柜30内部进行热量交换，降低电柜30内部的热量。在制冷内机12进行降温后，升温的冷却介质经过热交换器40与第二冷却循环20热量交换，以将热量传递至第二冷却循环20内。第二动力源21带动冷却介质在第二冷却循环20内流动，当第二冷却循环20与第一冷却循环10进行热量交换后，第二冷却循环20内的冷却介质进入冷凝器22进行冷却，以降低温度进行下一次的热交换。通过上述的设置，可以使得第一冷却循环10与第二冷却循环20分离设置，第一冷却循环10可以通过自身对电柜30进行冷却，也可以与第二冷却循环20一起对电柜30进行冷却，这可以使得风电电器柜进行较好的冷却。

图3为图1中电柜的制冷内机的轴侧结构示意图，图4为图3中制冷内机的截面结构示意图。如图1至图4所示，在本实施例中，制冷内机12包括壳体121、网状管路122及第一风扇123，网状管路122与第一动力源11及第一热交换管串联设置，网状管路122与第一风扇123均设置于壳体121内，且二者的位置相互对应，壳体121安装于电柜30的进气口处，以使气流在电柜30内按照电柜30的进气口、第一风扇123、网状管路122及电柜30的出气口方向流动。优选地，网状管路122可以为铜管。由于在现有技术中，一般是通过第一风扇123在电柜30内进行换气以对电柜30进行冷却，通过上述的设置，仅需要将第一冷却循环10内的网状管路122放置于第一风扇123附近，即可使得第一风扇123与网状管路122组成一个制冷内机12，不需要对电柜30进行较大的改装，即可完成第一冷却循环10在电柜30内的设置。

请继续参照图2，在本实施例中，第一冷却循环10还包括水箱13、第一压力表14及对冷却介质在第一冷却循环10内的流动进行控制的第一开关15，水箱13对第一冷却循环10内的冷却介质进行存储，第一压力表14对第一冷却循环10内冷却介质的压力进行检测。

为了更好地完成循环，在本实施例中，第一动力源11、第一开关15、制冷内机12的网状管路122、第一热交换管及水箱13依次串联设置，且冷却介质沿第一动力源11、制冷内机12的网状管路122、第一热交换管及水箱13的方向流动。第一动力源11可以为水泵，冷却介质可以为水。

在本实施例中，第一动力源11、水箱13及热交换器40均位于电柜30内，也即，第二冷却循环20的第二热交换管是设置于电柜30内的。风电电器柜制冷系统还包括与电柜30相对独立的制冷主机50，上述的第二动力源21及冷凝器22设置于制冷主机50内。制冷主机50通过进液管51及出液管52与设置于电柜30内的第二热交换管相连通。

为了减少改装的程度，在本实施例中，在壳体121上设置有与第二热交换管连通的第一进液口(图未标出)及第一出液口(图未标出)，上述的进液管51及出液管52分别与第一进液口与第一出液口连通，以完成第二冷却循环20的整体连通。在壳体121上还设置有过滤网(图未标出)。

通过上述的设置方式，制冷主机50可以独立于电柜30外，便于进行拆卸及移动。

请继续参照图2所示，在本实施例中，第二冷却循环20还包括第二风扇23、过滤器24、膨胀阀25、第二压力表26、对第二动力源21进行控制的第二开关27及针阀28，上述的第二风扇23、过滤器24、膨胀阀25、第二压力表26、第二开关27及针阀28均设置于制冷主机50内，过滤器24对第二冷却循环20的冷却介质内的杂质进行过滤，第二风扇23的位置与冷凝器22的位置相适应，辅助冷凝器22对冷却介质进行降温，膨胀阀25降低经过自身的冷却介质的温度。第二压力表26对第二冷却循环20内冷却介质的压力进行检测，针阀28防止冷却介质回流。在本实施例中，第二动力源21可以为压缩机。

进一步地，压缩机、冷凝器22、过滤器24及膨胀阀25依次设置。且冷却介质沿压缩机、冷凝器22、过滤器24至膨胀阀25的方向流动。

图5为图1中风电电器柜制冷系统的制冷主机的第一视角的轴侧结构示意图，图6为图5中制冷主机第二视角的轴侧结构示意图，图7为图5中制冷主机的第一视角的正视结构示意图，图8为图5中制冷主机的第二视角的正视结构示意图。如图5至图8所示，制冷主机50上设置有滚轮53，以方便移动，在制冷主机50上还设置有第二出液口54及回液口55，进液管51连通于第二出液口54与第一进液口之间，出液管52连通于第一出液口与回液口55之间，以完成第二冷却循环20的连通。

上述的第二27开关设置于制冷主机50的外侧壁上，在制冷主机50的外侧壁上还设置有对第二压力表26进行显示的显示装置56，可以理解地，在第二冷却循环20内，第二压力表26可以包括对冷却介质的低压进行测量的低压表，以及对冷却介质的高压进行测量的高压表。

进一步地，在制冷主机50上还设置有空气开关57，以提高其安全性能。

图9为风电电器柜制冷系统的系统框图。如图9所示，为了便于对上述的第一冷却循环10及第二冷却循环20各自的工作进行控制，风电电器柜制冷系统还包括对电柜30内的温度进行检测的温度传感器61及控制器62，控制器62与温度传感器61、第一动力源11及第二动力源21电性相连，温度传感器61将检测到的电柜30内的温度传递至控制器62，控制器62根据电柜30内的实际温度，控制第一冷却循环10及第二冷却循环20进行工作，当电柜30内的温度低于第一温度阈值时，如10℃时，第一冷却循环10及第二冷却循环20均停止工作；当电柜30内的温度高于第一温度阈值，但低于第二温度阈值，如45℃时，第一冷却循环10开始工作，而第二冷却循环20仍然不工作；当电柜30内的温度高于第二温度阈值时，第一冷却循环10及第二冷却循环20同时开始工作。

进一步地，在本实施例中，压缩机可以采用海立热泵工况压缩机，可适应-20-70℃的宽泛环境工况；第二冷却循环20加配储液器与气液分离器，系统的适应性更强；第二冷却循环20采用变速冷凝风机，根据冷凝压力无极调节冷却水流量，设备运行更加稳定；在第二冷却循环20内还可以加配避震管避震垫，设备也适应更复杂环境；在制冷主机50上还可以设置人机交换系统，机器自带RS485通讯，远程控制，报警输出，使得机器更加安全稳定；制冷主机50的外侧壁可以进行钣金静电吸附喷涂，户外专用喷粉，全封箱体设计，受环境影响更小；制冷主机50设备保护装置齐全，包含超温、缺煤、缺相、逆向、过载、压力保护等装置。

综上所述，在本实用新型中，通过在该风电电器柜制冷系统内设置第一冷却循环10及第二冷却循环20，并使第一冷却循环10内的冷却管设置于电柜30内，对电柜30内部的热量进行交换。在使用时，第一动力源11驱动冷却介质在第一冷却循环10内流动，并在制冷内机12处于电柜30内部进行热量交换，降低电柜30内部的热量。在制冷内机12进行降温后，升温的冷却介质经过热交换器40与第二冷却循环20热量交换，以将热量传递至第二冷却循环20内。第二驱动源带动冷却介质在第二冷却循环20内流动，当第二冷却循环20与第一冷却循环10进行热量交换后，第二冷却循环20内的冷却介质进入冷凝器22进行冷却，以降低温度进行下一次的热交换。通过上述的设置，可以使得第一冷却循环10与第二冷却循环20分离设置，第一冷却循环10可以以自身对电柜30进行冷却，也可以与第二冷却循环20一起对电柜30进行冷却，这可以使得风电电器柜进行较好的冷却。

进一步地，通过对原来第一风扇123的合理利用，仅需要将第一冷却循环10内的网状管路122放置于第一风扇123附近，即可使得第一风扇123与网状管路122组成一个制冷内机12，不需要对电柜30进行较大的改装，即可完成第一冷却循环10在电柜30内的设置。

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，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种风电电器柜制冷系统，其特征在于：包括第一冷却循环及第二冷却循环，所述第一冷却循环包括第一动力源、制冷内机及第一热交换管，所述第一动力源、所述制冷内机及所述第一热交换管形成串联回路，所述第一动力源带动冷却介质在所述第一冷却循环内流动，所述制冷内机设置于电柜内部，并对所述电柜内部进行降温，所述第二冷却循环包括第二动力源、冷凝器及第二热交换管，所述第二动力源、所述冷凝器及所述第二热交换管串联设置，所述第二动力源带动冷却介质在所述第二冷却循环内流动，所述冷凝器对所述第二冷却循环的冷却介质进行降温，所述第一热交换管及所述第二热交换管之间形成有进行热量交换的热交换器。

2.根据权利要求1所述的风电电器柜制冷系统，其特征在于：所述制冷内机包括壳体、网状管路及第一风扇，所述网状管路与所述第一动力源及所述第一热交换管串联设置，所述网状管路与所述第一风扇均设置于所述壳体内，且二者的位置相互对应，所述壳体安装于所述电柜的进气口处，以使气流在所述电柜内按照所述电柜的进气口、所述第一风扇、所述网状管路及所述电柜的出气口方向流动。

3.根据权利要求2所述的风电电器柜制冷系统，其特征在于：所述第一冷却循环还包括水箱、第一压力表及对冷却介质在所述第一冷却循环内的流动进行控制的第一开关，所述水箱对所述第一冷却循环内的冷却介质进行存储，所述第一压力表对所述第一冷却循环内的冷却介质的压力进行检测。

4.根据权利要求3所述的风电电器柜制冷系统，其特征在于：所述第一动力源、所述第一开关、所述制冷内机的网状管路、所述第一热交换管及所述水箱依次串联设置，且冷却介质沿所述第一动力源、所述第一开关、所述制冷内机的网状管路、所述第一热交换管至所述水箱的方向流动。

5.根据权利要求3所述的风电电器柜制冷系统，其特征在于：所述第一动力源、所述水箱及所述热交换器均位于所述电柜内，所述风电电器柜制冷系统还包括与所述电柜相对独立的制冷主机，所述第二动力源及所述冷凝器设置于所述主机内，所述制冷主机通过进液管及出液管与设置于所述电柜内的所述第二热交换管相连通。

6.根据权利要求5所述的风电电器柜制冷系统，其特征在于：在所述壳体上设置有与所述第二热交换管连通的第一进液口及第一出液口，在所述制冷主机上形成有第二出液口及回液口，所述进液管连通于所述第二出液口与所述第一进液口之间，所述出液管连通于所述第一出液口与所述回液口之间。

7.根据权利要求5所述的风电电器柜制冷系统，其特征在于：所述第二冷却循环还包括第二风扇、过滤器、膨胀阀、第二压力表、对所述第二动力源进行控制的第二开关，以及针阀，所述第二风扇、所述过滤器、所述膨胀阀、所述第二压力表、所述第二开关及所述针阀均设置于所述制冷主机内，所述第二风扇的位置与所述冷凝器的位置相适应，并辅助所述冷凝器进行冷却介质的降温。

8.根据权利要求7所述的风电电器柜制冷系统，其特征在于：所述第二动力源、所述冷凝器、所述过滤器及所述膨胀阀依次设置，所述冷却介质沿所述第二动力源、所述冷凝器、所述过滤器至所述膨胀阀的方向流动，所述第二压力表对所述第二冷却循环内的冷却介质的压力进行检测。

9.根据权利要求7所述的风电电器柜制冷系统，其特征在于：所述第二开关设置于所述制冷主机的外侧壁上，所述制冷主机的外侧壁上还设置有对所述第二压力表进行显示的显示装置。

10.根据权利要求9所述的风电电器柜制冷系统，其特征在于：所述风电电器柜制冷系统还包括对所述电柜内的温度进行检测的温度传感器及控制器，所述控制器与所述温度传感器、所述第一动力源及所述第二动力源电性相连，所述温度传感器将检测到的所述电柜内的温度传递至所述控制器，所述控制器根据所述电柜内的温度控制所述第一冷却循环系统及第二冷却循环系统进行工作。

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