CN221240690U - 一种大型电机变频器用冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大型电机变频器用冷却装置，包括电机、变频器和并联压缩冷凝机组，并联压缩冷凝机组设置有机架，机架的顶部安装有压缩机，机架内安装有进气管、吸气集管、回气管、排气集管、油分离器、水冷冷凝器、干燥过滤器、供液集管，供液集管上连接有供液支管，供液支管的出口端连接有供液连接管，供液连接管的另一端与电机或变频器连接；靠近电机和变频器的供液连接管上安装有节流元件；进气管连接有回气连接管，回气连接管的另一端与电机或变频器连接，通过制冷剂与设备直接接触降温，提高了装置的冷却效果，保障了设备的正常运作，装置结构紧凑、重量轻，占地小，设备系统集成化、自动化好，安装、使用简单。

Description

一种大型电机变频器用冷却装置

技术领域

本实用新型涉及冷却设备技术领域，具体涉及一种大型电机变频器用冷却装置。

背景技术

由于在电机、变频器运行过程中会产生大量的热量，在封闭的空间内若不能及时将热量排出，会引起快速的温升，容易导致电机、变频器的工作性能下降，甚至会造成电机、变频器的故障、损坏以及停机，对电机及变频器的安全运行带来隐患，因此电机、变频器运行时需要对其及时进行冷却，由于电机是变频运行，其负载是不断变化的，设备的散热量也是随之发生变化的，因而对电机、变频器的冷却装置要求相对较高，尤其是对大型电机、变频器用冷却装置，其要求更高。

但目前常规电机及变频器大多使用自带的冷却风扇进行空气对流冷却，此方式有以下缺点：一是在狭小的封闭空间，采用空气对流冷却，空间温度会不断升高，不利于设备的正常工作；二是空气的对流换热强度低，在电机负载变化大、变频器频率变化大的情况下不利于设备的散热；三是设备运行的可靠性较低，从而容易引起电机、变频器的故障停机，影响整套装备的正常运行，造成较大的经济损失，因此制冷设备行业迫切需要开发一种不受使用空间限制、能够满足电机负载变化大、变频器频率变化大的情况下的散热要求，并能同时对多个设备进行冷却，制冷能效比高，方便检修的冷却装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构合理，能同时对多个设备进行冷却，制冷能效比高，方便检修，运行成本低的大型电机变频器用冷却装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种大型电机变频器用冷却装置，包括电机、变频器和设置在电机和变频器旁侧的并联压缩冷凝机组，所述并联压缩冷凝机组设置有机架，所述并联压缩冷凝机组通过机架安装于电机和变频器的旁侧，所述机架的顶部固定安装有用于压缩制冷剂气体的压缩机，机架内安装有用于分离油、气的油分离器，机架内固定有排气集管，压缩机的一端口通过管道连接排气集管，排气集管的另一端与油分离器进口端连接，所述油分离器的出口端通过管道固定连接有水冷冷凝器，所述水冷冷凝器的出口一侧设置有用于对制冷剂进行脱水的干燥过滤器，所述干燥过滤器的出口一侧连接有供液集管，所述供液集管上连接有供液支管，所述供液支管竖直设置于机架内，供液支管的进口端连接于供液集管，供液支管的出口端伸出机架，供液支管的出口端连接有供液连接管，供液连接管的另一端与电机或变频器连接；靠近电机和变频器的供液连接管上均安装有节流元件；

所述机架内固定安装有用于输送制冷剂的进气管，所述进气管贯穿延伸出机架的上方，进气管延伸出机架上方的顶端的进口连接有回气连接管，回气连接管的另一端与电机或变频器连接；进气管的底端的出口连接有吸气集管，所述吸气集管通过安装在其外壁的支撑架固定安装在机架内的底部，所述吸气集管与压缩机之间设置有回气管，所述回气管的一端与吸气集管连接，回气管的另一端与压缩机连接；

所述压缩机设置有4台，4台所述压缩机在机架的顶部依次排列；每台压缩机均与排气集管连通；

所述机架上方后部设置有电控箱。

进一步地，所述压缩机为全封闭涡旋压缩机，4台所述压缩机设置为不同大小型号。

进一步地，所述水冷冷凝器为壳管式冷凝器。

进一步地，所述供液连接管、供液支管和回气连接管、进气管的数量均设置为多组，且供液连接管与供液支管一一对应，回气连接管与进气管一一对应。

作为优选，每组所述供液支管上均安装有供液支路球阀和供液支路电磁阀，且供液支路球阀安装在供液支路电磁阀的上端。

作为优选，每组所述进气管的外壁均固定连接有回气支路球阀。

进一步地，所述回气管的数量与压缩机的数量相同。

作为优选，每组所述回气管位于机架内的管路上均固定安装有回气过滤器。

进一步地，所述吸气集管的外壁固定安装有压力传感器。

又进一步地，所述节流元件为膨胀阀。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)采用制冷剂直接进入电机和变频器等设备进行冷却，让制冷剂与设备直接接触降温，提高了装置的冷却效果，保障了设备的正常运作，制冷剂再通过回气过滤器过滤颗粒等杂质、压缩机压缩、油分离器分离除油、水冷冷凝器冷却、干燥过滤器干燥后进入电机和变频器进行再次冷却，实现了制冷剂的高效循环使用，减少了环境带来的局限性，节能了资源，提升了装置的使用价值，增强了装置的实用性；

(2)设置多组压缩机并联，采用多机运行，并且多组压缩机采用不同的型号，使设备运行的可靠性大大提高，任一压缩机发生故障都不会影响设备的冷却，延长装置的使用寿命，增强装置运作的稳定性，且装置可在电机负载变化大、变频器变频范围大的情况下通过压力传感器感应监测压力大小，根据压力设定值自主调节压缩机数量的使用情况，提高装置的灵活性与适用性，实现设备的集成化、自动化，安装、使用简单，增加装置的便捷性，压缩机的单机功率小，启动电流小，并设置节流元件调节通向电机和变频器的制冷剂流量，使整体制冷能效比大大提高；

(3)通过在同一机架上方和内部设置压缩机、油分离器、水冷冷凝器、干燥过滤器、回气过滤器等各部件，布设进气管、供液集管、吸气集管、回气管等，使装置结构紧凑、体积小、重量轻，占地小；

(4)通过设置供液支路球阀和供液支路电磁阀，利用供液支路球阀和供液支路电磁阀可以对制冷剂进行控制，再输送至电机、变频器中，通过在每组进气管的外壁均设置回气支路球阀，利用回气支路球阀控制制冷剂进入并联压缩冷凝机组，能够及时单独控制各被冷却设备冷却过程的启停，方便检修和维护，进一步保证了设备运行的稳定、可靠和高效。

附图说明

图1为一种大型电机变频器用冷却装置的整体结构示意图；

图2为一种大型电机变频器用冷却装置中并联压缩冷凝机组的侧视图；

图3为一种大型电机变频器用冷却装置中并联压缩冷凝机组的俯视图。

图中：1、电机；2、变频器；3、并联压缩冷凝机组；301、机架；302、压缩机；303、排气集管；304、油分离器；305、水冷冷凝器；306、干燥过滤器；307、供液集管；308、进气管；309、吸气集管；310、回气支路球阀；311、回气管；312、回气过滤器；313、供液支路球阀；314、供液支路电磁阀；315、供液支管；4、供液连接管；5、回气连接管；6、节流元件；7、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。

请参阅图1-3，一种大型电机变频器用冷却装置，包括电机1、变频器2和设置在电机1和变频器2旁侧的并联压缩冷凝机组3，所述并联压缩冷凝机组3设置有机架301，所述并联压缩冷凝机组3通过机架301安装于电机1和变频器2的旁侧。

所述并联压缩冷凝机组3的机架301的顶部固定安装有用于压缩制冷剂气体的压缩机302，并联压缩冷凝机组3的机架301内安装有用于分离油、气的油分离器304，机架301内固定有排气集管303，压缩机302的一端口通过管道连接排气集管303，排气集管303的另一端与油分离器304进口端连接，所述油分离器304的出口端通过管道固定连接有水冷冷凝器305，所述水冷冷凝器305的出口一侧设置有用于对制冷剂进行脱水的干燥过滤器306，所述干燥过滤器306的出口一侧连接有供液集管307，所述供液集管307上连接有供液支管315，所述供液支管315竖直设置于机架301内，供液支管315的进口端连接于供液集管307，供液支管315的出口端伸出机架301，供液支管315的出口端连接有供液连接管4，供液连接管4的另一端与电机1或变频器2连接；即供液集管307依次经供液支管315、供液连接管4分别与电机1和变频器2相连。

需要说明的是，所述压缩机302为全封闭涡旋压缩机；所述水冷冷凝器305为壳管式冷凝器；电机1和变频器2分别通过一支供液支管315和一支供液连接管4与供液集管307连通；电机1和变频器2均作为被冷却对象，同时电机1的不同部件也可以作为被冷却对象单独供液进行冷却，只需要根据需要从供液集管307上再分出相应的供液支管315和供液连接管4与其相连即可，也就是说供液支管315和供液连接管4均设置有多组，且供液支管315和供液连接管4一一对应，供液支管315和供液连接管4的数量是根据用户需要冷却的设备数量确定的，与被冷却的电机1和变频器2等设备的数量相同，也就是需要与用户需要冷却的设备数量相对应，供液支管315根据需要预先设置于并联压缩冷凝机组3上，供液连接管4是根据用户需求现场安装的，这样提高了并联压缩冷凝机组3的适用性。

与供液集管307连接的每组供液支管315上均安装有供液支路球阀313和供液支路电磁阀314，且供液支路球阀313安装在供液支路电磁阀314的上端，利用供液支路球阀313和供液支路电磁阀314可以对制冷剂进行控制，再输送至电机1、变频器2中，能够及时控制此供液支路冷却过程的启停，方便检修，供液支路电磁阀314还可以实现此供液支路的自动化控制。

为了满足不同的使用环境要求，所述压缩机302设置有4台，4台压缩机设置为不同大小型号，4台不同大小型号的压缩机302在机架301的顶部依次排列；每台压缩机302均与排气集管303连通。

所述并联压缩冷凝机组3的机架301内固定安装有用于输送制冷剂的进气管308，且其贯穿延伸出并联压缩冷凝机组3的机架301的上方，进气管308延伸出机架301上方的顶端的进口连接有回气连接管5，回气连接管5的另一端与电机1或变频器2连接，进气管308的底端的出口连接有吸气集管309，也就是电机1和变频器2分别通过一支回气连接管5和一组进气管308与吸气集管309连接，所述吸气集管309通过安装在其外壁的支撑架固定安装在并联压缩冷凝机组3的机架301内的底部。

所述吸气集管309与压缩机302之间设置有若干回气管311，所述回气管311的数量和压缩机302的数量相同，所述吸气集管309与压缩机302通过回气管311进行连接，所述回气管311的一端与吸气集管309连接，回气管311的另一端与压缩机302连接，每组回气管311位于并联压缩冷凝机组3机架301内的管路上均固定安装有回气过滤器312。

所述进气管308的数量设置为多组，每组进气管308与每台被冷却设备一一相对应，回气连接管5也设置有多组，即每台电机与变频器分别采用一组进气管308和一组回气连接管5连接，进气管308和回气连接管5一一对应，也就进气管308的数量与被冷却的电机、变频器及其他待冷却设备的数量相同，每组进气管308的外壁均固定连接有用于控制制冷剂的回气支路球阀310，利用回气支路球阀310可以控制制冷剂进入并联压缩冷凝机组3，方便检修和操作。

所述吸气集管309的外壁固定安装有压力传感器，来监测从电机1及变频器2吸回的制冷剂压力，由于饱和制冷剂的压力和温度是成正比关系，从而可以根据温度的允许范围进行回气压力的设定，并根据回气压力设定值来控制4台压缩机302的启停，当回气压力高于设定值时，并联压缩冷凝机组3根据中性带宽控制4台压缩机302的依次启动以满足预设的电机1及变频器2的冷却温度要求；当回气压力低于设定值时，并联压缩冷凝机组3根据中性带宽控制4台压缩机302的依次停机、减载以满足预设的电机1及变频器2的冷却温度不至于过低。

所述水冷冷凝器305即壳管式冷凝器上设置有冷却水入口和冷却水出口，冷却水通过冷却水进口进入水冷冷凝器305的换热管内，对进入水冷冷凝器305的换热管外的制冷剂进行降温，然后再从冷却水出口流出，形成一个冷却水循环系统。

电机1和变频器2通过供液连接管4和回气连接管5与并联压缩冷凝机组3连通，来形成一个制冷循环系统，且靠近电机1和变频器2的供液连接管上均安装有节流元件6，所述节流元件6为膨胀阀，节流元件6可以调节通向电机1和变频器2的制冷剂流量。

所述并联压缩冷凝机组3的机架301上方后部设置有电控箱7。

本实用新型的工作原理是：

因为本冷却装置制冷过程是一个循环制冷过程，因此，暂以压缩机302为起点进行说明。

制冷剂经压缩机302即全封闭涡旋压缩机压缩为高温高压的制冷剂气体，由排气集管303送入油分离器304中实现油、气分离，分离后的油集聚在油分离器304的底部，分离出高温高压的制冷剂气体被送至水冷冷凝器305也就是壳管式冷凝器中，在壳管式冷凝器305中的换热管外制冷剂在换热管内的冷却水的作用下通过凝结放热，并将热量传递至外循环的冷却水中，高温高压的制冷剂气体凝结放热变为高压常温的制冷剂液体；高压常温的制冷剂液体在压力的作用下流经干燥过滤器306进行脱水干燥；干燥后的制冷剂液体通过供液集管307经供液支管315和供液连接管4分别流向电机1、变频器2及其他待冷却设备，且可以通过供液支路球阀313和供液支路电磁阀314对每一供液支路的制冷剂进行单独控制，即就是可以通过供液支路球阀313的开关实现对各被冷却设备制冷剂输送的单独开与停，方便检修操作，而供液支路电磁阀314可以实现对各被冷却设备制冷开与停的自动控制，制冷剂流经节流元件6也就是膨胀阀后变为低温低压的二相流也就是气液混合的制冷剂，低温低压的气液混合的制冷剂再输送至电机1、变频器2中，低温低压的气液混合的制冷剂进入电机1和变频器2内蒸发吸热，使电机1及变频器2的温度维持在设计范围之内，吸收了电机1和变频器2中的热量后的低温低压的气液混合的制冷剂蒸发成为低压的过热气体，然后从回气连接管5经过进气管308输送至吸气集管309内，且可以通过进气管308外壁安装的回气支路球阀310制冷剂进行控制，即可以对各被冷却设备的回气进行单独控制开与关，低压的过热气体再从吸气集管309经回气管311输送至压缩机302内，并通过回气管311上设置的回气过滤器对低压的过热气体中的颗粒杂质等进行过滤、净化，进入压缩机302的制冷剂再压缩为高温高压的制冷剂气体后进行下一个循环的冷却过程，从而使蒸发系统维持一个低压力环境，形成一个制冷循环系统。

电机1及变频器2等被冷却设备设定了工作温度的上限和下限，由于饱和制冷剂的压力和温度是成正比关系，由此可以对回气压力进行设定，从而通过控制系统根据设定值来控制4台压缩机302的依次启停以满足预设的电机1及变频器2的冷却温度要求，吸气集管309上设定的压力传感器感应、监测从电机1及变频器2吸回的制冷剂压力，当回气压力高于设定值时，机组通过控制系统控制4台压缩机302的依次启动以满足预设的电机1及变频机2的冷却温度要求；当回气压力低于设定值时，机组通过控制系统控制4台压缩机302的依次停机、减载以满足预设的电机1及变频机2的冷却温度不至于过低，此调节方式能降低能源消耗，增加装置的实用性。

通过制冷剂循环流经设备内部，让制冷剂与设备直接接触降温，提高了装置的冷却效果，且4台压缩机302设置为不同大小型号，由于饱和制冷剂的压力和温度是成正比关系，因而根据回气压力控制，通过启停不同大小的压缩机302可以实现快速响应、并维持一个相对稳定的低压系统，使电机1、变频器2处于一个稳定的工作环境温度，并且节流元件6也可以对输送至各设备的制冷剂流量进行单独调节，降低能耗的同时，更加确保了设备运行的可靠性。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，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，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大型电机变频器用冷却装置，包括电机、变频器和设置在电机和变频器旁侧的并联压缩冷凝机组，所述并联压缩冷凝机组设置有机架，所述并联压缩冷凝机组通过机架安装于电机和变频器的旁侧，其特征在于：所述机架的顶部固定安装有用于压缩制冷剂气体的压缩机，机架内安装有用于分离油、气的油分离器，机架内固定有排气集管，压缩机的一端口通过管道连接排气集管，排气集管的另一端与油分离器进口端连接，所述油分离器的出口端通过管道固定连接有水冷冷凝器，所述水冷冷凝器的出口一侧设置有用于对制冷剂进行脱水的干燥过滤器，所述干燥过滤器的出口一侧连接有供液集管，所述供液集管上连接有供液支管，所述供液支管竖直设置于机架内，供液支管的进口端连接于供液集管，供液支管的出口端伸出机架，供液支管的出口端连接有供液连接管，供液连接管的另一端与电机或变频器连接；靠近电机和变频器的供液连接管上均安装有节流元件；

所述机架内固定安装有用于输送制冷剂的进气管，所述进气管贯穿延伸出机架的上方，进气管延伸出机架上方的顶端的进口连接有回气连接管，回气连接管的另一端与电机或变频器连接；进气管的底端的出口连接有吸气集管，所述吸气集管通过安装在其外壁的支撑架固定安装在机架内的底部，所述吸气集管与压缩机之间设置有回气管，所述回气管的一端与吸气集管连接，回气管的另一端与压缩机连接；

所述压缩机设置有4台，4台所述压缩机在机架的顶部依次排列；每台压缩机均与排气集管连通；

所述机架上方后部设置有电控箱。

2.根据权利要求1所述的一种大型电机变频器用冷却装置，其特征在于：所述压缩机为全封闭涡旋压缩机，4台所述压缩机设置为不同大小型号。

3.根据权利要求1所述的一种大型电机变频器用冷却装置，其特征在于：所述水冷冷凝器为壳管式冷凝器。

4.根据权利要求1所述的一种大型电机变频器用冷却装置，其特征在于：所述供液连接管、供液支管和回气连接管、进气管的数量均设置为多组，且供液连接管与供液支管一一对应，回气连接管与进气管一一对应。

5.根据权利要求4所述的一种大型电机变频器用冷却装置，其特征在于：每组所述供液支管上均安装有供液支路球阀和供液支路电磁阀，且供液支路球阀安装在供液支路电磁阀的上端。

6.根据权利要求4所述的一种大型电机变频器用冷却装置，其特征在于：每组所述进气管的外壁均固定连接有回气支路球阀。

7.根据权利要求1所述的一种大型电机变频器用冷却装置，其特征在于：所述回气管的数量与压缩机的数量相同。

8.根据权利要求7所述的一种大型电机变频器用冷却装置，其特征在于：每组所述回气管位于机架内的管路上均固定安装有回气过滤器。

9.根据权利要求1所述的一种大型电机变频器用冷却装置，其特征在于：所述吸气集管的外壁固定安装有压力传感器。

10.根据权利要求1所述的一种大型电机变频器用冷却装置，其特征在于：所述节流元件为膨胀阀。