CN222228756U - 风电机组的热管理降温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风电机组的热管理降温装置，包括机舱罩、水箱、空气管道、风机、导风罩和制冷器，水箱、空气管道、风机、导风罩和制冷器均位于机舱罩中，机舱罩设有第一通风口和第二通风口，空气管道包括设置在水箱中的冷却管和与冷却管的出气端连通并沿着机舱罩的轴向方向延伸的输送管，输送管的末端封闭并且沿着自身延伸的方向设有均匀间隔开的多个出风孔；导风罩的进风口在与第一通风口对应的位置连接至机舱罩的内壁，冷却管的进气端与导风罩的出风口连接，风机安装在导风罩中；制冷器在与第二通风口对应的位置安装在水箱上并与第二通风口连通。该热管理降温装置能提高风电机组散热效率，尤其能提高在夏季炎热天气条件下机组散热效果。

Description

风电机组的热管理降温装置

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，具体而言涉及一种风电机组的热管理降温装置。

背景技术

风力发电是指把风的动能转为电能，风能是一种清洁无公害的可再生能源，利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的重视。风力发电装置称作风力发电机组，风力发电机组大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机、塔筒、机舱等结构部分，其中机舱结构舱内是一个内舱形式的空间，机组的发电机等设备安装在其中，通常在夏季时分，高温会使得舱内的温度上升，因此为了减少高温对舱内机组设备造成的影响，需要对舱内进行散热降温工作。传统的一些机舱内散热形式大多都是通过单一的通风口配合风扇通风，利用气流流动来带走舱内积累的热量，而这样的散热降温方式散热效率低，尤其在夏季，机舱内无法实现快速稳定的散热降温效果，这是因为外界气温高导致吸入机舱内的空气本身温度就较高，加上设备工作时会发散热量，因此导致热量在机舱内积累，会对设备造成不利的影响，降低设备性能，影响设备的工作效率。

实用新型内容

本实用新型是鉴于上述问题而提出的，目的在于提供一种能够提高风电机组散热效率，尤其能够提高在夏季炎热天气条件下机组散热效果的热管理降温装置。

本实用新型提出了一种风电机组的热管理降温装置。该热管理降温装置包括机舱罩、水箱、空气管道、风机、导风罩和制冷器，所述水箱、所述空气管道、所述风机、所述导风罩和制冷器均位于所述机舱罩中，所述机舱罩设有第一通风口和第二通风口，所述空气管道包括设置在所述水箱中的冷却管和与所述冷却管的出气端连通并沿着所述机舱罩的轴向方向延伸的输送管，所述输送管的末端封闭并且沿着自身延伸的方向设有均匀间隔开的多个出风孔；所述导风罩的进风口在与所述第一通风口对应的位置连接至所述机舱罩的内壁，所述冷却管的进气端与所述导风罩的出风口连接，所述风机安装在所述导风罩中；所述制冷器在与所述第二通风口对应的位置安装在所述水箱上并与所述第二通风口连通。

进一步地，所述冷却管为构造成U形或螺旋形的金属管。

进一步地，所述制冷器为半导体制冷器，所述制冷器的冷端穿过所述水箱的壁板伸入箱体内部，所述制冷器的热端位于所述水箱外部并且设有散热片和散热扇。

进一步地，所述空气管道还包括连接管，所述连接管的两端分别与所述冷却管和所述输送管连接，并且在与所述输送管连接的一端的内壁上设置吸附层。

进一步地，所述热管理降温装置还包括设置在所述制冷器上方的挡板，所述挡板的两端分别连接至所述水箱和所述机舱罩的内壁。

进一步地，所述水箱的顶部设有伸出箱体上端面的进液管和与所述进液管螺纹连接的防护盖。

进一步地，所述机舱罩内设有隔板，所述隔板将机舱内空间分隔为靠近机组叶轮一侧的机组工作区和远离机组叶轮一侧的散热操作区，所述水箱、所述风机、所述导风罩和所述制冷器位于所述散热操作区，所述输送管的多个出风孔均位于所述机组工作区。

进一步地，所述隔板的顶端设有管道过孔，所述输送管穿过所述管道过孔并且固定于所述机舱罩的顶板内壁上，所述多个出风孔设置在所述输送管的底部。

进一步地，所述热管理降温装置还包括设在机组工作区内远离所述隔板的一侧的温度传感器、设在水箱中的液位传感器和布置在所述散热操作区中的控制器，所述温度传感器、所述液位传感器、所述风机和所述制冷器分别与所述控制器通信连接。

进一步地，所述第一通风口和所述第二通风口由内向外分别设有吸附填充层、防护滤网和防护格栅。

本实用新型的热管理降温装置通过风机将外界空气吸入冷却管并与水箱内的冷却水进行换热而形成低温冷空气，并通过输送管的多个出风孔将冷空气均匀输送至机舱内部空间，从而对舱内机组设备进行散热降温；通过在水箱设置制冷器，能够及时对水箱内换热后的水进行降温，使其保持处于低温状态，从而保证流经冷却管的气流以足够低的温度进入机舱内部空间。该装置在夏季的散热降温效果尤其明显，能有效避免高温对舱内设备造成的影响，起到安全稳定的防护作用。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施方式及其描述，用来解释本实用新型的装置及原理。在附图中，

图1为本实用新型实施例的风电机组的热管理降温装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的风电机组的热管理降温装置的剖视示意图；

图3为本实用新型实施例的风电机组的热管理降温装置的图2中的A放大图；

图4为本实用新型实施例的风电机组的热管理降温装置的图2中的B放大图；

图5为本实用新型实施例的风电机组的热管理降温装置的图2中的C放大图。

附图标记：

1、机舱罩；11、第一通风口；12、第二通风口；13、隔板；14、吸附填充层；15、防护滤网；16、防护格栅；17、放置箱；18、备用电源；

2、水箱；21、进液管；211、螺纹连接头；22、防护盖；221、螺纹连接槽；

3、空气管道；31、冷却管；311、进气接头；32、输送管；321、出风孔；33、连接管；

4、风机；

5、导风罩；

6、制冷器；61、散热片；62、散热扇；

7、挡板；

8、温度传感器；

9、液位传感器；

10、控制器。

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。所描述的实施例仅仅是本实用新型的较佳实施例，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。

应当理解的是，除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施方式并且不作为本实用新型的限制，本文中出现的诸如“部”、“件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“中心”、“竖直”、“水平”以及类似的表述只是为了说明的目的，并非限制。术语“连接”“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其他特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

以下，将参照附图对本实用新型的具体实施方式进行更详细地说明，这些附图示出了本实用新型的代表实施方式，并不是限定本实用新型。

本实用新型提供一种风电机组的热管理降温装置。如图1-5所示，该热管理降温装置包括机舱罩1、水箱2、空气管道3、风机4、导风罩5和制冷器6。水箱2、空气管道3、风机4、导风罩5和制冷器6均位于机舱罩1中；机舱罩1设有第一通风口11和第二通风口12；空气管道3包括设置在水箱2中的冷却管31和与冷却管31的出气端连通并沿着机舱罩1的轴向方向延伸的输送管32，输送管32的末端封闭并且沿着自身延伸的方向设有均匀间隔开的多个出风孔321；导风罩5的进风口在与第一通风口11对应的位置连接至机舱罩1的内壁，冷却管31的进气端与导风罩5的出风口连接，风机4安装在导风罩5中；制冷器6在与第二通风口12对应的位置安装在水箱2上并与第二通风口12连通。具体地，水箱2的面向第一通风口11的侧板开设有冷却管入口孔，冷却管31的进气端穿过该冷却管入口孔并在水箱2的外侧通过进气接头311连接至导风罩5的出风口。通过设置导风罩5，在第一通风口11与冷却管31的进气端之间形成独立的进风通道，以保证从第一通风口1进入机舱的空气完全经由冷却管31冷却后再被释放至机舱内空间。优选地，导风罩5构造成自进风口向出风口渐缩以保证冷却空气的流量能够满足机舱的冷却要求。

本实用新型的热管理降温装置通过风机将外界空气吸入冷却管并与水箱内的冷却水进行换热而形成低温冷空气，并通过输送管的多个出风孔将冷空气均匀输送至机舱内部空间，从而对舱内机组设备进行散热降温；通过在水箱设置制冷器，能够及时对水箱内换热后的水进行降温，使其保持处于低温状态，从而保证流经冷却管的气流以足够低的温度进入机舱内部空间。该装置在夏季的散热降温效果尤其明显，能有效避免高温对舱内设备造成的影响，起到安全稳定的防护作用。

根据本实用新型的实施方式，冷却管31为构造成U形或螺旋形的金属管，U形或螺旋形构型可以延长气流在水箱中的流动时间从而进行充分的换热降温。进一步地，空气管道还可以包括两端分别与冷却管31和输送管32连接的连接管33，连接管33在与输送管32连接的位置处可以设置一层吸附层，以将降温后的冷空气中的一些发生液化的水汽吸附掉。

根据本实用新型的实施方式，制冷器6为半导体制冷器，制冷器6的冷端穿过水箱2的壁板伸入箱体内部，用于对箱内的冷却水进行降温操作，制冷器6的热端位于箱体外部并且设有散热片61和散热扇62，散热扇62朝向机舱罩1的第二通风口12，散热片61将制冷器6的热端产生的热量传导出来，并通过散热扇62经由第二通风口12排出至机舱外。进一步地，制冷器6的上方设有挡板7，挡板7分别与水箱2和机舱罩1的内壁连接，设置挡板7能够防止制冷器6产生的热量上浮逸散到机舱内空间，有利于配合散热扇62直接将热量从第二通风口12排出。

根据本实用新型的实施方式，机舱罩1内设有隔板13，隔板13将机舱内空间分隔为靠近机组叶轮一侧的机组工作区和远离机组叶轮一侧的散热操作区，水箱2、风机4、导风罩5和制冷器6位于散热操作区，输送管32的多个出风孔321均位机组工作区。优选地，隔板13的顶端设有管道过孔，输送管32穿过管道过孔并且固定于机舱罩1的顶板内壁上，多个出风孔321设置在输送管32的底部以将冷却空气向下释放到机组工作区。设置隔板能够将冷空气集中释放到需要进行散热降温的机组设备所在的机组工作区，提高对机组设备的散热效率。

根据本实用新型的实施方式，热管理降温装置还包括设在机组工作区内远离隔板13的一侧的温度传感器8、设在水箱2中的液位传感器9和布置在散热操作区中的控制器10，温度传感器8、液位传感器9、风机4和制冷器6分别与控制器10通信连接。具体地，机舱罩1的远离叶轮一侧的后端板内壁上设有放置箱17，控制器10放置在放置箱17中。优选地，放置箱17中还设有备用电源18。备用电源18采用蓄电池，并且与控制器10电连接，用于为机组的用电设备进行供电，在整个机组配电出现故障时，备用电源18可以保证整个机组设备能够正常工作一段时间。优选地，控制器10的型号为STM32，温度传感器8的型号为PT100，液位传感器9的型号为UHZCS。

根据本实用新型的实施方式，水箱2的顶部设有伸出箱体上端面的进液管21和与进液管21螺纹连接的防护盖22。具体地，进液管21的顶部设置有螺纹连接头211，防护盖22的底部设置有与螺纹连接头211螺纹配合的螺纹连接槽221。当液位传感器报警时，只需拧开防护盖22即可对水箱2进行补充冷却水，然后将防护盖22拧紧到进液管21上即可完成补水操作并使水箱封闭。通过设置该结构，既能方便快捷地实现补水操作又能避免外界杂质进入水箱。

根据本实用新型的实施方式，第一通风口11和第二通风口12由内向外分别设有吸附填充层14、防护滤网15和防护格栅16。防护格栅16位于通风口最外侧位置，可以起到一个稳定防护的效果，避免外界杂物或动物进入；防护滤网15则可以进行一个稳定的过滤工作，避免空气中的粉尘进入结构内部；吸附填充层4内填充有石灰填料，其作用是对进入机舱内的空气中含有的水汽进行稳定地吸附过滤。吸附填充层14、防护滤网15和防护格栅16三者相互配合，可以对机舱的通风位置起到安全的防护作用。

根据本实用新型的实施方式，通过温度传感器8对内舱1内的温度进行实时监测。当机组工作区的温度上升超过设定温度时，例如超过设定的安全温度40℃时，则将上升的温度信号反馈给控制器10，控制器10基于该信号启动风机4，风机4将外界空气经由第一通风口11吸入机舱罩1并通过导风罩5进入冷却管31，空气在冷却管31中与水箱2内的冷却水进行换热，变成低温冷空气，并通过连接管33进入输送管32内，最后从各个出风孔321吹入机组工作区内，对机组工作区进行散热降温，由此可以对风力发电的机组设备起到一个稳定的降温保护效果。控制器10可以在启动风机4的同时开启制冷器6及散热扇62，以保持水箱2中的冷却水在整个散热降温操作中始终处于低温状态；替代地，控制器10可以在启动风机4超过设定时间段后开启制冷器6及其散热扇62。优选地，水箱2中设置温度传感器，当该温度传感器将水温超过设定温度的信号反馈给控制器10时，启动制冷器6及其散热扇62，从而避免在外界空气本身温度较低时不必要地启动制冷器。

本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (10)

1.一种风电机组的热管理降温装置，其特征在于，包括机舱罩(1)、水箱(2)、空气管道(3)、风机(4)、导风罩(5)和制冷器(6)，所述水箱(2)、所述空气管道(3)、所述风机(4)、所述导风罩(5)和制冷器(6)均位于所述机舱罩(1)中，所述机舱罩(1)设有第一通风口(11)和第二通风口(12)，所述空气管道(3)包括设置在所述水箱(2)中的冷却管(31)和与所述冷却管(31)的出气端连通并沿着所述机舱罩(1)的轴向方向延伸的输送管(32)，所述输送管(32)的末端封闭并且沿着自身延伸的方向设有均匀间隔开的多个出风孔(321)；所述导风罩(5)的进风口在与所述第一通风口(11)对应的位置连接至所述机舱罩(1)的内壁，所述冷却管(31)的进气端与所述导风罩(5)的出风口连接，所述风机(4)安装在所述导风罩(5)中；所述制冷器(6)在与所述第二通风口(12)对应的位置安装在所述水箱(2)上并与所述第二通风口(12)连通。

2.根据权利要求1所述的热管理降温装置，其特征在于，所述冷却管(31)为构造成U形或螺旋形的金属管。

3.根据权利要求1所述的热管理降温装置，其特征在于，所述制冷器(6)为半导体制冷器，所述制冷器(6)的冷端穿过所述水箱(2)的壁板伸入箱体内部，所述制冷器(6)的热端位于所述水箱(2)外部并且设有散热片(61)和散热扇(62)。

4.根据权利要求1所述的热管理降温装置，其特征在于，所述空气管道(3)还包括连接管(33)，所述连接管(33)的两端分别与所述冷却管(31)和所述输送管(32)连接，并且在与所述输送管(32)连接的一端的内壁上设置吸附层。

5.根据权利要求1所述的热管理降温装置，其特征在于，所述热管理降温装置还包括设置在所述制冷器(6)上方的挡板(7)，所述挡板(7)的两端分别连接至所述水箱(2)和所述机舱罩(1)的内壁。

6.根据权利要求1所述的热管理降温装置，其特征在于，所述水箱(2)的顶部设有伸出箱体上端面的进液管(21)和与所述进液管(21)螺纹连接的防护盖(22)。

7.根据权利要求1所述的热管理降温装置，其特征在于，所述机舱罩(1)内设有隔板(13)，所述隔板(13)将机舱内空间分隔为靠近机组叶轮一侧的机组工作区和远离机组叶轮一侧的散热操作区，所述水箱(2)、所述风机(4)、所述导风罩(5)和所述制冷器(6)位于所述散热操作区，所述输送管(32)的多个出风孔(321)均位于所述机组工作区。

8.根据权利要求7所述的热管理降温装置，其特征在于，所述隔板(13)的顶端设有管道过孔，所述输送管(32)穿过所述管道过孔并且固定于所述机舱罩(1)的顶板内壁上，所述多个出风孔(321)设置在所述输送管(32)的底部。

9.根据权利要求7所述的热管理降温装置，其特征在于，所述热管理降温装置还包括设在机组工作区内远离所述隔板(13)的一侧的温度传感器(8)、设在水箱(2)中的液位传感器(9)和布置在所述散热操作区中的控制器(10)，所述温度传感器(8)、所述液位传感器(9)、所述风机(4)和所述制冷器(6)分别与所述控制器(10)通信连接。

10.根据权利要求1-9任一项所述的热管理降温装置，其特征在于，所述第一通风口(11)和所述第二通风口(12)由内向外分别设有吸附填充层(14)、防护滤网(15)和防护格栅(16)。