风力发电机组的散热系统及风力发电机组的制作方法

文档序号:13177189阅读:161来源:国知局
技术领域本实用新型涉及风力发电领域,尤其涉及一种风力发电机组的散热系统及风力发电机组。

背景技术:
风力发电机组的塔筒内部存在大量的发热设备,当风力发电机组运行过程中,这些发热设备会产生大量的热量,为此,风力发电机组需要设置散热系统用以对这些发热设备进行散热降温以确保这些发热设备的正常运行。现有的风力发电机组的散热系统通常采用向塔筒内引入周围环境空气并通过空气管道输送给发热设备,空气与发热设备换热后,通过空气管道排出到塔筒的外部的方式以将热量带走,达到对发热设备散热的效果。但直接利用环境空气对发热设备散热存在以下技术问题:当环境空气的质量较差时,例如,环境空气中的漂浮物数量较多时,若直接利用环境空气进行散热会导致塔筒中一些防护级别较低的发热设备(例如电子控制设备)的故障率增加。例如,环境空气中如夹带过多漂浮物可能会造成电子控制设备的线路腐蚀,寿命缩短,电路短路等,容易引起电子控制设备损坏进而干扰风力发电机组的运行。

技术实现要素:
本实用新型的实施例提供一种风力发电机组的散热系统及风力发电机组,以解决利用环境空气散热时,由于环境空气质量较差而导致防护级别较低的设备工作异常的问题。为达到上述目的,本实用新型的实施例采用如下技术方案:一种风力发电机组的散热系统,所述散热系统包括进风口、排风口、第一空气通路、第二空气通路、一级空气过滤装置和散热装置,其中,所述进风口和所述排风口设置在所述风力发电机组的塔筒壁上;所述第一空气通路从所述塔筒的内部连通所述进风口和所述排风口;所述散热装置具有散热单元,所述散热单元设置在所述第一空气通路中;所述第二空气通路连通所述进风口和设置于所述塔筒内的第一舱室;所述一级空气过滤装置设置在所述第二空气通路中。优选地,在前述的散热系统中,所述散热系统还包括第三空气通路和二级空气过滤装置;其中,所述第三空气通路连通所述第一舱室和设置于所述塔筒内的第二舱室;所述二级空气过滤装置设置在所述第三空气通路中。优选地,在前述的散热系统中,所述散热单元、所述一级空气过滤装置和所述二级空气过滤装置均具有风扇。优选地,在前述的散热系统中,所述进风口的塔筒侧设置有第三舱室,所述第三舱室与所述进风口、所述第一空气通路和所述第二空气通路分别连通。优选地,在前述的散热系统中,所述第三舱室中设置有检修门,所述检修门与所述塔筒的内部空间连通。优选地,在前述的散热系统中,在所述进风口处设置有进风门。优选地,在前述的散热系统中,所述散热装置还包括冷却单元,所述散热单元和所述冷却单元组成用于冷却介质循环流动的回路,所述冷却单元用于冷却所述塔筒内的第一发热设备。优选地,在前述的散热系统中,所述第一发热设备为功率模块;或者/并且,所述进风口位于所述排风口的上方。优选地,在前述的散热系统中,所述散热系统还包括除湿装置,所述除湿装置设置在所述进风口处。根据本实用新型的第二方面,实用新型的实施例还提供了一种风力发电机组,具有前述的散热系统。本实用新型实施例提供的风力发电机组的散热系统,将进风口引入的环境空气分流为至少两路支路,一条支路用于对防护级别高,对散热空气质量要求低的发热设备进行散热;一条支路经过过滤处理后用于对散热空气质量要求较高的发热设备散热使用,从而满足不同设备的散热的需要。在此基础上,通过设置第二空气通路、一级空气过滤装置和第一舱室,由一级空气过滤装置对经进风口进入塔筒内的环境空气进行一级空气过滤,去除空气中的大粒径的漂浮物(如粉尘)等,然后经第二空气通路输送至第一舱室,可满足第一舱室中对散热空气洁净程度有一定要求的第二发热设备的散热需求。在此基础上,通过设置第三空气通路、二级空气过滤装置和第二舱室,由二级空气过滤装置对第一舱室输出的空气进行二级空气过滤,进一步去除小颗粒的漂浮物,然后经第三空气通路输送至第二舱室,满足对第二舱室中对于散热空气洁净程度有较高要求的第三发热设备的散热需求。在此基础上,第三舱室与进风口、第一空气通路和第二空气通路分别连通,通过第三舱室的内部空间可以将进风口流入的空气分流为两路,一路供给至第一空气通路,一路供给至第二空气通路,无需额外设置分流管道,简化了管道结构。在此基础上,在进风口处设置与第三舱室连通的进风门,进风口同时用作进风的用途和作为进出第三舱室的用途,避免了在塔筒上开设过多的开口,减少对塔筒结构强度的影响。在此基础上,通过在进风口设置除湿装置,有效去除空气中的水分和水分中含有的盐分,当风力发电机组工作在潮湿的环境如海边时,将潮湿的环境空气处理为干燥的空气然后用于发热设备的冷却降温,可有效减少水分和盐分对发热设备尤其是电子设备的影响,提高发热设备的使用寿命和工作可靠性。附图说明图1为实施例一的风力发电机组的散热系统的结构示意图;图2为实施例二的风力发电机组的散热系统的结构示意图;附图标号说明:1、塔筒;2、基座;3、进风口;4、排风口;5、除湿装置;6、一级空气过滤装置;7、二级空气过滤装置;8、散热单元;9、第一发热设备;10、第二发热设备;11、隔板;12、第一舱室;13、第二舱室;14、第三舱室;15、检修门;16、塔筒内舱;41、散热管道;61、第一风扇;62、一级空气过滤单元;71、第二风扇;72、二级空气过滤单元;73、连接管道;81、第三风扇;82、换热管道。具体实施方式下面结合附图对本实用新型实施方式的风力发电机组的散热系统进行详细描述。实施例一图1是实施例一的风力发电机组的散热系统的结构示意图。本实用新型实施例一的风力发电机组的散热系统包括进风口3、排风口4、第一空气通路、第二空气通路、一级空气过滤装置6和散热装置,其中,进风口3和排风口4设置在风力发电机组的塔筒1壁上;第一空气通路从塔筒1的内部连通进风口3和排风口4;散热装置具有散热单元8,散热单元8设置在第一空气通路中;第二空气通路连通进风口3和设置于塔筒1内的第一舱室12;一级空气过滤装置6设置在第二空气通路中。本实用新型实施例提供的风力发电机组的散热系统,将进风口引入的环境空气分流为至少两路支路,一条支路用于对防护级别高,对散热空气质量要求低的发热设备进行散热;一条支路经过过滤处理后使用,用以满足对散热空气质量要求较高的设备的需求,可以满足不同设备的散热的需要。具体地,散热装置还包括冷却单元,散热单元8和冷却单元组成用于冷却介质循环流动的回路,冷却单元用于冷却第一发热设备9。冷却介质在冷却单元中与第一发热设备9换热,使第一发热设备9降温。吸收了热量的冷却介质通过回路将热量输送至散热单元8。在第一空气通路中,空气与散热单元8换热,将热量带走,并通过排风口4将热空气排出到塔筒1的外部,实现第一发热设备9的散热。可选地,第一发热设备9为功率模块。具体地,功率模块可以是用于风力发电机组的变流柜或者主变压器。对较为恶劣的环境,例如沙漠等环境有很好的防护性能,可有效地防护风沙等对自身运行的干扰,环境空气即可满足该变流柜或者主变压器的散热需要。具体地,如图1中所示,空气通过进风口3,进入塔筒内舱16。第一发热设备9设置在塔筒内舱16的底部,可选地,第一发热设备9安装在塔筒1的基座2上。在第一发热设备9的上方的塔筒1上开设置有排风口4,在排风口4的内侧设置有散热管道41。散热管道41中设置有至少一个散热单元8。每个散热单元8包括第三风扇81和散热翅片。第一空气通路具体实现方式是:在第三风扇81驱动下,由进风口3进入塔筒内舱16的空气进入散热管道41;空气在散热管道41中与散热翅片换热;换热后的空气经排风口4排出到塔筒1的外部;第二空气通路连通进风口3和设置于塔筒1内的第一舱室12;一级空气过滤装置6设置在第二空气通路中。通过设置第二空气通路、一级空气过滤装置6,由一级空气过滤装置6对经进风口3进入塔筒1内的空气进行第一级空气过滤,去除空气中的大部分的尘埃,然后经第二空气通路输送至第一舱室12。第一舱室12内具有需要空气散热的第二发热设备10,该第二发热设备10对散热空气洁净程度有一定要求,散热空气中如夹杂较大尺寸的尘埃可能会对第二发热设备的运行造成影响。该第二发热设备10可以是风力发电机组中用于子系统(如变桨系统或传动系统)的变流器或者变压器等。用于子系统(如变桨系统或传动系统)的变流器或者变压器的防护级别低于变流柜或者主变压器的防护级别,经过一级空气过滤装置6过滤能够提升散热空气的洁净程度,有效的保护第二发热设备10。具体地,如图1中所示,空气经进风口3进入塔筒1内的塔筒内舱16,第一舱室12设置于塔筒内舱16的上方,第一舱室12与塔筒内舱16之间通过隔板11隔离。隔板11上设置有连通第一舱室12和塔筒内舱16的第一管道,一级空气过滤装置6设置在该第一管道中。一级空气过滤装置6包括第一风扇61和一级空气过滤单元62。第二空气通路具体实现方式是:在第一风扇61的驱动下,空气由塔筒内舱16进入第一管道;空气在第一管道中经一级空气过滤装置6过滤,然后进入第一舱室12。在此基础上,散热系统还包括第三空气通路、二级空气过滤装置7;其中,第三空气通路连通第一舱室12和设置于塔筒1内的第二舱室13;二级空气过滤装置7设置在第三空气通路中。通过设置第三空气通路、二级空气过滤装置7,由二级空气过滤装置7对第一舱室12输出的空气进行二级空气过滤,二级空气过滤装置7能够捕捉比一级空气过滤装置6捕捉的尘埃更微细的尘埃,可选的,二级空气过滤装置7的过滤网眼大小小于一级空气过滤装置6的过滤网眼大小,可进一步去除尘埃,然后经第三空气通路输送至第二舱室13,第二舱室13中具有需要空气散热的第三发热设备(图中未标出)。相比较第二发热设备10和第一发热设备9,第三发热设备对于散热空气洁净程度更加敏感,,散热空气中若包含较小尺寸的尘埃也可能会引发第三发热设备的工作故障。第三发热设备可以是电子控制设备等对外部环境防护级别低于第二发热设备的防护级别的设备,例如中控系统,PLC等。通过一级空气过滤装置6和二级空气过滤装置7的两级过滤可大幅提升散热空气的洁净程度,有效保护第三发热设备。具体地,如图1中所示,在第一舱室12的下方设置有第二舱室13,第二舱室13可以为一个或者多个,图1中第二舱室13为两个。第二舱室13通过连接管道73与隔板11上开设的第二管道的一端相连通,第二管道的另一端与第一舱室12连通。二级空气过滤装置7设置在该第二管道中。二级空气过滤装置7包括第二风扇71和二级空气过滤单元72。第三空气通路的具体实现方式是:在第二风扇71的驱动下,空气由第一舱室12进入第二管道;空气在第二管道内经二级空气过滤装置7过滤,然后经连接管道73进入第二舱室13。此外,第一舱室12和/或第二舱室13的排风口可与塔筒内舱16相连通,第一舱室12和/或第二舱室13的排风先进入塔筒内舱16,然后通过塔筒内舱16的排风口排出。或者第一舱室12和/或第二舱室13可分别设置有独立的排风口。在此基础上,散热系统还包括除湿装置5,除湿装置5设置在进风口3处。通过在进风口3设置除湿装置5,可有效去除空气中的水分和水分中含有的盐分,当风力发电机组工作在潮湿的环境如海边、河边或湖边时,将潮湿的环境空气处理为干燥的空气然后用于第一发热设备9的冷却降温,可有效减少水分和盐分对第一发热设备9尤其是电子设备的影响,提高发热设备的使用寿命和工作可靠性。具体地,除湿装置5可以采用丝网式除湿器、带有吸湿剂的除湿器或者带有制冷回路的除湿器等多种方式。几种除湿器的工作原理如下:丝网除雾器包括栅格支架和固定安装于该栅格支架内的丝网积层体。其工作原理为:当带有水汽的气体以一定的速度上升,通过架在格栅支架上的丝网积层体时,水汽上升的惯性作用使得水汽与细丝碰撞而粘附在细丝的表面上。细丝表面上的水汽进一步扩散及本身的重力沉降,使水汽形成较大的液滴沿着细丝流至细丝的交织处。由于细丝的吸湿性、液体的表面张力及细丝的毛细管作用,使得液滴越来越大,直至其自身的重力超过气体上升的浮力和液体表面张力的合力时,就被分离而下落,进而与气体分离实现除湿功能。带有吸湿剂的除湿器通过吸湿剂去除空气中的水分,吸湿剂优选采用介孔二氧化硅、沸石等可循环使用的吸湿材料。带有制冷回路的除湿器通过对空气降温,使空气的温度降低到露点或者露点以下,空气中的水汽冷凝为液态水,进而实现除湿功能。此外,除湿装置5可设置在进风口3的外侧、进风口3中或者进风口3的内侧,对由外部进入进风口3的空气进行除湿处理。实施例二图2是实施例二的风力发电机组的散热系统的结构示意图。实施例二中与实施例一中相同的部分请参见实施例一中的相关描述,仅对实施例二与实施例一中不同的部分进行说明。如图2中所示,本实用新型实施例二的风力发电机组的散热系统包括进风口3、排风口4、第一空气通路、第二空气通路、一级空气过滤装置6和散热装置,其中,进风口3和排风口4设置在风力发电机组的塔筒1壁上;第一空气通路从塔筒1的内部连通进风口3和排风口4;散热装置具有散热单元8,散热单元8设置在第一空气通路中;第二空气通路连通进风口3和设置于塔筒1内的第一舱室12;一级空气过滤装置6设置在第二空气通路中。如图2中所示,进风口3的塔筒1内侧还设置有第三舱室14,第三舱室14与进风口3、第一空气通路和第二空气通路分别连通。可选地,进风口3位于排风口4的上方。具体地,第三舱室14可以是风力发电机组的检修室,但并不限于检修室,其他的舱室也在本实施例的限制范围内。在此基础上,在进风口3处设置有与第三舱室14连通的进风门(图中未标出)。如图2中所示,进风门可开闭的设在进风口3处,用以打开或者封闭进风口3,人员可通过打开进风门进入第三舱室14。进风门上设置有进风孔或者进风格栅,外部的空气可以经过进风门上的进风孔或者进风格栅进入到第三舱室14内。第三舱室14内部还设置有与塔筒1的内部空间连通的检修门15。在正常情况下检修门15处于关闭的状态,使得塔筒1的内部空间与第三舱室14空间隔离。当需要检修时,打开检修门15,人员可进入塔筒1的内部空间进行检查和维护。如图2中所示,第三舱室14下方设置有散热管道41将第三舱室14与排风口4相连通。散热装置还包括冷却单元,散热单元8和冷却单元通过换热管道82相连接组成用于冷却介质循环流动的回路。散热单元8设置在散热管道41中并可以与散热管道41中流通的空气换热;冷却单元用于冷却第一发热设备9。冷却介质在冷却单元中与第一发热设备9换热,使第一发热设备9降温。吸收了热量的冷却介质通过回路将热量输送至散热单元8。在散热管道41中,空气与散热单元8换热,将热量带走,并通过排风口4将热空气排出到塔筒1的外部,实现第一发热设备9的散热。散热单元8包括第三风扇81和散热翅片。第一空气通路具体实现方式是:在第三风扇81驱动下,由进风口3进入第三舱室14的空气进入散热管道41;空气在散热管道41中与散热翅片换热;换热后的空气经排风口4排出到塔筒1的外部。第二空气通路连通进风口3和设置于塔筒1内的第一舱室12;一级空气过滤装置6设置在第二空气通路中。具体地,第三舱室14与第一空气通路和第二空气通路分别连通。空气进入第三舱室14内分流为两路,一路流向第一空气通路,一路流向第二空气通路。利用第三舱室14将空气分流,无需额外设置分流管道,简化了管道结构。第三舱室14上方设置有第一管道,第一管道将第三舱室14与第一舱室12连通,一级空气过滤装置6设置在第一管道中。一级空气过滤装置6包括第一风扇61和一级空气过滤单元62。第二空气通路具体实现方式是:在第一风扇61的驱动下,空气由进风口3进入第三舱室14,从第三舱室14进入第一管道;空气在第一管道中经一级空气过滤装置6过滤,然后进入第一舱室12。在此基础上,散热系统还包括第三空气通路、二级空气过滤装置7;其中,第三空气通路连通第一舱室12和设置于塔筒1内的第二舱室13;二级空气过滤装置7设置在第三空气通路中。具体地,第二舱室13设置在第一舱室12内,第二舱室13通过第二管道与第一舱室12连通,二级空气过滤装置7设置在第二管道中。二级空气过滤装置7包括第二风扇71和二级空气过滤单元72。第三空气通路的具体实现方式是:在第二风扇71的驱动下,空气由第一舱室12进入第二管道;空气在第二管道内经二级空气过滤装置7过滤,然后进入第二舱室13。第二舱室13的排风口4可以与第一舱室12连通,第二舱室13的排风先进入第一舱室12,然后经过第一舱室12的排风机构排出。在此基础上,散热系统还包括除湿装置5,除湿装置5设置在进风口3处。进一步的,除湿装置5可以设置在进风门上,例如,除湿装置5可以设置在进风门的内侧或者进风门的外侧,或者安装在进风门的内部。进风门上开设有进风孔或者进风格栅。除湿装置5对由进风门进入第三舱室14的空气进行除湿处理,去除空气中的水汽。实施例三本实用新型的实施例三提供了一种风力发电机组,其采用了以上实施例的散热系统。本实用新型实施例提供的风力发电机组的散热系统,将进风口引入的环境空气分流为至少两路支路,一条支路用于对防护级别高,对散热空气质量要求低的发热设备进行散热;一条支路经过过滤处理后用于对散热空气质量要求较高的发热设备散热使用,从而满足不同设备的散热的需要。在此基础上,通过设置第二空气通路、一级空气过滤装置和第一舱室,由一级空气过滤装置对经进风口进入塔筒内的环境空气进行一级空气过滤,去除空气中的大粒径的漂浮物(如粉尘)等,然后经第二空气通路输送至第一舱室,可满足第一舱室中对散热空气洁净程度有一定要求的第二发热设备的散热需求。在此基础上,通过设置第三空气通路、二级空气过滤装置和第二舱室,由二级空气过滤装置对第一舱室输出的空气进行二级空气过滤,进一步去除小颗粒的漂浮物,然后经第三空气通路输送至第二舱室,满足对第二舱室中对于散热空气洁净程度有较高要求的第三发热设备的散热需求。在此基础上,第三舱室与进风口、第一空气通路和第二空气通路分别连通,通过第三舱室的内部空间可以将进风口流入的空气分流为两路,一路供给至第一空气通路,一路供给至第二空气通路,无需额外设置分流管道,简化了管道结构。在此基础上,在进风口处设置与第三舱室连通的进风门,进风口同时用作进风的用途和作为进出第三舱室的用途,避免了在塔筒上开设过多的开口,减少对塔筒结构强度的影响。在此基础上,通过在进风口设置除湿装置,有效去除空气中的水分和水分中含有的盐分,当风力发电机组工作在潮湿的环境如海边时,将潮湿的环境空气处理为干燥的空气然后用于发热设备的冷却降温,可有效减少水分和盐分对发热设备尤其是电子设备的影响,提高发热设备的使用寿命和工作可靠性。以上所述,仅为本实用新型的具体实施例,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,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
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