风力发电机组的冷却系统及风力发电机组的制作方法

本实用新型涉及一种散热设备，尤其涉及一种风力发电机组的冷却系统及风力发电机组。

背景技术：

现有的风力发电机组水冷系统，其外置的空气散热器一般安装在塔筒外的地面上，根据散热功率的需求，安装的数量不同。空气散热器主要采用强制风冷进行散热，即通过风扇迫使空气流动并带走散热器内冷却介质的热量。这使得空气散热器成为风力发电机组主要的能耗组件之一，空气散热器的散热电机产生的噪声也较大，也是机组的噪声源之一。

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冷却系统及风力发电机组，以解决风力发电机组的水冷系统的散热器耗能的问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例提供一种风力发电机组的冷却系统，包括散热器，散热器固定设置在风力发电机组的塔筒的外壁上，散热器具有冷却介质流道、冷却入口和冷却出口，冷却入口和冷却出口与冷却介质流道连通。

进一步地，散热器包括流道内壁和流道外壁，流道外壁间隔于流道内壁设置并形成冷却介质流道，流道内壁贴合在塔筒的外壁上。

进一步地，散热器还包括散热翅片，散热翅片固定设置在流道外壁上。

进一步地，散热翅片的长度方向为塔筒的轴向，散热翅片为多个，且沿流道外壁的周向间隔设置。

进一步地，散热翅片为环形翅片，散热翅片为多个，且沿塔筒的轴向依次间隔地设置在流道外壁上。

进一步地，散热器还包括设置在流道外壁外的风道外壁，风道外壁与流道外壁之间具有通风间隔，通风间隔内设置有风道隔板，风道隔板将通风间隔分割为多个风道。

进一步地，散热器包括流道内壁和流道外壁，流道外壁间隔于流道内壁设置并形成冷却介质流道，流道内壁与塔筒的外壁之间具有内通风间隔，内通风间隔内设置有风道隔板，风道隔板将内通风间隔分割为多个风道；散热器还包括设置在流道外壁外的风道外壁，风道外壁与流道外壁之间具有外通风间隔，外通风间隔内设置有风道隔板，风道隔板将外通风间隔分割为多个风道。

进一步地，风道沿竖向延伸。

进一步地，冷却系统还包括冷却柜体，冷却柜体与散热器连接，且冷却介质在冷却柜体与散热器之间流动。

根据本实用新型的另一方面，提供一种风力发电机组，其包括冷却系统，冷却系统为上述的风力发电机组的冷却系统。

本实用新型的实施例的风力发电机组的冷却系统将散热器设置在塔筒的外壁上，利用塔筒的外壁进行散热，确保散热效果，且降低能耗，减少噪音。

附图说明

图1为本实用新型的实施例的风力发电机组的冷却系统的散热器的立体结构示意图；

图2为本实用新型的实施例的风力发电机组的冷却系统的带有条状翅片的散热器的立体结构示意图；

图3为本实用新型的实施例的风力发电机组的冷却系统的带有环形翅片的散热器的立体结构示意图；

图4为本实用新型的实施例的风力发电机组的冷却系统的带有外风道的散热器的立体结构示意图；

图5为本实用新型的实施例的风力发电机组的冷却系统的带有内风道和外风道的散热器的立体结构示意图；

图6为图5的局部放大图；

图7为本实用新型的实施例的风力发电机组的冷却系统的结构示意图；

图8为本实用新型的实施例的风力发电机组的冷却系统的原理示意图。

附图标记说明：

1、塔筒；39、冷却出口；32、流道外壁；3、散热器；38、冷却入口；33、散热翅片；41、风道外壁；42、风道隔板；9、冷却柜体；10、发热组件。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例的风力发电机组的冷却系统及风力发电机组进行详细描述。

如图1所示，根据本实用新型的实施例，风力发电机组的冷却系统包括散热器3，散热器3固定设置在风力发电机组的塔筒1的外壁上，散热器3具有冷却介质流道、冷却入口38和冷却出口39，冷却入口38和冷却出口39与冷却介质流道连通。通过将散热器3固定设置在风力发电机组的塔筒1的外壁上，使得风力发电机组的塔筒1成为散热器3的散热面，冷却介质流道内的冷却介质可以通过风力发电机组的塔筒1的壁面进行散热。由于风力发电机组的塔筒1的高度很高且直径很大，因此，风力发电机组的塔筒1的散热容量很大，有利于加快冷却介质的散热，提高散热效果。而该散热器3利用散热器3的表面和风力发电机组的塔筒1的壁面进行散热，解决了现有的强制风冷的空气散热器风扇的能耗较大，同时其工作时产生噪声较大的问题。冷却入口38和冷却出口39供冷却介质流入或流出冷却介质流道。

通过塔筒1进行散热，可以确保散热效果，同时省去散热电机等部件可以减少能耗，降低噪音。同时，由于利用塔筒1进行散热，使得塔筒1的温度相对稳定，有助于维护塔筒1内的环境温度稳定。

需要说明的是，在本实施例中，冷却介质流道内的冷却介质可以与风力发电机组的塔筒1直接接触，进行散热；也可以通过其他传热介质实现与风力发电机组的塔筒1的间接接触，进行散热。

优选地，冷却介质与风力发电机组的塔筒1之间为间接接触，这样一方面能够保证散热器3整体结构的完整性，便于加工制造和运输，另一方面能够保护风力发电机组的塔筒1，避免塔筒1直接浸泡在冷却介质中而污染冷却介质且腐蚀塔筒1。

在本实施例中，散热器3包括流道内壁和流道外壁32，流道外壁32间隔于流道内壁设置并形成冷却介质流道，流道内壁贴合在塔筒1的外壁上。流道内壁与塔筒1的外壁贴合可以确保传热效率，从而确保散热效果。

散热器3的流道内壁和流道外壁32的材质优选为热传导效果好的材质，如金属、混凝土等。塔筒的材质可以但不限于钢制、混凝土制等，也可以是其他材质。

在本实施例中，冷却入口38位于冷却出口39的下方，这样有助于冷却介质充分散热。

优选地，为了提高散热面积，加快散热，从而确保良好的冷却效果，散热器3还包括散热翅片33，散热翅片33固定设置在流道外壁32上。

如图2所示，散热翅片33可以条状翅片，即散热翅片33的长度方向为塔筒1的轴向，散热翅片33为多个，且沿流道外壁32的周向间隔设置。

如图3所示，散热翅片33为环形翅片，散热翅片33为多个，且沿塔筒1的轴向依次间隔地设置在流道外壁32上。

优选地，如图4所示，散热器3还包括设置在流道外壁32外的风道外壁41，风道外壁41与流道外壁32之间具有通风间隔，通风间隔内设置有风道隔板42，风道隔板42将通风间隔分割为多个风道。该风道沿竖向延伸。这样散热器3一方面可以通过与塔筒1贴合的流道内壁和塔筒1进行散热，另一方面，可以通过流道外壁32、风道和风道外壁41进行散热。由于散热器3的风道的存在，冷却介质携带的热量可以利用烟囱效应将热量向大气中传递。

如图5和图6所示，优选地，散热器3包括流道内壁和流道外壁32，流道外壁32间隔于流道内壁设置并形成冷却介质流道。流道内壁与塔筒1的外壁之间具有内通风间隔，内通风间隔内设置有风道隔板42，风道隔板42将内通风间隔分割为多个风道。流道外壁32外还设置有风道外壁41，风道外壁41与流道外壁32之间具有外通风间隔，外通风间隔内设置有风道隔板42，风道隔板42将外通风间隔分割为多个风道。这样在冷却介质流道的两侧均形成风道，由于风道的存在，冷却介质携带的热量利用烟囱效应将热量向大气中传递，两侧的风道扩大了冷却介质与风道的接触面积，提高了换热效果。同时，冷却介质携带的一部分热量还可以通过流道内壁、风道隔板42传递到塔筒1进行散热，还有一部分热量可以通过流道外壁32、风道隔板42传递到风道外壁41上进行散热。带有两侧风道的散热器3主要依靠冷却介质流道两侧的风道进行散热，通过外界空气由下向上通过风道将热量带走，少部分热量通过传递至塔筒1和风道外壁41进行散热。

如图7和图8所示，冷却系统还包括冷却柜体9，冷却柜体9与散热器3连接，且冷却介质在冷却柜体9与散热器3之间流动。冷却柜体9用于吸收被冷却物(也就是发热组件10)的热量，以对发热组件10进行冷却。

下面对冷却柜体9对发热组件10的冷却过程进行说明：

如图1、图7和图8所示，冷却柜体9为水冷柜体，散热器3为水冷散热器，冷却介质可以为水或其他液体冷却液。水冷柜体和发热组件10在塔筒1内部，水冷散热器安装于风力发电机组的塔筒1的外表面，各设备之间通过水冷管路连接。发热组件10产生的热量通过冷却系统的冷却柜体9的冷却液带走，冷却液通过水冷散热器上的冷却入口38，进入散热器3内的冷却介质流道，其热量通过塔筒1的筒壁以及散热器3的流道外壁32进行散热，热交换完成后，冷却的冷却液从冷却出口39返回冷却柜体9。

如图2、图3、图7和图8所示，水冷散热器安装于风力发电机组的塔筒1的外表面，发热组件10产生的热量通过冷却系统的冷却柜体9的冷却液带走，冷却液通过水冷散热器上的冷却入口38，进入散热器3内的冷却介质流道，其热量通过塔筒1的筒壁、散热器3的流道外壁32和散热翅片33进行散热，热交换完成后，冷却的冷却液从冷却出口39返回冷却柜体9。

如图4、图7和图8所示，水冷散热器安装于风力发电机组的塔筒1的外表面，发热组件10产生的热量通过冷却系统的冷却柜体9的冷却液带走，冷却液通过水冷散热器上的冷却入口38，进入散热器3内的冷却介质流道，热量通过塔筒1的筒壁、散热器的风道、风道外壁41进行散热，热交换完成后，冷却的冷却液从冷却出口39返回冷却柜体9。

如图5、图6、图7和图8所示，水冷散热器安装于风力发电机组的塔筒1的外表面，且散热器3与塔筒1的外表面之间具有间隔，并形成风道，发热组件10产生的热量通过冷却系统的冷却柜体9的冷却液带走，冷却液通过水冷散热器上的冷却入口38，进入散热器3内的冷却介质流道，热量通过塔筒1的筒壁、内侧风道、外侧风道、风道外壁41进行散热，热交换完成后，冷却的冷却液从冷却出口39返回冷却柜体9。

通过将散热器3的主要散热部分安装在风力发电机组的塔筒1的外表面，借助塔筒较大的散热容量，将发热组件10产生的热量散失，省去了原有采用强制风冷方式散热的散热器的电机，解决了能耗高、噪声大的问题。根据需要的散热量不同，散热器可以部分占据塔筒1的表面也可以是全部占据塔筒1的表面。散热器3的安装位置，并不限于塔筒的底部，可以是塔筒外表面的任何位置，比如塔筒的靠近叶片位置，这样的散热效果会更好。

根据本实用新型的另一方面，提供一种风力发电机组，其包括冷却系统，冷却系统为上述的风力发电机组的冷却系统。采用此冷却系统的风力发电机组解决了现有的强制风冷的空气散热器，风扇的能耗较大，同时其工作时产生的噪声较大，会影响到周围的自然环境的问题。在保证冷却效果的情况下，散热能耗少、散热安静。

本实用新型的风力发电机组的冷却系统及风力发电机组具有如下效果：

可以降低风力发电机组的冷却系统的能耗及噪声，完全通过自然条件进行通风散热；从而可以取消散热电机，降低散热的成本；同时可以起到保温的效果，保持塔筒内环境温度相对稳定，有利于设备长期工作。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，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，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。