用于产热设备的散热围护结构和风力发电机组的制作方法_2

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[0033] 为达到上述目的,本实用新型的实施例采用如下技术方案:
[0034] -种用于产热设备的散热围护结构,该散热围护结构包括限定中间空间的围护结 构本体,在所述围护结构本体的内壁上至少部分地施加热辐射吸收涂层。
[0035] 进一步地,在所述围护结构本体的外壁上至少部分地施加热辐射散热涂层。
[0036] 优选地,所述热辐射散热涂层设在所述围护结构本体的背阴面的外壁上。
[0037] 进一步地,所述热辐射吸收涂层设在所述围护结构本体的背阴面内壁上。
[0038] 进一步地,在所述围护结构本体的阳面内壁上设置第一隔热层。
[0039] 进一步地,所述第一隔热层为热辐射隔热涂层。
[0040] 进一步地,在所述围护结构本体的至少阳面外壁上施加第二隔热层。
[0041] 进一步地,所述第二隔热层为热反射隔热涂层。
[0042] 进一步地,在所述围护结构本体的顶层内壁上施加第三隔热层。
[0043] 进一步地,所述第三隔热层为热辐射隔热涂层。
[0044] 进一步地,所述围护结构本体的顶层与所述第三隔热层之间设有封闭空气隔热 层。
[0045] 进一步地,所述产热设备设置在所述散热围护结构的靠近背阴面的区域中。
[0046] 进一步地,在所述产热设备的外壁上施加热辐射散热涂层。
[0047] 进一步地,所述热辐射散热涂层施加在所述产热设备的面向围护结构本体背阴面 内壁的一侧上。
[0048] 进一步地,所述散热围护结构为风力发电机组的塔筒或机舱,所述产热设备为风 力发电机组的电力传输电缆或电气设备(例如电控柜或变流器)。
[0049] -种风力发电机组,该风力发电机组包括塔筒和/或机舱,所述塔筒和/或机舱构 造成上述的用于产热设备的散热围护结构。
[0050] 本实用新型实施例提供的用于产热设备的散热围护结构和风力发电机组,能在不 借助外界动力、环保、无噪声、零能耗条件下主动降低了围护结构内环境的空气温度,从而 降低产热设备的温度,保证产热设备长时间地工作在允许的正常温度下。
[0051] 进一步地,在热力学第二定律指导下,借助塔筒这样的围护结构,挖掘其"背阴面 内壁面"以及附近表面空气温度较低的这个"冷源",发挥其能够降低风电机组塔筒内电力 传输电缆等产热设备的表面温度,延长其使用寿命,保证风力发电运行安全的作用。
【附图说明】
[0052]图1为本实用新型实施例的散热围护结构的剖视示意图;
[0053]图2为本实用新型实施例的散热围护结构借助内壁上热辐射吸收涂层辐射换热 示意图;
[0054]图3为本实用新型实施例的散热围护结构外部夏季综合温度的组成;
[0055] 图4为本实用新型实施例的散热围护结构夏季各朝向太阳辐射及出现高温方向 的范围;
[0056]图5为本实用新型实施例的散热围护结构外围不同朝向的综合温度曲线图;
[0057]图6为本实用新型实施例的散热围护结构吸收的热量传递方向示意图;
[0058]图7所示表示本实用新型实施例的散热围护结构背阴面热量径向传递示意图;
[0059]图8表示本实用新型实施例的散热围护结构内表面第一隔热层热源等效单元网 络及表面辐射热阻;
[0060] 图9和10为本实用新型实施例的散热围护结构顶部隔热示意图,其中,图9为从 来风方向观察风力发电机组的围护结构的视图,图10为从垂直于来风方向的侧向观察风 力发电机组的围护结构的视图。
[0061] 附图标记汇总:围护结构本体5、电力传输电缆1、电气设备2、热辐射吸收涂层3、 热辐射散热涂层7、第一隔热层4、第二隔热层6、第三隔热层8、封闭空气隔热层9、顶层10。
【具体实施方式】
[0062] 下面结合附图对本实用新型实施例的用于产热设备的散热围护结构和风力发电 机组进行详细描述。
[0063] 实施例一
[0064] 如图1所示,该用于产热设备的散热围护结构包括限定中间空间的围护结构本体 5,在该中间空间中设有产热设备例如电力传输电缆1和电气设备2 (例如变流器),在围护 结构本体5的内壁上至少部分地施加热辐射吸收涂层3。
[0065] 电力传输电缆1和电气设备2等产热设备在工作中会发热,温度升高并向外辐射 热量,本实施例通过在围护结构本体5内壁上至少部分地施加热辐射吸收涂层3,其因具有 高的热辐射吸收率,能主动高效地对产热设备发出的热辐射进行接收和吸收,被热辐射吸 收涂层3吸收的热量进一步地经由围护结构本体5向外传递,也就"开通"了产热设备产生 的热量借助围护结构本体5实现径向向外传输的热传递通道,发挥了围护结构本体5向外 表面导热的功能,从而避免产热设备产生的热量在围护结构本体5内部迅速聚集而导致温 度超过产热设备正常工作温度的问题。
[0066] 图2表示施加了热辐射吸收涂层3的围护结构本体5与产热设备之间的辐射换热 情况。其中,qli3为产热设备与围护结构本体5内壁之间的辐射热交换速率,为围护结构 本体5外壁向外部自然环境发射的辐射热速率。热辐射吸收涂层3的吸收率越高,产热设 备与围护结构本体5内壁之间的辐射热交换速率qli3越大,越有利于产热设备的散热降温, 围护结构本体5外壁的发射率越大,则越大,越有利于围护结构本体5的散热降温,围护 结构本体5的温度低了,产热设备与围护结构本体5之间的温差将会变大或保持在一个有 利的范围内,则产热设备与围护结构本体5内壁之间的辐射热交换速率qU3会提高或者至 少保持在一个较高的水平,如此形成良性循环,能保证产热设备良好的散热降温。
[0067] 热辐射吸收涂层3根据材料及制备工艺的不同,主要有以下四类,不同类型的涂 层可以单独地,也可以组合地用在本实用新型实施例中。
[0068] (1)涂料涂层
[0069] 涂料涂层制备方法一般采用压缩空气喷涂法。常用的涂料涂层有:
[0070]Fe203-Cr203涂层,以Fe203、Cr203和MnO2为颜料,有机硅改性丙烯酸树脂为粘结剂, 涂层的吸收发射比可达3. 26;
[0071] PbS(林蔓状晶体)涂层,以0. 1ym林蔓状晶体PbS为颜料,乙丙橡胶或氟树脂为 粘结剂,吸收率为〇. 85~0. 91,发射率为0. 23~0. 40;
[0072] 硅溶胶吸热涂层,以硅溶胶作粘结剂,Fe粉作发色体,涂层成本低、耐候性和防水 性好,吸收率为〇. 94,发射率为0. 41。
[0073] 酞菁绿涂层,颜料成分为Fe3Cu05,其具有良好的装饰性和高的吸收发射比;
[0074] 采用粉末火焰喷涂法制备的黑铬选择性吸收涂层,工艺简单、成本低、性能稳定、 光谱选择性好,其热辐射吸收率为〇. 91,发射率为0. 15。
[0075](2)真空镀膜涂层
[0076] 真空镀膜涂层利用真空蒸发和磁控溅射技术制取。如利用直接蒸发制取的PbS/ A1/A1涂层。利用磁控溅射制取的有不锈钢一碳/铜涂层、A1CN涂层、AlNx0y涂层和Ni-Cr涂 层,多层渐变铝氮铝(A1-N/A1)涂层。还有采用射频溅射制备的金属陶瓷复合涂层,主要应 用在中高温领域,它是近年来新开发的工艺,如Ni-Al203涂层;Wu-A1NX涂层,是将钨、铬等 金属粒子掺入氮化铝介质,得到金属陶瓷复合涂层;Ni:Si02金属陶瓷吸收层,Ni在涂层 表面的体积比为10%,到底部逐渐变化为90%,涂层厚度为100~170nm,吸收率为0. 96, 发射率为0. 03~0. 14 ;掺钼的三氧化二铝(M〇-A1203)金属陶瓷涂层,A1203作减反射层,双 层M〇-A1203金属陶瓷层作吸收层,Mo或Cu作减反射层,该涂层在350°C下性能稳定,吸收率 为0.96,发射率为0. 11。
[0077] (3)电化学转化涂层
[0078]常用的电化学涂层有铝阳极氧化涂层、CuO转化涂层和钢的阳极氧化涂层等。这 类涂层一般吸收率为0. 88~0. 95,发射率为0. 15~0. 32。铝阳极氧化涂层光谱选择性、 耐腐蚀、耐光照性能良好;CuO转化镀涂层有一层黑色绒面,保护不好容易导致性能下降; 钢的阳极氧化涂层抗紫外线和抗潮湿性能好;还有Mo黑化学转化涂层,吸收率最大能达到 0.87,发射率为0. 13~0. 17。
[0079] (4)电镀涂层
[0080]常用的电镀涂层主要有黑镍涂层、黑铬涂层、黑钴涂层等,均具有良好的光学性 能。以黑铬和黑镍的
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