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:10972754
风力发电机组的散热系统及风力发电机组的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种风力发电机组的散热系统及风力发电机组。所述散热系统包括进风口、排风口、第一空气通路和用于对所述风力发电机组的塔筒内的第一发热设备散热的散热装置,其中,所述进风口和所述排风口设置在所述塔筒的筒壁上;所述排风口为通往所述塔筒内部的第一舱室的入口;所述第一空气通路位于所述塔筒内部,且连通所述进风口和所述第一舱室;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。本实用新型实施例的散热系统,利用第一舱室的排风口实现散热排风,无需在塔筒上设置专门的散热排风口,减少了塔筒上的开口数量,可有效提升塔筒的结构强度。
【专利说明】
风力发电机组的散热系统及风力发电机组
技术领域
[0001]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】
[0002]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,以保证这些发热设备的正常运行。
[0003]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将热量带走,达到对发热设备散热的效果。为了将空气排出,通常的做法是在塔筒上设置专门的排风口。
[0004]但上述现有技术中存在以下问题:
[0005]塔筒上通常还会设置有用于维护塔筒内部设备的维护用开口,在塔筒上额外设置排风口会导致塔筒上的开口数量过多,削弱塔筒的结构强度。
【实用新型内容】
[0006]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,以解决在塔筒上设置专门的排风口弓I起塔筒结构强度削弱的问题。
[0007]为达到上述目的,本实用新型的实施例采用如下技术方案:
[0008]—种风力发电机组的散热系统,包括进风口、排风口、第一空气通路和用于对所述风力发电机组的塔筒内的第一发热设备散热的散热装置,其中,所述进风口和所述排风口设置在所述塔筒的筒壁上;所述排风口为通往所述塔筒内部的第一舱室的入口;所述第一空气通路位于所述塔筒内部,且连通所述进风口和所述第一舱室;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。
[0009]优选地,在前述的散热系统中,所述散热系统还包括第二空气通路和一级空气过滤装置;所述第二空气通路连通所述进风口和设置于所述塔筒内用于设置第二发热设备的第二舱室;所述一级空气过滤装置设置在所述第二空气通路中。
[0010]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二舱室和设置于所述塔筒内用于设置第三发热设备的第三舱室;所述二级空气过滤装置设置在所述第三空气通路中。
[0011]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;并且/或者,所述第一舱室设有检修门。
[0012]优选地,在前述的散热系统中,所述排风口处设有排风门,所述排风门上设置有排风孔或排风格栅;并且/或者,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。
[0013]优选地,在前述的散热系统中,所述进风口位于所述排风口的下方,所述散热装置通过换热管道与所述第一发热设备连接,所述第一发热设备包括设置在所述塔筒底部的变流柜和/或主控柜。
[0014]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设置于所述第一发热设备。
[0015]优选地,在前述的散热系统中,第三舱室位于所述第二舱室内,所述第三发热设备包括电子控制设备。
[0016]优选地,在前述的散热系统中,所述第二发热设备包括所述风力发电机组的变流器或者变压器。
[0017]根据本实用新型的第二方面,本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。
[0018]本实用新型实施例提供的风力发电机组的散热系统,利用第一舱室的开设于塔筒上的维护开口作为排风口,空气与散热单元换热后,进入第一舱室,然后经第一舱室的入口排出,无需在塔筒上专门设置排风口,可有效减少在塔筒上设置的开口的数量,有利于增强塔筒的结构强度。
[0019]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二舱室,由一级空气过滤装置对经进风口进入塔筒内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二舱室,可满足第二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。
[0020]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三舱室,由二级空气过滤装置对第二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三舱室,满足对第三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。
[0021]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】
[0022]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;
[0023]附图标号说明:
[0024]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;12、第二舱室;13、第三舱室;14、第一舱室;15、检修门;41、散热管道;42、排风门;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;81、第三风扇;82、换热管道。
【具体实施方式】
[0025]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。
[0026]实施例一
[0027]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。
[0028]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、第一空气通路和用于对风力发电机组的塔筒I内的第一发热设备9散热的散热装置,其中,进风口3和排风口4设置在塔筒I的筒壁上;排风口4为通往塔筒I内部的第一舱室14的入口;第一空气通路位于塔筒I内部,且连通进风口 3和第一舱室14;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。
[0029]本实用新型实施例提供的风力发电机组的散热系统,利用第一舱室14的开设于塔筒I上的维护开口作为排风口 4,空气与散热单元8换热后,进入第一舱室14,然后经第一舱室14的排风口4排出,无需在塔筒I上专门设置排风口,可有效减少在塔筒I上设置的开口的数量,有利于增强塔筒I的结构强度。
[0030]具体地,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,冷却单元在图中没有示出,冷却单元可以与第一发热设备9分开设置,也可以设置在第一发热设备9的内部。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 ο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I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。
[0031 ]可选地,第一发热设备9包括功率模块。可选地,进风口 3位于排风口 4的下方,散热装置通过换热管道与第一发热设备连接,第一发热设备为设置在塔筒I底部的风力发电机组的变流柜和/或主控柜。变流柜或者主变压器本身具有较高的防护性能,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。将进风口 3设置在排风口4的下方,使得进风口 3靠近变流柜和/或主控柜设置,更有利于缩短换热管道的长度,同时有利于热空气向上运动经由排风口 4排出。
[0032]具体地,第一舱室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。
[0033]在此基础上,在排风口4处设有与第一舱室14连通的排风门42,排风门42上设有排风孔或者排风格栅。如图1中所示,排风门42可开闭的设在排风口 4处,用以打开或者封闭排风口 4,人员可通过打开排风门42进入第一舱室14。
[0034]此外,第一舱室14内部还设置有检修门15。在正常情况下检修门15处于关闭的状态,使得塔筒I的内部空间与第一舱室14空间隔离。当需要检修时,打开检修门15,人员可进入塔筒I的内部空间进行检查和维护。
[0035]如图1中所示,第一舱室14下方设有散热管道41将第一舱室14与进风口3相连通。
[0036]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,换热后的空气进入第一舱室14,并经由第一舱室14的排风口 4排出到塔筒I的外部。
[0037]在此基础上,如图1中所示,散热系统还包括第二空气通路、一级空气过滤装置6;第二空气通路连通进风口 3和设置于塔筒I内用于设置第二发热设备的第二舱室12; —级空气过滤装置6设置在第二空气通路中。
[0038]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I内的环境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二舱室12。第二舱室12内具有需要空气散热的第二发热设备(图中未示出),该第二发热设备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。该第二发热设备可以是风力发电机组中用于子系统的变流器或者变压器等,该变流器或者变压器的防护性能弱于变流柜或者主变压器的防护性能,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。
[0039]具体地,如图1中所示,第二舱室12可以是塔筒内舱,进风口3经过第一管道与第二舱室12相连通,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。
[0040]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,然后进入第二舱室12。
[0041]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二舱室12和设置于塔筒I内用于设置第三发热设备的第三舱室13; 二级空气过滤装置7设置在第三空气通路中。
[0042]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对第二舱室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三舱室13,第三舱室13中具有需要空气散热的第三发热设备(图中未示出)。相比较第二发热设备和第一发热设备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,例如中控系统,PLC等,第三发热设备的防护性能弱于第一发热设备9和第二发热设备的防护性能。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。
[0043]具体地,如图1中所示,在第二舱室12的内部设有第三舱室13,第三舱室13可以为一个或者多个。第三舱室13设有与第二舱室12连通的通风口。二级空气过滤装置7设置在该通风口处。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。此外,第三舱室13不限于设置在第二舱室12的内部,还可以设置在第二舱室12的外部,通过通风口与第二舱室12连通。
[0044]第三空气通路的具体实现方式是:在第二风扇71的驱动下,空气由第二舱室12进入通风口,经二级空气过滤装置7过滤,然后进入第三舱室13。
[0045]此外,如图1中所示,第三舱室13的排风口可与第二舱室12相连通,第三舱室13的排风先排入第二舱室12,然后通过第二舱室12的排风口(图中未示出)排出,或者第二舱室12和/或第三舱室13均可设置有独立的排风口。
[0046]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。
[0047]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。
[0048]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:
[0049]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:当带有水气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,水气上升的惯性作用使得水气与细丝碰撞而粘附在细丝的表面上。细丝表面上的水气进一步扩散及本身的重力沉降,使水气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。
[0050]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。
[0051]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,空气中的水气冷凝为液态水,进而实现除湿功能。
[0052]此外,除湿装置5可设置在进风口3的外侧、进风口 3的内部或者进风口 3的内侧,对由外部进入进风口 3的空气进行除湿处理。
[0053]实施例二
[0054]本实用新型的实施例二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。可选地,风力发电机组的塔筒I设置在基座2上,在塔筒I内部,第一发热设备9也设置在基座2上,如图1中所示。但塔筒I和第一发热设备9的布置方式并不限于图1中的具体方式。
[0055]本实用新型实施例提供的风力发电机组的散热系统,利用第一舱室的开设于塔筒上的维护开口作为排风口,空气与散热单元换热后,进入第一舱室,然后经第一舱室的排风口排出,无需在塔筒上专门设置排风口,可有效减少在塔筒上设置的开口的数量,有利于增强塔筒的结构强度。
[0056]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二舱室,由一级空气过滤装置对经进风口进入塔筒内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二舱室,可满足第二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。
[0057]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三舱室,由二级空气过滤装置对第二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三舱室,满足对第三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。
[0058]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。
[0059]以上,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权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种风力发电机组的散热系统,其特征在于: 所述散热系统包括进风口(3)、排风口(4)、第一空气通路和用于对所述风力发电机组的塔筒(I)内的第一发热设备(9)散热的散热装置,其中, 所述进风口( 3)和所述排风口( 4)设置在所述塔筒(I)的筒壁上;所述排风口( 4)为通往所述塔筒(I)内部的第一舱室(14)的入口; 所述第一空气通路位于所述塔筒(I)内部,且连通所述进风口(3)和所述第一舱室(14); 所述散热装置具有散热单元(8),所述散热单元(8)设置在所述第一空气通路中。2.根据权利要求1所述的散热系统,其特征在于, 所述散热系统还包括第二空气通路和一级空气过滤装置(6); 所述第二空气通路连通所述进风口(3)和设置于所述塔筒(I)内用于设置第二发热设备的第二舱室(12);所述一级空气过滤装置(6)设置在所述第二空气通路中。3.根据权利要求2所述的散热系统,其特征在于, 所述散热系统还包括第三空气通路和二级空气过滤装置(7);其中, 所述第三空气通路连通所述第二舱室(12)和设置于所述塔筒(I)内用于设置第三发热设备的第三舱室(13); 所述二级空气过滤装置(7)设置在所述第三空气通路中。4.根据权利要求3所述的散热系统,其特征在于,所述散热单元(8)、所述一级空气过滤装置(6)和所述二级空气过滤装置(7)均具有风扇; 并且/或者, 所述第一舱室(14)设有检修门(15)。5.根据权利要求4所述的散热系统,其特征在于,所述排风口(4)处设有排风门(42),所述排风门(42)上设置有排风孔或排风格栅; 并且/或者, 所述散热系统还包括除湿装置(5),所述除湿装置(5)设置在所述进风口( 3)处。6.根据权利要求3-5中任一项所述的散热系统,其特征在于,所述进风口(3)位于所述排风口( 4)的下方,所述散热装置通过换热管道与所述第一发热设备连接,所述第一发热设备包括设置在所述塔筒(I)底部的变流柜和/或主控柜。7.根据权利要求6所述的散热系统,其特征在于,所述散热装置还包括冷却单元,所述散热单元(8)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第一发热设备(9)。8.根据权利要求3-5中任一项所述的散热系统,其特征在于,所述第三舱室(13)位于所述第二舱室(12)内,所述第三发热设备包括电子控制设备。9.根据权利要求2-5中任一项所述的散热系统,其特征在于,所述第二发热设备包括所述风力发电机组的变流器或者变压器。10.—种风力发电机组,其特征在于:具有如权利要求1-9中任一项所述的散热系统。
【文档编号】F03D80/60GK205663577SQ201620513483
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】米沙, 罗曼, 吴立洲, 张新刚, 李晔
【申请人】江苏金风科技有限公司
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