本实用新型涉及风力发电技术领域，更具体地说，涉及一种风力发电机组的环境控制系统和包括该环境控制系统的风力发电机组。
背景技术：
风力发电机组是将风能转换为电能的一种装置。随着风力发电机组向着越来越大的兆瓦级发展，风力发电机组内各发热部件的发热量也越来越大，因此需要对风力发电机组内的空气进行散热。此外，随着风力发电机组装机地区向着南方潮湿型地区及海上偏移，潮湿空气会影响风力发电机组内电器元件的使用寿命，锈蚀风力发电机组内的机械部件，因此需要对风力发电机组内的空气进行除湿。
在现有技术中，风力发电机组内的散热系统和除湿系统是两套相互独立的系统。该系统存在吊装不便、风管走线复杂、占据空间较大和采购成本较高的问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种散热系统和除湿系统集成在一起的风力发电机组的环境控制系统和包括该环境控制系统的风力发电机组。
根据本实用新型的实施例，提供一种风力发电机组的环境控制系统，所述环境控制系统包括：进风口，设置在所述风力发电机组的塔筒壁上；风箱，设置在所述塔筒内，具有进风端和出风端；第一进风管，连接所述进风口和所述进风端；空气过滤系统，设置在所述风箱内，并将所述进风端和所述出风端隔开；除湿系统，设置在所述风箱内；第一风机，设置在所述风箱的所述出风端侧，用于将外部空气经由所述第一进风管引入所述风箱内，使外部空气通过所述风箱并经由所述出风端排入到所述塔筒内。
可选地，所述除湿系统可设置在所述空气过滤系统的上部。
可选地，所述环境控制系统还可包括：第二进风管，用于将所述塔筒外部的空气引入到所述风箱内，以对所述除湿系统进行除湿；加热器，在所述风箱内设置在所述除湿系统的下方，用于对引入到所述风箱内的空气进行加热；出风管，用于将对所述除湿系统除湿后的空气排放到所述塔筒的外部；第二风机，将所述塔筒外部的空气通过所述第二进风管引入到所述风箱内，使其通过所述加热器加热后流经所述除湿系统进行除湿，最后将除湿后的空气通过所述出风管排放到所述塔筒的外部。
可选地，所述第一进风管上设置有用于打开或关闭所述第一进风管的第一阀门，第二进风管上设置有用于打开或关闭所述第二进风管的第二阀门。
可选地，所述环境控制系统还可包括：温度和湿度传感器，用于检测所述风力发电机组内的温度和湿度；控制器，根据所述温度和湿度传感器的检测结果，控制所述第一阀门、所述第二阀门和所述第一风机。
可选地，所述除湿系统包括除湿转轮。
可选地，所述进风口可设置在所述塔筒的箱变层的侧壁上。
可选地，所述第二进风管和所述出风管可设置为从所述塔筒的箱变层的侧壁伸出所述塔筒。
可选地，所述第一进风管、所述第二进风管和所述出风管均设置在所述风箱的下端并朝向所述塔筒的同一侧延伸。
根据本实用新型的另一方面，提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括如上所述的环境控制系统。
根据本实用新型，通过将环境控制系统中的散热和除湿装置在结构和功能上相结合，可优化散热和除湿功能，并使环境控制系统的风管走线整齐简洁，优化共用风道，节约吊装时间，减少系统的故障点。
此外，根据本实用新型，可根据风力发电机组内的温度和湿度，对环境控制系统执行适应性地控制，从而可最大限度地利用环境控制系统执行散热和除湿功能。
附图说明
图1是安装有根据本实用新型的实施例的环境控制系统的风力发电机组。
具体实施方式
以下，将参照附图详细描述根据本实用新型的实施例的环境控制系统和包括该环境控制系统的风力发电机组。
图1示出了安装有根据本实用新型的实施例的环境控制系统的风力发电机组。
如图1所示，风力发电机组可包括塔筒1、设置在塔筒1上的机舱2和轮毂3以及设置在轮毂3上的叶片4。其中，塔筒1可包括位于塔筒1的最底层的塔底基础层1a、设置在塔底基础层1a上方用于安装箱变设备等的箱变层1b以及设置在箱变层1b上方用于安装主控柜体等的主控柜层1c。
根据本实用新型的实施例的环境控制系统可包括：进风口11，设置在塔筒1壁上；风箱12，设置在塔筒1内，具有进风端12a和出风端12b；第一进风管13，连接进风口11和进风端12a；空气过滤系统14，设置在风箱12内，并将进风端12a和出风端12b隔开；除湿系统21，设置在风箱12内；第一风机15，设置在风箱12的出风端12b侧，用于将外部空气经由第一进风管13引入风箱12内，使其通过风箱12并经由出风端12b排入到塔筒1内。
如图1所示，优选地，进风口11可设置在箱变层1b的侧壁上。箱变层1b的侧壁上设置有非承重板，因此在箱变层1b的侧壁上开孔不会影响整个塔筒1的承重。
根据本实用新型的实施例，可在塔筒1的外壁、进风口11处设置进风弯头16，进风弯头16背离进风口11的末端向下弯曲。进风弯头16可防止在大风或下雨等恶劣天气时，空气中的大颗粒雨点和沙尘进入第一进风管13。另外，根据本实用新型的实施例，可在进风弯头16的末端设置网罩17，以防止较大杂物进入到第一进风管13中。
风箱12可设置在主控柜层1c中。具体地，风箱12可以为圆形或方形等，而不受具体限制。风箱12可具有进风端12a和出风端12b，进风端12a可以为设置在风箱12的底部壳体上的开口，出风端12b可以为设置在风箱12的顶部壳体上的开口。
第一进风管13可连接进风口11和进风端12a。根据本实用新型的实施例，第一进风管13上可设置有用于打开或关闭第一进风管13的第一阀门(未示出)。在打开第一阀门时，塔筒1外的空气可通过第一进风管13进入塔筒1内，在关闭第一阀门时，塔筒1外的空气无法通过第一进风管13进入塔筒1内。
空气过滤系统14可设置在进风端12a和出风端12b之间，以对进入到风箱12内的空气进行过滤，具体地，空气过滤系统14可过滤空气中的灰尘和盐雾。
可采用能够过滤灰尘和盐雾的任何过滤系统作为本实用新型的实施例的空气过滤系统14。可选地，根据本实用新型的实施例的空气过滤系统14可包括第一级过滤装置和第二级过滤装置，第一级过滤装置和第二级过滤装置可以分体式并可拆卸地水平安装在风箱12中。第一级过滤装置可以为粗效过滤装置，用于过滤尺寸较大的灰尘和盐雾，第二级过滤装置可以为亚高效过滤装置，用于过滤尺寸较小的灰尘和盐雾。
根据本实用新型，通过利用空气过滤系统14对进入风箱12内的空气进行过滤，可去掉空气中所含的灰尘和盐雾颗粒等，防止灰尘和盐雾颗粒对海上风力发电机组的部件造成腐蚀、磨损。
根据本实用新型的实施例，除湿系统21可设置在风箱12内，并可设置于空气过滤系统14的上部或下部。优选地，除湿系统21可设置在空气过滤系统14的上部。在这种情况下，可防止塔筒1外部的空气中的灰尘对除湿系统21造成污染。可选地，除湿系统21可以为除湿转轮。
第一风机15可设置在风箱12的出风端12b侧，用于将塔筒1外的空气经由第一进风管13引入到风箱12内，进入到风箱12内的空气通过空气过滤系统14过滤、并通过除湿系统21除湿后可经由出风端12b排入到塔筒1内，以对海上风力发电机组内的空气进行散热。
根据本实用新型的实施例，通过将空气过滤系统14和除湿系统21集成在风箱12内，可实现散热系统和除湿系统在结构和功能上的集成。
具体而言，在现有技术中，风力发电机组的散热系统和除湿系统作为两套独立的系统运行工作，该系统存在控制策略复杂、占用安装空间较大和采购成本较高等问题。此外，散热系统引入的新风可能会因湿度过大对机组内环境湿度产生影响。并且，散热系统和除湿系统都有空气过滤系统，因此在过滤引入到塔筒内的空气时，对散热系统和除湿系统各自的空气过滤系统会产生叠加浪费。
根据本实用新型，通过将空气过滤系统14和除湿系统21集成在风箱12内，相比散热和除湿各子系统分别独立的风管走线，环境控制系统的风管走线整齐简洁，可以优化共用风道，并且可以节约吊装时间，减少系统的故障点。另外，塔筒1外的空气在通过空气过滤系统14过滤后，可通过除湿系统21进行除湿，因此可将干净、干燥的空气引入到塔筒1内，从而可确保对海上风力发电机组内的空气进行散热的空气为干燥的空气。
除湿系统21(例如，除湿转轮)在工作一定时间之后，需要对除湿系统21进行除湿。根据本实用新型的实施例，如图1所示，环境控制系统还可包括用于对除湿系统21进行除湿的第二进风管22、加热器(未示出)、出风管23和第二风机(未示出)。
优选地，第二进风管22和出风管23可设置为从塔筒1的箱变层1b的侧壁伸出塔筒1。这是因为箱变层1b的侧壁上设置有非承重板，因此在箱变层1b的侧壁上开孔不会影响整个塔筒1的承重。另外，加热器可设置在风箱12内，并可设置在除湿系统21的下方，用于对引入到风箱12内的空气进行加热。当空气过滤系统14设置在除湿系统21下方时，加热器可设置在空气过滤系统14和除湿系统21之间。可选地，第二风机可在风箱12内设置在除湿系统21的上部。
根据本实用新型的实施例，第二风机可将塔筒1外部的空气通过第二进风管22引入到风箱12内，进入风箱12内的空气经过空气过滤系统14进行过滤，然后通过加热器进行加热，被加热后的空气流经例如除湿转轮的除湿系统21，在流经除湿转轮时会带走除湿转轮上的湿气，从而可对除湿转轮进行除湿。最后，第二风机可将除湿后的空气通过出风管23排放到塔筒1的外部。
根据本实用新型的实施例，第一进风管13、第二进风管22和出风管23可均设置在风箱12的下端并朝向塔筒1的同一侧(例如，图1中的塔筒1的右侧)延伸，以利于管线布置。
另外，根据本实用新型的实施例，第二进风管22上可设置有用于打开或关闭第二进风管22的第二阀门。当打开第二阀门时，塔筒1外部的空气可通过第二进风管22进入到风箱12内，当关闭第二阀门时，塔筒1外部的空气无法通过第二进风管22进入到风箱12内。
根据本实用新型的实施例，环境控制系统还可包括温度和湿度传感器30以及控制器40。温度和湿度传感器30以及控制器40可设置在风力发电机组内，具体地，控制器40可设置在塔筒1的主控柜层1c中，温度和湿度传感器30可靠近控制器40设置。应理解的是，虽然图1中示出了温度和湿度传感器30为一体式设计，但温度和湿度传感器30也可为分体式设计。
根据本实用新型的实施例，控制器40可根据温度和湿度传感器30的检测结果，控制第一阀门、第二阀门和第一风机15，以下，将对其进行详细描述。
当风力发电机组内的温度大于等于第一预定值或风力发电机组内的湿度大于等于第二预定值时，控制器40打开第一阀门并关闭第二阀门。可根据风力发电机组的耐热性和耐湿性合理地设定第一预定值和第二预定值。
具体而言，当风力发电机组内的温度大于等于第一预定值时，可对风力发电机组内的空气进行散热。此时，可打开第一风机15，打开第一阀门并关闭第二阀门，塔筒1外部的空气可通过网罩17、进风弯头16和第一进风管13进入到风箱12内，进入风箱12内的空气可通过空气过滤系统14过滤灰尘和盐雾、通过除湿系统21进行除湿，然后干净、干燥的空气可通过出风端12b排入到塔筒1内。
此时，由于需要使上述干净、干燥的空气在风力发电机组内完成散热循环，因此控制器40可控制第一风机15以高转速运行，以提供更大的驱动力。在第一风机15的高转速驱动下，干净、干燥的空气可由于第一风机15形成的正压和空气上浮的自然规律，沿着塔筒1从下往上流动，首先冷却塔筒1内的电缆和电控柜，然后进入机舱2，对发电机进行冷却，最后流向轮毂3，冷却轮毂3内控制柜，并从轮毂3与叶轮根部的缝隙处排出风力发电机组，从而完成整个散热循环。
当风力发电机组内的湿度大于等于第二预定值但温度小于第一预定值时，可对风力发电机组内的空气进行除湿。此时，可打开第一风机15，打开第一阀门并关闭第二阀门，塔筒1外部的空气可通过网罩17、进风弯头16和第一进风管13进入到风箱12内，进入风箱12内的空气可通过空气过滤系统14过滤灰尘和盐雾、通过除湿系统21进行除湿，然后干净、干燥的空气可通过出风端12b排入到塔筒1内，从而降低风力发电机组内空气的湿度。此时，由于无需使上述干净、干燥的空气在风力发电机组内完成空气循环，因此控制器40可控制第一风机15以低转速运行。
当风力发电机组内的湿度小于第二预定值且温度小于第一预定值时，可对环境控制系统的除湿系统21进行除湿。此时，控制器40可打开第二风机，关闭第一阀门并打开第二阀门。可通过第二风机将塔筒1外部的空气通过第二进风管22引入到风箱12内，并通过加热器对该空气进行加热，加热后的空气通过空气过滤系统14过滤后对除湿系统21进行除湿，除湿后的湿空气可通过出风管23排放到塔筒1的外部。
根据本实用新型的实施例，通过将散热系统和除湿系统相结合，可保证用于对风力发电机组进行散热的空气是干燥的空气，防止向风力发电机组内引入湿空气。
另外，根据本实用新型，通过将环境控制系统中的散热系统和除湿系统在结构和功能上相结合，可优化散热和除湿功能，并使环境控制系统的吊装更加方便、风管走线整齐简洁、占据空间减小、采购成本降低。
虽然已表示和描述了本实用新型的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本实用新型的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。