发电机组散热水箱控制系统的制作方法

本实用新型属于发电机组散热水箱技术领域，尤其是涉及一种发电机组散热水箱控制系统。

背景技术：

目前以燃气为燃料的发电机组已经广泛应用在矿产开采、分布式能源、能源再生等各个领域。一般发电机组主要包含发动机(提供动能)、发电机(产生电流)、底盘、散热水箱和电气控制系统，而其中用于对发动机冷却液和增压后混合气冷却的散热水箱一般为风冷设计，即发动机驱动自带的散热风扇通过风力流经散热水箱中热交换器，带走热交换器内冷却液和增压后混合气的热量，从而给发动机冷却液和增压后混合气进行降温。

如图1至4共同所示，目前常见的散热水箱1包括壳体11，该壳体11主要由水箱风罩111和风扇保护罩112构成，通常散热风扇安装在风扇保护罩112上，借助风扇保护罩112上的通风口1121向位于壳体11内的冷却液热交换器12和混合气热交换器13吹风。冷却液热交换器12和混合气热交换器13分别独立工作；其中冷却液热交换器12主要用于对发动机冷却液进行冷却，冷却液热交换器12的进水端121和出水端122分别与发动机冷却液出口和进口连通，构成冷却液循环管路；混合气热交换器13主要用于对增压后混合气进行冷却，混合气热交换器13的进气端131和出气端132分别与发动机增压气体出口和进口连通。

目前散热水箱虽然可以实现冷却功能，但仍然存在以下缺陷：1、无法精确控制冷却液温度和增压后混合气温度；2、其冷却液的加注需人工完成；3、散热水箱也没有相应的漏液报警措施；4、散热水箱中热交换器的通风处容易因油污发生堵塞，一旦堵塞将会使散热效果变差，温度过高的冷却液和增压后混合气导致发动机过早损坏，为了避免堵塞通常需要人为定期拆卸清洗。简言之，目前的散热水箱没有相应的控制系统对其进行智能化控制，人工维护成本较高，且存在安全性隐患。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中存在的不足，本实用新型解决的技术问题是，提供一种发电机组散热水箱控制系统，其智能化控制程度高，人工维护成本低，且可提高发电机组运行的安全可靠性。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种发电机组散热水箱控制系统，包括散热水箱，所述散热水箱包括壳体和设置于所述壳体内且并联运行的两个热交换器，其中一个是用于对发动机冷却液进行冷却的冷却液热交换器，另一个是用于对增压后混合气进行冷却的混合气热交换器。

所述发电机组散热水箱控制系统还包括同时清洁所述冷却液热交换器和所述混合气热交换器的自动清洁装置、向所述冷却液热交换器内加注冷却液的冷却液自动加注补给装置和用于控制所述冷却液热交换器和所述混合气热交换器的散热温度的温度控制装置。

所述自动清洁装置、所述冷却液自动加注补给装置和所述温度控制装置均与所述发电机组中的发动机电控单元ECU电连接。

在上述技术方案中优选的，所述发电机组散热水箱控制系统还包括进液总管，所述进液总管与所述自动清洁装置和所述冷却液自动加注补给装置均相连通，所述进液总管上设置有电动水泵，所述电动水泵与所述发动机电控单元ECU电连接。

在上述技术方案中优选的，所述自动清洁装置包括清洁按钮、中空喷液管、清洁钢刷和驱动机构；所述驱动机构可驱动所述中空喷液管在所述壳体内上、下滑动，且所述中空喷液管设有朝向所述热交换器的喷孔，所述清洁钢刷转动套设在所述中空喷液管的外部，所述清洁钢刷的筒形管上设有若干个通水孔，所述筒形管上的刷毛与所述热交换器相接触，所述中空喷液管通过可弯曲的波纹管连接进液分管Ⅰ，所述进液分管Ⅰ与所述进液总管相连通，所述进液分管Ⅰ上设置有电磁通断阀Ⅰ；所述清洁按钮、所述驱动机构、所述电磁通断阀I均与所述发动机电控单元ECU电连接。

在上述技术方案中优选的，所述驱动机构包括双向电机、驱动链轮、从动链轮，绕于所述驱动链轮和所述从动链轮上的链条，所述驱动链轮和所述从动链轮转动安装于所述壳体上，所述双向电机的输出轴与所述驱动链轮固定连接；所述中空喷液管的两端均设置有滑块，所述壳体上设有与所述滑块相适配的滑槽，所述中空喷液管一端的所述滑块与所述链条固定；所述中空喷液管一端贯穿相应所述滑块，穿出所述滑块外的所述中空喷液管通过所述波纹管与所述进液分管Ⅰ连接。

在上述技术方案中优选的，所述冷却液自动加注补给装置包括膨胀水箱，进液分管Ⅱ和出液管；所述进液分管Ⅱ一端与所述进液总管连通，所述进液分管Ⅱ另一端与所述膨胀水箱连通，所述膨胀水箱与所述出液管一端连通，所述出液管另一端与所述冷却液热交换器连通，所述出液管处设置有液位传感器，所述进液分管Ⅱ上设置电磁通断阀Ⅱ和单向阀，所述单向阀位于所述电磁通断阀Ⅱ下游；所述冷却液自动加注补给装置还包括注液按钮、补液按钮和报警指示灯，所述注液按钮、所述补液按钮、所述报警指示灯、所述液位传感器和所述电磁通断阀Ⅱ均与所述发动机电控单元ECU电连接。

在上述技术方案中优选的，所述温度控制装置包括2个变频散热风扇组和2个温度传感器组，2个所述变频散热风扇组均设置于所述壳体上，所述壳体上对应开设有通风口，每个所述热交换器的外侧分别设置有1个所述变频散热风扇组，每个所述热交换器内分别设置有1个所述温度传感器组；2个所述变频散热风扇组和2个所述温度传感器组均与所述发动机电控单元ECU电连接，且2个所述变频散热风扇组独立受控于所述发动机电控单元ECU。

在上述技术方案中优选的，每个所述变频散热风扇组均包括2个变频散热风扇，所述冷却液热交换器内设置的所述温度传感器组包括2个所述温度传感器，分别设置于所述冷却液热交换器的进水端和出水端；所述混合气热交换器内设置的所述温度传感器组包括1个所述温度传感器，设置于所述混合气热交换器的出气端。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

本实用新型发电机组散热水箱控制系统，除了包含散热水箱外还包括了清洁热交换器的自动清洁装置、冷却液自动加注补给装置和温度控制装置，这些装置的工作状态受控于发动机电控单元ECU。当需要清洁热交换器时，利用清洁按钮向发动机电控单元ECU发出清洁指令，发动机电控单元ECU控制自动清洁装置处于工作状态，驱动机构间接驱动清洁钢刷对热交换器上、下往复清洁。当需要加注冷却液时，利用注液按钮向发动机电控单元ECU发出注液指令，发动机电控单元ECU控制冷却液自动加注补给装置处于工作状态，进行冷却液加注；利用补液按钮，发动机电控单元ECU同样控制冷却液自动加注补给装置处于工作状态，进行冷却液补给或报警提示。同时，发动机电控单元ECU基于温度控制装置中温度传感器组传送的温度信号，通过内设于发动机电控单元ECU的PID调节模块分别调节输出给变频散热风扇组的电流值，控制其转速进而对热交换器散热温度进行管控。

综上，本实用新型智能化程度高，人工维护成本低，通过温度控制装置有效避免因冷却液和增压后混合气温度过高而导致发动机过早损坏的现象，提高发电机组运行的安全可靠性。

附图说明

图1是现有散热水箱的结构示意；

图2是图1中水箱风罩的结构示意图；

图3是图1中两个热交换器的结构示意图；

图4是图1中风扇保护罩的结构示意图；

图5是本实用新型发电机组散热水箱控制系统原理性示意图；

图6是图5中中空喷液管和清洁钢刷组装后的结构示意图；

图7是图6中中空喷液管的结构示意图；

图中：1-散热水箱，11-壳体，111-水箱风罩，112-风扇保护罩，1121-通风口，12-冷却液热交换器，121-进水端，122-出水端，13-混合气热交换器，131-进气端，132-出气端，2-自动清洁装置，21-清洁按钮，22-中空喷液管，221-喷孔，222-滑块，23-清洁钢刷，231-筒形管，232-通水孔，233-刷毛，24-驱动机构，241-双向电机，242-驱动链轮，243-从动链轮，244-链条，25-波纹管，26-进液分管Ⅰ，27-电磁通断阀Ⅰ，3-冷却液自动加注补给装置，31-膨胀水箱，32-进液分管Ⅱ，321-电磁通断阀Ⅱ，322-单向阀，33-出液管，331-液位传感器，34-注液按钮，35-补液按钮，36-报警指示灯，4-进液总管，41-电动水泵，5-水桶，6-排污口，7-排污桶，a1-变频散热风扇，a2-变频散热风扇,a3-变频散热风扇，a4-变频散热风扇,b1-温度传感器，b2-温度传感器，b3-温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作详细的说明。

如图5所示，发电机组散热水箱控制系统，包括散热水箱1，散热水箱1包括壳体11和设置于壳体11内且并联运行的冷却液热交换器12和混合气热交换器13，为了便于后续的清洁，将冷却液热交换器12和混合气热交换器13并排设置，冷却液热交换器12用于对发动机冷却液进行冷却，混合气热交换器13用于对增压后混合气进行冷却。

发电机组散热水箱控制系统还包括进液总管4、同时清洁冷却液热交换器12和混合气热交换器13的自动清洁装置2、向冷却液热交换器12内加注冷却液的冷却液自动加注补给装置3和用于控制冷却液热交换器12和混合气热交换器13的散热温度的温度控制装置。进液总管4与自动清洁装置2和冷却液自动加注补给装置3均相连通，输送相应所需的液体；进液总管4上设置有电动水泵41；自动清洁装置2、冷却液自动加注补给装置3、温度控制装置和电动水泵41均与发电机组中的发动机电控单元ECU电连接，实现控制指令的传送执行。

其中：一、自动清洁装置2优选的结构为：包括清洁按钮21、中空喷液管22、清洁钢刷23和驱动机构24。

如图6和图7共同所示，中空喷液管22设置于壳体11内，不受壳体11上设置的变频散热风扇a1、a2、a3、a4干涉。中空喷液管22设有朝向冷却液热交换器12和混合气热交换器13喷液的喷孔221(喷孔221的位置固定，可避免清洁液喷射到变频散热风扇a1、a2、a3、a4上)，清洁钢刷23转动套设在中空喷液管22的外部(清洁钢刷23随中空喷液管22运动的同时可发生自转，便于清洁)。清洁钢刷23的筒形管231上设有若干个通水孔232，中空喷液管22内的液体经喷孔221和通水孔232喷到冷却液热交换器12和混合气热交换器13的外表面及刷毛233上，筒形管231上的刷毛233与冷却液热交换器12和混合气热交换器13相接触，中空喷液管22通过可弯曲的波纹管25(可实现中空喷液管22在运动时，不受其固定管路的牵制)连接进液分管Ⅰ26，进液分管Ⅰ26与进液总管4相连通，进液分管Ⅰ26上设置有电磁通断阀Ⅰ27；同样清洁按钮21、驱动机构24、电磁通断阀I27均与发动机电控单元ECU电连接；实现清洁指令的传送和执行。

驱动机构24可驱动中空喷液管22在壳体11内上、下滑动，驱动机构24除了链传动机构外，也可是受发动机电控单元ECU周期控制上下运动的电动推杆，或是可实现往复运动的凸轮连杆机构；与本实施例驱动机构24功能相同的机械结构很多，在此仅以链传动机构为例进行说明。

该驱动机构24包括双向电机241、驱动链轮242、从动链轮243，绕于驱动链轮242和从动链轮243上的链条244，驱动链轮242和从动链轮243转动安装于壳体11上，双向电机241的输出轴与驱动链轮242固定连接；中空喷液管22的两端均设置有滑块222，壳体11的两侧部开设有与滑块222相适配的滑槽(即长形通孔，为滑块222的运动起导向限位作用)，中空喷液管22一端的滑块222与链条244固定，滑块222随链条244发生运动。

靠近链条244的中空喷液管22一端贯穿相应滑块222，穿出滑块222外的中空喷液管22通过波纹管26与进液分管Ⅰ26连接；或者远离链条244的中空喷液管22一端贯穿相应滑块222，穿出滑块222外的中空喷液管22通过波纹管26与进液分管Ⅰ26连接。

发动机电控单元ECU按预设周期控制双向电机241发生正转或反转，实现滑块222随链条244发生往复上、下运动，进而带动中空喷液管22和清洁钢刷23往复上、下运动，实现对冷却液热交换器12和混合气热交换器13的自动清洁，由于波纹管26的存在，中空喷液管22不会受固定管路的牵制而无法完成上、下运动。

二、冷却液自动加注补给装置3优选的结构为：包括膨胀水箱31，进液分管Ⅱ32和出液管33。进液分管Ⅱ32一端与进液总管4连通，进液分管Ⅱ32另一端与膨胀水箱31连通，膨胀水箱31与出液管33一端连通，出液管33另一端与冷却液热交换器12连通，出液管33处设置有液位传感器331，进液分管Ⅱ32上设置电磁通断阀Ⅱ321和单向阀322(可防止存在压差情况下，膨胀水箱31内的冷却液发生逆流至进液分管Ⅱ32)，单向阀322位于电磁通断阀Ⅱ321下游。

为了实现注液、补液和报警功能需设置注液按钮34、补液按钮35和报警指示灯36，注液按钮34、补液按钮35、报警指示灯36、液位传感器331和电磁通断阀Ⅱ321均与发动机电控单元ECU电连接，实现注液、补液信号的传送和执行。

三、温度控制装置优选的结构为：含有2个变频散热风扇组和2个温度传感器组，2个变频散热风扇组均设置于壳体11(风扇保护罩112)上，壳体11上对应开设有通风口(1121)，冷却液热交换器12和混合气热交换器13的外侧分别对应设置有1个变频散热风扇组，冷却液热交换器12和混合气热交换器13内分别设置有1个温度传感器组；2个变频散热风扇组和2个温度传感器组均与发动机电控单元ECU电连接，且2个变频散热风扇组独立受控于发动机电控单元ECU。冷却液热交换器12外侧对应设置的变频散热风扇组包括2个变频散热风扇a1、a2，混合气热交换器13外侧对应设置的变频散热风扇组也包括2个变频散热风扇a3、a4，用于对发动机冷却液进行冷却的冷却液热交换器12内设置的温度传感器组包括2个温度传感器b1、b2，分别设置于冷却液热交换器12的进水端121附近和出水端122附近；混合气热交换器13内设置的温度传感器组包括1个温度传感器b3，设置于混合气热交换器13的出气端132附近或进气端131附近。本实施例中，温度传感器b3设置于混合气热交换器13的出气端132附近。

具体温度控制原理为：

预设一个冷却液目标温度值，温度传感器b1检测的冷却液温度值小于或等于冷却液目标温度值时，变频散热风扇a1、a2不工作，温度传感器b1检测的温度值大于冷却液目标温度值时，发动机电控单元ECU控制变频散热风扇a1、a2工作，并且通过PID调节模块调节输出给该变频散热风扇a1、a2的电流值控制其转速，直至冷却液温度值下降至冷却液目标温度值。

预设一个混合气目标温度值，温度传感器b3检测的混合气温度值小于或等于混合气目标温度值时，变频散热风扇a3、a4不工作，温度传感器b3检测的温度值大于混合气目标温度值时，发动机电控单元ECU控制变频散热风扇a3、a4工作，并且通过PID调节模块调节输出给该变频散热风扇a3、a4的电流值控制其转速，直至增压后混合气温度值下降直至所述混合气目标温度值。

一种使用上述发电机组散热水箱控制系统的发电机组散热水箱控制方法，该控制方法包括：

当需要对冷却液热交换器12和混合气热交换器13进行清洁时，先将进液总管4与装入清洁液或清水的水桶5连通，然后按下清洁按钮21，使其处于ON档位，发动机电控单元ECU接收到清洁指令后，控制电动水泵41工作、电磁通断阀Ⅱ321关闭，电磁通断阀Ⅰ27开启，清洁液或水喷在两个并排设置的冷却液热交换器12和混合气热交换器13的外表面；同时发动机电控单元ECU控制双向电机241按预设周期正转或反转，驱动链轮242随之发生周期性的正转或反转，链条244在驱动链轮242和从动链轮243的带动下发生运动，链条244上滑块221和中空喷液管22随其运动，实现清洁钢刷23对冷却液热交换器12和混合气热交换器13的上、下往复清洁，清洁时的废水通过壳体11底部设置的排污口6流入预先放置的排污桶7内；清洁完成后再次按下清洁按钮21，使其恢复至OFF档位，发动机电控单元ECU接收到停止指令后，控制电动水泵41停止工作、电磁通断阀Ⅰ27关闭、双向电机241停止工作。

当需要加注冷却液时，先将进液总管4与装入冷却液的水桶5连通，然后按下注液按钮34，使其处于ON档位，发动机电控单元ECU接收到注液指令后，控制电动水泵41工作、电磁通断阀Ⅱ321开启，电磁通断阀Ⅰ27关闭，冷却液经进液总管4、进液分管Ⅱ32和膨胀水箱31进入冷却液热交换器12内，加注完成后，再次按下注液按钮34，使其处于OFF档位，发动机电控单元ECU接收到停止指令后，控制电动水泵41停止工作、电磁通断阀Ⅱ321关闭。

冷却液在所述发电机组运行过程中发生泄露时；若此时补液按钮35处于ON档位，发动机电控单元ECU接收到液位传感器331传送的低液位信号后(液位降低到液位传感器331安装水平面以下时，传送低液位信号)，发动机电控单元ECU控制报警指示灯36亮，同时控制电动水泵41工作、电磁通断阀Ⅱ321开启，电磁通断阀Ⅰ27关闭，进行自动补液(进水总管4与装有冷却液的水桶5常连通)，直至液位传感器331检测到液位达到预设液位时(液位上升到液位传感器331安装水平面以上时)，补液结束。若此时补液按钮35处于OFF档位时，发动机电控单元ECU接收到液位传感器331传送的低液位信号后，仅控制报警指示灯36亮，不进行自动补液。

发动机电控单元ECU基于2个温度传感器组传送的温度信号，通过内设于发动机电控单元ECU的PID调节模块分别调节输出给2个变频散热风扇组的电流值，控制其转速进而对冷却液热交换器12和混合气热交换器13散热温度进行管控。

其中对冷却液热交换器12和混合气热交换器13的散热温度进行管控步骤具体包括：

对冷却液热交换器12散热温度进行管控方法，先预设一个冷却液目标温度值，冷却液热交换器12进水端121的温度传感器b1检测的冷却液温度值小于或等于冷却液目标温度值时，该冷却液热交换器12外侧对应设置的2个变频散热风扇a1、a2不工作，冷却液热交换器12进水端121的温度传感器b1检测的温度值大于冷却液目标温度值时，发动机电控单元ECU控制2个变频散热风扇a1、a2，并且通过PID调节模块调节输出给该2个变频散热风扇a1、a2的电流值控制其转速，直至冷却液温度值下降至冷却液目标温度值。

对混合气热交换器13散热温度进行管控方法，先预设一个混合气目标温度值，混合气热交换器13出气端132的温度传感器b3检测的混合气温度值小于或等于混合气目标温度值时，该混合气热交换13外侧对应设置的2个变频散热风扇a3、a4不工作，混合气热交换器13出气端132的温度传感器b3检测的温度值大于混合气目标温度值时，发动机电控单元ECU控制2个变频散热风扇a3、a4工作，并且通过PID调节模块调节输出给该2个变频散热风扇a3、a4的电流值控制其转速，直至增压后混合气温度值下降直至所述混合气目标温度值。

综上，本实用新型将自动清洁功能，冷却液自动加注补给功能和精确控制散热温度功能集成在一起，智能化程度高，降低了人工维护成本，提高了发电机组运行的安全可靠性。

以上所述为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改和改进，均应包含在本实用新型的保护范围。