一种适用于光伏储能装置的散热结构的制作方法

1.本实用新型涉及光伏技术领域，更具体的是涉及一种适用于光伏储能装置的散热结构技术领域。


背景技术：

2.我国76％的国土光照充沛，光能资源分布较为均匀；与水电、风电、核电等相比，太阳能发电没有任何排放和噪声，应用技术成熟，安全可靠。太阳能是未来最清洁、安全和可靠的能源，发达国家正在把太阳能的开发利用作为能源革命主要内容长期规划，光伏产业正日益成为国际上继it、微电子产业之后又一爆炸式发展的行业。利用太阳能的最佳方式是光伏转换，就是利用光伏效应，使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电。以硅材料的应用开发形成的光电转换产业链条称之为“光伏产业”，包括高纯多晶硅原材料生产、太阳能电池生产、太阳能电池组件生产、相关生产设备的制造等。而光伏储能装置是光伏产业不断发展的必然产物，在并网系统中起到负荷调节、配合新能源储能、弥补线损、功率补偿等多种功能。
3.现有技术中的光伏储能装置大多包括机柜和电感线圈，光伏储能装置工作时，电感线圈会产生大量的热，使得电感线圈和机柜内的空间温度升高，当温度过高时则会影响其他电子元件的工作，因此需要附加散热装置。现有技术中应用在光伏储能装置上的散热装置大多为风冷装置，例如申请号为 cn201921772350.4的专利文件公开了一种光伏储能装置，通过设置吸风机和散热风道等部件，基于热对流原理，温度较低的气流吸收电感线圈产生的热量，随后从排风口排出进而带走电感线圈产生的热，从而达到促进散热的目的,除风冷装置外，常用的散热装置还包括液冷装置，常见为循环水冷却法。
4.但上述方法仍存在一定缺陷，第一，风冷散热法效果有限，尤其在夏天环境温度较高时，风冷散热效果也会大打折扣，并不能完全满足光伏储能装置的散热要求；第二，循环水冷却装置利用水的比热容较大的特点，进而水可以吸收较多的热量，然后在合适处放出热量，但水是导体，一旦泄露，会对电子元件造成损害；第三，目前采用的完全风冷方式需要风扇在电机带动下旋转，如果在偏远地区长时间的风扇运行，存在电机和风扇的损坏，如果不能及时更换风扇或者电机，储能装置就不能及时得到散热，因此有可能导致储能装置的损坏，最终导致储能装置功能性损坏。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于：为了解决上述环境温度较高时，光伏储能装置散热较差的技术问题，本实用新型提供一种适用于光伏储能装置的散热结构。
6.本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：一种适用于光伏储能装置的散热结构，包括电感线圈和机柜，还包括外壳和喷雾装置，所述外壳将机柜包于内部，所述外壳与机柜之间设置有导热管，且导热管贯穿外壳底部，外壳与机柜之间设置有烷基苯型导热油，所述导热管下部的一侧安装有鼓风装置，所述喷雾装置的喷头设置在导热管下
部的上风区。
7.工作过程：在光伏储能装置处于工作状态且需要散热时，首先启动喷雾装置，同时鼓风区内开始鼓风，电感线圈产生的热量通过机柜传出，进入导热油，导致导热油温度高于鼓风区内温度，因此热量由导热管传递至通风管道内，在喷雾装置的喷雾作用和鼓风区的鼓风作用下，鼓风区内的热量加速流失，进而电感组件产生的热量源源不断的通过上述路径传至通风管道，且进一步流失热量。本装置基于水蒸发吸热的原理，即倾向于蒸发带走导热管上的热量，这便促使导热管导热效率进一步加快，提高了本装置的散热效果，不论环境温度如何，水蒸发均要吸热，促使导热管下端的热量被蒸发带走，因此在环境温度较高的时候，本装置仍然具有良好的散热效果，解决了现有技术环境温度较高时，光伏储能装置散热效果较差的技术问题。
8.进一步的，所述绝缘导热液可采用烷基苯型导热油。
9.进一步的，所述鼓风区设置有通风管道，所述通风管道的一端设置有鼓风装置。通风管道将导热管下端与外部环境隔离开，促使散热风机产生的气流集中流向导热管下端，提高了导热管下端气体流速，促进附着在导热管上水分的蒸发，进而提高本装置的散热效果。
10.进一步的，所述喷雾装置还包括多个喷头、上水管、抽水泵、蓄水箱，所述喷头均布在外壳下方与鼓风装置之间的通风管道内，所述上水管一端连接所有喷头，另一端连接蓄水箱，所述上水管上还安装有抽水泵，所述蓄水箱上开设有注水口。
11.进一步的，所述散热腔与换热器通过进油管和出油管相连，换热器设置有导热油进口和导热油出口，所述进油管与导热油出口相连，所述出油管与导热油进口相连，所述出油管上靠近换热器的位置安装有循环泵。导热油充满出油管、进油管和换热器内的换热管，因此循环泵工作时可实现导热油在散热腔、出油管、换热器、进油管之间的循环流动。
12.进一步的，所述外壳配套设有绝热盖。当外界温度较高时，如果外壳内部与外界连通，即不设置绝热盖，那将导致部分环境热量传入本装置，增加本装置的散热负担，阻碍散热效果的提高。
13.进一步的，所述绝热盖开设有安装孔，所述安装孔内安装有温度监测器。安装孔内安装温度监测器，其中一个监测导热油的温度，另一个检测机柜内环境内温度，实时将温度信息传递给工作人员，是工作人员监测光伏储能系统是否正常工作的重要依据。
14.进一步的，所述导热管下端设置有吸水棉。由于导热管表面较光滑，不利于水分附着在导热管上，因此在导热管下端设置吸水棉，促使气流中夹带的水雾吸附在吸水棉上，随后通过蒸发作用，促进带走散热管上的更多热量，同时吸水棉具有疏松多孔结构，气流经过吸水棉时，一部分气流会穿过吸水棉，进而导致附着在上面的水分与气流具有较大的接触面积，进一步促进附着水分的蒸发，若没有吸水棉，水雾吸附在导热管上倾向于聚集为液滴态，而气流无法穿过液滴，进而导致气流与液滴的接触面积较小，其蒸发吸热效果远不如设置有吸水棉的导热管。
15.进一步的，所述外壳外侧包覆有隔热层。
16.进一步的，所述隔热层可采用气凝胶毡。气凝胶毡为新型隔热材料，具有优良的隔热能力，当环境温度足够高时，气凝胶毡可以有效防止环境中的热量通过外壳壁传至导热油中，进而增加本装置散热负担。
17.本实用新型的有益效果如下：
18.1.本装置的电感线圈产生的热量通过机柜传出，进入导热油，由于导热油具有较高导热系数，传热较快，且比热容较小，所以导热油温度上升较快，进一步导致导热油温度高于通风管道内温度，因此热量由导热管传递至通风管道内，比热容较小的导热油，其温度更容易上升，进而使导热油与通风管道内温差更大，热传递效率更高，喷雾装置通过喷头在通风管道内导热管下端的上风区喷雾，在鼓风装置的作用下，水雾被吹向导热管下部，进而附着在导热管下部，由于鼓风装置加快了导热管下端附近空气的流速，促进附着在导热管上水雾的的蒸发，进一步蒸发吸收热量，即倾向于蒸发带走导热管上的热量，这便促使导热管导热效率进一步加快，提高了本装置的散热效果，不论环境温度如何，水蒸发均要吸热，促使导热管下端的热量被蒸发带走，因此在环境温度较高的时候，本装置仍然具有良好的散热效果，解决了现有技术环境温度较高时，光伏储能装置散热效果较差的技术问题。
19.2.本装置基于气流促进液体蒸发的原理，鼓风装置提供气流，喷雾装置提供水源，利用蒸发，将换热管上的热量带走，随后由于换热管上下端所在环境的温差，导热油的热量沿换热管传递至换热管下端，促进蒸发，往复循环，而为了促进蒸发效果，本装置设置通风管道，使鼓风装置产生的气流在管道内流向集中，流速不会减小，进而维持较好的蒸发效果。除此之外，导热管下端安装有吸水棉，通过吸附水雾，以及自身疏松多孔的结构特征，气流可穿过吸水棉，导致增大了气流与水分的接触面积，从而促进蒸发作用，促进散热。
20.3.本装置利用了水蒸发吸热的原理促进散热，需要注意的是并非喷头喷出越多的水分，散热效果越好，其实质应当是水分蒸发效果越好，散热效果越好，当喷水量过多时，液体将导热管完全包括，直接接触鼓风装置气流的水是最为层的水分，由于其不与导热管直接接触，所以其蒸发吸收的并非是导热管的热量，而是与它相接处的靠近内部的水分，进而导致内部水分温度降低，如此往复，直至紧挨导热管的水分温度降低，由于温度差，导热管会将热量传至液体，由于气流中的热量也会传至液体内，使得这样明显不利于导热管热量的传出。为了防止通风管道内水分分散不均匀，可能导致局部水分较多，液体将导热管下端完全包裹，进而阻碍蒸发带走导热管上的热量，本装置在换热管的上风区设置有多个喷头，且每个喷头水流量适度，提高了换热管表面水分的蒸发效果，进而提高了本装置的散热效果。
21.4.当环境温度过高时，环境内的热量会趋向于进入本装置，这将会导致本装置散热负担加重，影响散热效果，本装置外壳外部设有气凝胶毡，气凝胶毡为新型隔热材料，具有优良的隔热能力，有效防止外部环境热量通过外壳外壁传入本装置。本装置还设有绝热盖，可有效防止外部环境热量从外壳上方传入本装置。
22.5.所述绝热盖上设置有安装孔，安装孔内安装有温度监测器，温度监测器可以检测机柜内和导热油的温度，这是工作人员检查装置判断装置是否正常运行的重要指标，因此设置温度监测器有效提高了本装置的实用性。
附图说明
23.图1是电感线圈与机柜示意图；
24.图2是本装置外壳内部示意图；
25.图3是本装置结构示意图；
26.图4是换热器俯视剖视图；
27.附图标记：1-电感线圈，2-机柜，3-外壳，4-导热管，5-吸水棉，6-上水管，7-注水口，8-蓄水箱，9-鼓风装置，10-通风管道，11-喷头，12-进油管， 13-安装孔，14-绝热盖，15-换热器，16-冷流进口，17-导热油进口，18-导热油出口，19-冷流出口，20-出油管。
具体实施方式
28.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
29.实施例1
30.如图1到4所示，本实施例提供了一种适用于光伏储能装置的散热结构，包括多个电感线圈1和用于放置多个电感线圈的机柜2，所述机柜2外侧套设有外壳3，机柜2与外壳3之间存在间隙，所述间隙构成散热腔，散热腔内注入有绝缘导热液，所述散热腔内均布有多个导热管4，所述外壳3下部设置有鼓风区，所有导热管4底部通过外壳3延伸到鼓风区，还设置有使鼓风区内导热管4加速散热的喷雾装置。所述绝缘导热液可采用烷基苯型导热油。
31.在光伏储能装置处于工作状态且需要散热时，首先启动喷雾装置，同时鼓风区开始鼓风，电感线圈1产生的热量通过机柜2传出，进入导热油，由于导热油具有较高导热系数，传热较快，且比热容较小，所以导热油温度上升较快，进一步导致导热油温度高于通风管道10内温度，因此热量由导热管4传递至通风管道10内，比热容较小的导热油，其温度更容易上升，进而使导热油与通风管道10内的温差更大，热传递效率更高，喷雾装置通过喷头11在通风管道10 内导热管4下端的上风区喷雾，在鼓风装置9的作用下，水雾被吹向导热管4 下部，进而附着在导热管4下部，由于鼓风装置9加快了导热管4下端附近空气的流速，促进附着在导热管4上水雾的蒸发，进一步蒸发吸收热量，即倾向于蒸发带走导热管4上的热量，这便促使导热管4导热效率进一步加快，提高了本装置的散热效果，不论环境温度如何，水蒸发均要吸热，促使导热管4下端的热量被蒸发带走，因此在环境温度较高的时候，本装置仍然具有良好的散热效果，解决了现有技术环境温度较高时，光伏储能装置散热效果较差的技术问题。
32.实施例2
33.在实施例1的基础上，与实施例1相同的地方不在过多赘述，所述鼓风区设置有通风管道，所述通风管道10的一端设置有鼓风装置9。所述喷雾装置还包括多个喷头11、上水管6、抽水泵、蓄水箱8，所述喷头11均布在外壳3下方与鼓风装置9之间的通风管道10内，所述上水管6一端连接所有喷头11，另一端连接蓄水箱8，所述上水管6上位于蓄水箱内的位置还安装有抽水泵，所述蓄水箱8上开设有注水口7。所述导热管4下端设置有吸水棉5。
34.通过注水口7及时为蓄水箱8补充水源，抽水泵为水源提供动力，进而将水运输至喷头11，喷头11制造喷雾并喷向通风管道10内所有导热管4的上风区。本装置利用了水蒸发吸热的原理促进散热，需要注意的是并非喷头11喷出越多的水分，散热效果越好，其实质应当是水分蒸发效果越好，散热效果越好，当喷水量过多时，液体将导热管4完全包括，直接接触鼓风装置9气流的水是最为层的水分，由于其不与导热管4直接接触，所以其蒸发吸收的并非是导热管4的热量，而是与它相接处的靠近内部的水分，进而导致内部水分温度降低，如此往复，直至紧挨导热管4的水分温度降低，由于温度差，导热管4会将热量传至液体，由
于气流中的热量也会传至液体内，使得这样明显不利于导热管4 热量的传出。而喷头11将水打成水雾也无法保证大范围内水分均匀分布，经常局部位置水分集中分布，而部分位置水分较少，为了促进水分适量且更加均匀的分布于导热管4下端，喷头11可以设置多个，且每个喷头11的流量较小。由于导热管4表面较光滑，不利于水分附着在导热管4上，因此在导热管4下端设置吸水棉5，促使气流中夹带的水雾吸附在吸水棉5上，随后通过蒸发作用，促进带走散热管上的更多热量，同时吸水棉5具有疏松多孔结构，气流经过吸水棉5时，一部分气流会穿过吸水棉5，进而导致附着在上面的水分与气流具有较大的接触面积，进一步促进附着水分的蒸发，若没有吸水棉5，水雾吸附在导热管4上倾向于聚集为液滴态，而气流无法穿过液滴，进而导致气流与液滴的接触面积较小，其蒸发吸热效果远不如设置有吸水棉5的导热管4
35.实施例3
36.在实施例1的基础上，与实施例1相同的地方不再过多赘述，所述散热腔与换热器15通过进油管12和出油管20相连，换热器设置有导热油进口17和导热油出口18，所述进油管12与导热油出口18相连，所述出油管20与导热油进口17相连，所述出油管20上安装有循环泵。
37.循环泵提供动力，使导热油在换热器15和散热腔内循环流动，导热油通过出油管20，由导热油进口17流入换热器15，又由导热油出口18流出换热器15，通过进油管12流入散热腔，而冷流进口16和冷流出口19连接外界冷流源，通过温度差，将导热油的热量传至换热器15冷流内，实现换热，通过转移导热油的热量，进一步提高本装置的散热效果。
38.实施例4
39.在实施例1的基础上，与实施例1相同的地方不在过多赘述，所述外壳3 配套设有绝热盖14。所述外壳3外侧包覆有隔热层，所述隔热层可采用气凝胶毡。
40.外界温度较高时，如果外壳3内部与外界连通，即不设置绝热盖14，那将导致部分环境热量传入本装置，增加本装置的散热负担，阻碍散热效果的提高。气凝胶毡为新型隔热材料，具有优良的隔热能力，当环境温度足够高时，气凝胶毡可以有效防止环境中的热量通过外壳3壁传至导热油中，进而防止增加本装置散热负担。
41.实施例5
42.在实施例4的基础上，与实施例4相同的地方不再过多赘述，所述绝热盖 14开设有安装孔13，所述安装孔13内安装有温度监测器。
43.安装孔13内安装温度监测器，其中一个监测导热油的温度，另一个检测机柜2 内环境内温度，实时将温度信息传递给工作人员，这是工作人员检查装置判断装置是否正常运行的重要指标，因此设置温度监测器有效提高了本装置的实用性。