一种散热系统及风力发电机水冷系统的制作方法

本实用新型涉及冷却系统技术领域，尤其是涉及一种散热系统及风力发电机水冷系统。

背景技术：

目前，不可再生能源逐渐趋于枯竭，绿色能源的开发利用逐渐受到重视。风能作为绿色能源的一种，以其清洁、安全、稳定的特点，受到广泛的关注。

风力发电机组将风能转化为电能的装置，为了实现风力发电机组搞笑、稳定、安全的长期运行，需要在风力发电机组中配置冷却系统，有保证发电机在一定的温度范围内工作。目前风力发电机组通常采用空冷或水冷的方式进行散热，空冷装置结构简单、容易实现，但是散热效率较低，因此多应用于小型机组。对于大型兆瓦级机组，采用水冷方式较为普遍，水冷方式为在发电机旁设置冷却管道，由水泵将冷却液送入冷却管道，冷却液经由冷却管道流经发动机附近，将发动机产生的热量带走，流过发动机附近的冷却液最终流入储水箱中，当储水箱中的冷却液积累到一定容量，统一将储水箱中的冷却液使用冷却装置进行冷却，冷却后的冷却液再次通过水泵投放到冷却管道中。

但是，由于冷却液需集中冷却，集中冷却所需时间较长，且需要使用大型冷却设备，使得冷却系统的安装和维护更为不便。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种散热系统，以解决现有技术中存在的冷却系统的安装和维护较为不便的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型提供的散热系统，包括：

循环冷却管路，所述循环冷却管路上设置有循环泵、多个散热单元、以及用于调节所述循环冷却管路内液体压力的控制单元，其中，

所述循环冷却管路包括主管路和分别与所述主管路连通的多个分支管路，各所述分支管路之间相互并联，且各所述分支管路上分别设置有所述散热单元；

所述散热单元包括设置于待散热元件内部的冷却液通道和用于为冷却液散热的散热器。

进一步地，所述循环泵和所述控制单元均设置于所述主管路上，所述主管路上设置有膨胀罐，所述膨胀罐与所述主管路相连通。

优选地，所述控制单元包括安全阀和压力开关，所述压力开关位于所述循环泵的出口处。

较佳地，所述控制单元还包括控制器，所述主管路和/或所述分支管路上均设置有温度传感器，所述散热器和各所述温度传感器分别与所述控制器信号连接。

可选地，所述散热系统还包括与所述控制器信号连接的液体流量分配器，所述液体流量分配器分别与所述主管路和多个所述分支管路连通。

进一步地，所述控制单元还包括充注液阀和压力传感器，所述充注液阀和所述压力传感器均与所述控制器信号连通。

优选地，所述控制单元包括设置于所述主管路上的自动排气阀。

相对于现有技术，本实用新型所述的散热系统具有以下优势：

本实用新型提供的散热系统采用闭式循环冷却管路，循环泵向循环冷却管路中注入一定压力的冷却液，冷却液流经待散热元件内部的冷却液通道，从而从内部将待散热元件的热量带走，散热器用于为冷却液散热，使得冷却液在循环冷却管路中流动的过程中就完成再次冷却的过程，温度降低后的冷却液经由循环泵的进口流回循环泵。与现有技术中的散热系统相比，由于本实用新型提供的散热系统中的冷却液经由散热器降温后流回循环泵中，因此冷却液在循环冷却管路中是循环使用的。

如此设计，一方面，由于冷却液在循环冷却管路中循环流过，因此在散热系统中无需设置储水箱，从而减少了散热系统总体占用空间，使得散热系统的安装更为便捷，同时无需对储水箱进行检修，缩短了维护时间，降低了维护成本，进而减少了风力发电机组的停机次数；另一方面，由于在循环冷却管路中，多个散热器可同时分别对流过主管路及分支管路的冷却液进行冷却处理，与现有技术中将冷却液集中后统一进行冷却的方式相比，本实用新型提供的散热系统对冷却液进行冷却的过程无需安装大型冷却装置即可完成，进而无需对大型冷却装置进行检修，进一步缩短了维护时间，且对冷却液的冷却效率更高。

本实用新型的另一目的在于提供一种基于上述散热系统的风力发电机水冷系统，以解决现有技术中存在的冷却系统的安装和维护较为不便的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种基于上述技术方案所述散热系统的风力发电机水冷系统，所述风力发电机水冷系统中的待散热元件包括异步发电机和永磁发电机。

可选地，所述分支管路的数量为两个，所述异步发电机和所述永磁发电机分别设置于两个所述分支管路上。

可选地，所述分支管路的数量为三个，所述散热元件还包括齿轮箱，所述齿轮箱、所述异步发电机和所述永磁发电机分别设置于三个所述分支管路上。

相对于现有技术，本实用新型所述的风力发电机水冷系统具有以下优势：

所述风力发电机水冷系统与上述散热系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的散热系统的结构示意图一；

图2为本实用新型实施例提供的散热系统的结构示意图二；

图3为本实用新型实施例提供的风力发电机水冷系统的结构示意图一；

图4为本实用新型实施例提供的风力发电机水冷系统的结构示意图二。

图中：

11－主管路； 12－分支管路； 13－冷却液通道；

20－待散热元件； 21－异步发电机； 22－永磁发电机；

23－齿轮箱； 3－散热器； 4－循环泵；

5－膨胀罐； 60－控制单元； 61－安全阀；

62－压力开关； 63－充注液阀； 64－自动排气阀；

65－压力表； 66－压力传感器； 7－温度传感器；

8－球阀。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1和2所示，本实用新型提供的散热系统，包括：循环冷却管路，循环冷却管路上设置有循环泵4、多个散热单元、以及用于调节循环冷却管路内液体压力的控制单元60，其中，循环冷却管路包括主管路11和分别与主管路11连通的多个分支管路12，各分支管路12之间相互并联，且各分支管路12上分别设置有散热单元；散热单元包括设置于待散热元件20内部的冷却液通道13和用于为冷却液散热的散热器3。值得一提的是，循环泵4可使用多级离心泵。具体实施时，冷却液通道13与对应的分支管路12相连通，在冷却液通道13的两端分别安装有球阀8，以保证冷却液单向流动，以及控制冷却液通道13内冷却液的流量。

本实用新型实施例提供的散热系统采用闭式循环冷却管路，冷却液可在循环冷却管路内循环流动，具体地，循环泵4向循环冷却管路中注入一定压力的冷却液，冷却液流经待散热元件20内部的冷却液通道13，从而从内部将待散热元件20的热量带走，散热器3用于为冷却液散热，使得冷却液在循环冷却管路中流动的过程中就完成再次冷却的过程，温度降低后的冷却液经由循环泵4的进口流回循环泵4。与现有技术中的散热系统相比，由于本实用新型实施例提供的散热系统中的冷却液经由散热器3降温后流回循环泵4中，因此冷却液在循环冷却管路中是循环使用的。

如此设计，一方面，由于冷却液在循环冷却管路中循环流过，因此在散热系统中无需设置储水箱，从而减少了散热系统总体占用空间，使得散热系统的安装更为便捷，同时无需对储水箱进行检修，缩短了维护时间，降低了维护成本，进而减少了风力发电机组的停机次数；另一方面，由于在循环冷却管路中，多个散热器3可同时分别对流过主管路11及分支管路12的冷却液进行冷却处理，与现有技术中将冷却液集中后统一进行冷却的方式相比，本实用新型实施例提供的散热系统对冷却液进行冷却的过程无需安装大型冷却装置即可完成，进而无需对大型冷却装置进行检修，进一步缩短了维护时间，且对冷却液的冷却效率更高。

如图2所示，循环泵4和控制单元60均设置于主管路11上，主管路11上设置有膨胀罐5，膨胀罐5与主管路11相连通。由于循环冷却管路中设置有膨胀罐5，因此，膨胀罐5可以在一定程度上调节循环冷却管路中冷却液的压力，当压力较大时膨胀罐5停止进入液体，当压力较小时膨胀罐5中的液体补充到循环冷却管路中，从而可以稳定散热系统工作压力，补偿冷却液因温度变化而产生的容积变化。

为了进一步调节散热系统的压力，如图2所示，控制单元60包括安全阀61和压力开关62，其中，压力开关62可设置于循环泵4的出口处。在实际应用过程中，压力开关62实时监测循环冷却管路中的压力值，当压力值小于设定压力范围时，压力开关62发出低压报警信号，提示系统工作压力过低，此时可由主控系统或者操作人员调节相关对象(例如调节循环泵4放出的冷却液的流量)以降低循环冷却管路中的压力；当压力值大于设定压力范围时，安全阀61溢流，部分冷却液经由安全阀61流出，以使得循环冷却管路中的压力降低，从而进一步对于散热系统的压力进行控制。值得一提的是，安全阀61可与集水瓶相连通，在安全阀61溢流时，部分冷却液经由安全阀61流入集水瓶中，集水瓶有助于收集在安全阀61溢流过程中流出的冷却液，有利于冷却液的回收再利用。

为了便于控制流经待散热元件20的冷却液的温度，优选地，控制单元60还包括控制器。主管路11和/或分支管路12上均设置有温度传感器7，散热器3和各温度传感器7分别与控制器信号连接。具体地，散热器3包括散热片和风扇，风扇与控制器信号连接，控制器可控制风扇的启停及转速。当温度传感器7安装于主管路11上时，当温度传感器7检测到的温度值大于设定温度范围时，控制器开启风扇，提高散热器3的散热效率，以使得冷却液快速冷却到设定温度范围内；当温度传感器7检测到的温度值小于设定温度范围时，控制器关闭风扇，以降低散热器3的散热效率，使得冷却液的温度有所提升，以达到设定温度范围；上述设定温度范围需根据各待散热元件20处于正常工作状态时的温度进行划定，也就是说，在上述设定温度范围内，系统内的所有待散热元件20都处于正常工作温度。

当温度传感器7安装在分支管路12上时，温度传感器7的数量与分支管路12的数量相同，每个分支管路12上对应安装有一个温度传感器7，如此设计，可以根据各分支管路12上不同的待散热元件20的不同的工作温度为对应的温度传感器7划定不同的设定温度范围，即当不同的分支管路12上安装的待散热元件20所需工作温度不同时，控制器可根据各支路上的温度传感器7反馈的温度值及不同的设定温度范围调整各分支管路12内的冷却液的温度，使得各分支管路12内的冷却液的温度不同，且各分支管路12内的冷却液温度均处于与该分支管路12相连的待散热元件20的正常工作温度范围内。

在实际应用过程中，各分支管路12的直径可相同或不同，当各分支管路12的直径不同时，相同时间内各分支管路12内的冷却液流量也有所不同，如果想要改变分支管路12内单位时间的冷却液流量，可将相应分支管路12更换为不同直径的管路。进一步地，为了便于调节各分支管路12内的冷却液流量，散热系统还包括与控制器信号连接的液体流量分配器，液体流量分配器分别与分支管路12和主管路11连通。通过液体流量分配器可以调整不同分支管路12内的冷却液流量。除此之外，还可在散热系统中设置阻尼孔以调节各分支管路12内的冷却液流量。

如图2所示，控制单元60还包括充注液阀63，控制单元还可同时包括压力传感器66和压力表65，充注液阀63和压力传感器66均与控制器信号连通，此时，当压力传感器66检测到系统内的压力值较低时，控制器控制充注液阀63开启，以向循环冷却管路内补充冷却液，从而使得循环冷却管路内的压力增加。在主管路11上设置有压力表，压力表上设置有显示屏，显示屏上显示实时压力，从而可向维护人员提供直观的压力值，以便于操作人员对散热系统中各元器件进行调控。

在一种优选实施方式中，循环冷却管路上设置有自动排气阀64。当冷却液流过冷却液通道13的过程中吸收待散热元件20发出的热量，在这个过程中，冷却液本身的温度升高，在冷却液被加热时会释放处气体，冷却液释放出的气体中，如氢气、氧气等气体会腐蚀损坏系统及降低热效应，且会在散热器3里形成气袋，影响冷却液循环及热交换，同时在循环冷却管路中携带气体运行会产生额外的噪声。由于主管路11上安装有自动排气阀64，因此当散热系统中混入或冷却液产生上述气体时，气体将会聚集在自动排气阀64处，随着聚集量的增加，自动排气阀64打开其上部排气活塞，从而将气体排出，进而避免了气体在散热系统中引发不良影响。

如图3和图4所示，本实用新型实施例同时还提供了一种基于上述散热系统的风力发电机水冷系统，具体地，风力发电机水冷系统与上述散热系统结构相同，其中，待散热元件20包括异步发电机21和永磁发电机22。风力发电机水冷系统与上述散热系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

在实际应用过程中，使用上述风力发电机水冷系统为异步发电机21和永磁发电机22散热。循环泵4向循环冷却管路中注入一定压力的冷却液，冷却液从主管路11流到分支管路12中，并分别流经异步发电机21和永磁发电机22内部的冷却液通道13，从而从内部将异步发电机21和永磁发电机22的热量带走，散热器3用于为冷却液散热，使得冷却液在循环冷却管路中流动的过程中就完成再次冷却的过程，温度降低后的冷却液经由循环泵4的进口流回循环泵4。

当仅用上述风力发电机水冷系统为异步发电机21和永磁发电机22散热时，分支管路12的数量为两个，异步发电机21和永磁发电机22分别设置于两个分支管路12上。

或者，在另一种具体实施方式中，还可以用上述风力发电机水冷系统为风力发电机的其他元器件进行散热，例如使用上述风力发电机水冷系统为风力发电机的齿轮箱23进行散热，此时，分支管路12的数量为三个，散热元件还包括齿轮箱23，齿轮箱23、异步发电机21和永磁发电机22分别设置于三个分支管路12上。在使用的过程中，冷却液同时流经三个分支管路12，以为齿轮箱23、异步发电机21和永磁发电机22散热，三个分支管路12上设置的三个散热器3用于为相应分支管路12内的冷却液进行散热。

由上可以，当需要为更多的元器件进行散热的时候，可以增加分支管路12的数量，不同的元器件位于不同的分支管路12上，从而可以使用上述风力发电机水冷系统为风力发电机内更多的元器件同时进行散热操作。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。