一种磁悬浮鼓风机温度调节装置及温度调节方法与流程

1.本发明涉及气体输送技术领域，尤其涉及一种磁悬浮鼓风机温度调节装置及温度调节方法。


背景技术：

2.气体输送领域中，相较传统鼓风机，磁悬浮鼓风机具备效率高、噪音低、故障少、不需润滑系统等优点而被行业青睐。
3.磁悬浮鼓风机由高速永磁同步电机和高效三元流叶轮直连，其工作原理为：空气进入磁悬浮高速永磁电机直接驱动的三元流叶轮处，在高速旋转的叶轮带动下产生动能和压力势能，部分动能在扩压器和蜗壳流道中转化为压力势能，改变流动方向，最后经过排气管输入管网，整个运行过程中，鼓风机压缩空气产生热量，会导致鼓风机房内的空气温度升高。现有的磁悬浮鼓风机的进风形式包括从风机房内进风和从进风廊道进风。其中，从风机房内进风会导致进风温度过高，从进风廊道进风是直接引入的室外空气，相对于鼓风机房内的空气温度略低，但在低纬度地区或者夏季时室外温度也比较高，同样会造成鼓风机因进气温度较高使鼓风机运行效率降低（单位体积内可压缩的空气密度减小）。
4.基于此，亟需一种磁悬浮鼓风机温度调节装置及温度调节方法，用以解决如上提到的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种磁悬浮鼓风机温度调节装置及温度调节方法，能够降低磁悬浮鼓风机的进气温度，确保磁悬浮鼓风机的运行效率，同时，一体多用、减少空间占用。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种磁悬浮鼓风机温度调节装置，包括磁悬浮鼓风机和与所述磁悬浮鼓风机连接的进气管，所述磁悬浮鼓风机温度调节装置还包括：内置水冷系统，设于所述磁悬浮鼓风机的机房内，所述内置水冷系统包括水箱，所述水箱内储有冷却介质；进气温度调节系统，包括换热器和第一管路组件，所述换热器设于所述进气管上，用于与所述进气管内的空气进行热交换，所述第一管路组件包括第一进水管路和第一回水管路，所述第一进水管路与所述水箱和所述换热器的进水口均连接，所述第一回水管路与所述换热器的出水口和所述水箱均连接。
7.可选地，所述内置水冷系统还包括第二管路组件，所述第二管路组件包括第二进水管路和第二回水管路，所述第二进水管路与所述水箱和所述磁悬浮鼓风机的定子水套的进水口均连接，所述第二回水管路与所述磁悬浮鼓风机的定子水套的出水口和所述水箱均连接。
8.可选地，所述第一进水管路与所述第二进水管路连接。
9.可选地，所述内置水冷系统还包括循环泵，所述循环泵设于所述第二进水管路上，且所述第一进水管路与所述第二进水管路的连接处位于所述循环泵和所述换热器之间。
10.可选地，所述内置水冷系统还包括流量开关阀，所述流量开关阀设于所述第二进水管路上，且所述流量开关阀位于所述第一进水管路与所述第二进水管路的连接处和所述循环泵之间。
11.可选地，所述内置水冷系统还包括第一温度传感器，所述第一温度传感器设有两个，两个所述第一温度传感器分别设于所述第二进水管路和所述第二回水管路上，所述第二进水管路上的所述第一温度传感器位于所述第一进水管路与所述第二进水管路的连接处和所述流量开关阀之间；所述进气温度调节系统还包括第二温度传感器，所述第二温度传感器设于所述第一回水管路上。
12.可选地，所述内置水冷系统还包括风冷却器，所述风冷却器设于所述第二进水管路上，所述风冷却器位于所述流量开关阀和所述循环泵之间。
13.可选地，所述内置水冷系统还包括y型过滤器，所述y型过滤器设于所述第二进水管路上且位于所述水箱和所述循环泵之间。
14.可选地，所述进气管上还设有气体过滤器，所述气体过滤器设于所述换热器的上游。
15.本发明还提供了一种温度调节方法，采用如上所述的磁悬浮鼓风机温度调节装置，所述温度调节方法包括如下步骤：s1、控制系统控制循环泵和风冷却器开启，冷却介质在第一管路组件和第二管路组件内循环，以同时对进气管内的空气和磁悬浮鼓风机的定子进行冷却降温；s2、所述控制系统接收两个第一温度传感器和第二温度传感器的数值并分别计算得出内置水冷系统和进气温度调节系统的热转换效率；s3、所述控制系统根据所述热转换效率控制调节流量开关阀的开度。
16.本发明的有益效果：本发明提供了一种磁悬浮鼓风机温度调节装置及温度调节方法，将换热器设于进气管上，第一进水管路与水箱和换热器的进水口均连接，第一回水管路与换热器的出水口以及水箱均连接，从而实现换热器内的冷却介质与进气管内的空气进行热交换，以降低磁悬浮鼓风机的进气温度，确保磁悬浮鼓风机的运行效率，同时利用磁悬浮鼓风机机房内自带的内置水冷系统的水箱为换热器提供冷却介质，无需额外结构，一体多用、减少空间占用。
附图说明
17.图1是本发明实施例提供的磁悬浮鼓风机温度调节装置的原理结构示意图；图2是本发明实施例提供的磁悬浮鼓风机温度调节装置的部分结构示意图；图3是本发明实施例提供的温度调节方法的流程示意图。
18.图中：1、磁悬浮鼓风机；11、定子水套；2、进气管；
3、内置水冷系统；31、水箱；32、第二管路组件；321、第二进水管路；322、第二回水管路；33、y型过滤器；34、循环泵；35、风冷却器；36、流量开关阀；37、第一温度传感器；4、进气温度调节系统；41、换热器；42、第一管路组件；421、第一进水管路；422、第一回水管路；43、第二温度传感器；5、气体过滤器。
具体实施方式
19.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
21.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
22.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
23.本发明实施例提供了一种磁悬浮鼓风机温度调节装置，如图1和图2所示，该磁悬浮鼓风机温度调节装置包括磁悬浮鼓风机1、进气管2、内置水冷系统3和进气温度调节系统4。可选地，磁悬浮鼓风机1与进气管2连接。内置水冷系统3设于磁悬浮鼓风机1的机房内，内置水冷系统3包括水箱31，水箱31内储有冷却介质。进气温度调节系统4包括换热器41和第一管路组件42，换热器41设于进气管2上，用于与进气管2内的空气进行热交换，第一管路组件42包括第一进水管路421和第一回水管路422，第一进水管路421与水箱31和换热器41的进水口均连接，第一回水管路422与换热器41的出水口和水箱31均连括。
24.通过将换热器41设于进气管2上，第一进水管路421与水箱31和换热器41的进水口均连接，第一回水管路422与换热器41的出水口以及水箱31均连接，从而实现换热器41内的冷却介质与进气管2内的空气进行热交换，以降低磁悬浮鼓风机1的进气温度，确保磁悬浮鼓风机1的运行效率，同时利用磁悬浮鼓风机1机房内自带的内置水冷系统3的水箱31为换热器41提供冷却介质，无需额外结构，一体多用、减少空间占用。
25.可选地，磁悬浮鼓风机1用于鼓入空气，使空气产生动能和压力势能后经过排气管输入管网。磁悬浮鼓风机1包括电机，电机包括定子和转子，定子通电会发热，故需采用内置水冷系统3对其冷却降温。由于磁悬浮鼓风机1为现有结构，此处不再赘述。
26.进气管2与磁悬浮鼓风机1连接，用于远距离传输空气。本实施例中，磁悬浮鼓风机
1从进风廊道进风，即进气管2直接与外界连通以直接引入室外空气。
27.水箱31用于储存冷却介质。本实施例中，冷却介质为冷却水，成本低廉、便于获取。在其他实施例中，冷却介质也可根据需要选取，不以本实施例为限。
28.上述内置水冷系统3还包括第二管路组件32，第二管路组件32包括第二进水管路321和第二回水管路322，第二进水管路321与水箱31和磁悬浮鼓风机1的定子水套11的进水口均连接，第二回水管路322与磁悬浮鼓风机1的定子水套11的出水口和水箱31均连接。冷却介质自水箱31流出，经第二进水管路321流入定子水套11对定子冷却降温，经冷却降温后的冷却介质自第二回水管路322流回水箱31，实现对定子的循环冷却降温。
29.内置水冷系统3还包括循环泵34，循环泵34设于第二进水管路321上，以实现冷却介质在第二进水管路321和第二回水管路322上的循环流动。
30.可选地，该内置水冷系统3还包括第一温度传感器37，第一温度传感器37设有两个，两个第一温度传感器37分别设于第二进水管路321和第二回水管路322上，以分别检测第二进水管路321和第二回水管路322的温度，通过计算两个第一温度传感器37的温度差即可判断上述内置水冷系统3对定子的冷却效果。
31.进一步地，内置水冷系统3还包括流量开关阀36，流量开关阀36设于第二进水管路321上，以调节冷却介质的流量，从而改变两个第一温度传感器37的温度差，调节内置水冷系统3对定子的冷却效果。
32.可选地，上述内置水冷系统3还包括风冷却器35，风冷却器35设于第二进水管路321上，风冷却器35位于流量开关阀36和循环泵34之间，以对冷却介质进行降温冷却，将其热量发散至外界，从而增强冷却介质对定子及进气管2内空气的冷却效果。可以理解的是，实际使用中，应结合第二进水管路321上的第一温度传感器37显示的进水温度决定是否开启风冷却器35以及调节风冷却器35的功率，兼顾成本以及冷却效果。
33.内置水冷系统3还包括y型过滤器33，y型过滤器33设于第二进水管路321上且位于水箱31和循环泵34之间，用于对水箱31流出的冷却介质进行过滤，避免杂质堵塞循环泵34引起设备故障，提高使用的安全性。
34.可选地，换热器41为铝制板翅片式换热器，空气经翅片间隙与翅片内部的冷却介质进行热交换。在其他实施例中，换热器41的类型可根据需要选取，不以本实施例为限。
35.于本实施例中，第一进水管路421与第二进水管路321连接，且第一进水管路421与第二进水管路321的连接处位于循环泵34和换热器41之间。自第二进水管路321流出的冷却介质，一部分流向定子水套11对定子冷却降温，另一部分流经第一进水管路421流入换热器41对进气管2内的空气进行冷却降温，从而简化管路设置，减少空间占用、节省成本。
36.可选地，流量开关阀36位于第一进水管路421与第二进水管路321的连接处和循环泵34之间，第二进水管路321上的第一温度传感器37位于第一进水管路421与第二进水管路321的连接处和流量开关阀36之间。从而实现在内置水冷系统3的基础上整合进气温度调节系统4实现对进气管2内空气温度的调节，同时两个系统共用流量开关阀36、循环泵34、第一温度传感器37（第二进水管路321上的）等主要功能部件，减少部件设置、集成性强。
37.作为一种磁悬浮鼓风机温度调节装置优选的技术方案，上述进气温度调节系统4还包括第二温度传感器43，第二温度传感器43设于第一回水管路422上，从而对第一回水管路422内回流的冷却介质的温度进行检测，同时结合第二进水管路321上的第一温度传感器
37的数值能够得出换热器41的冷却效果，通过调节流量开关阀36的开度，就能够改变第二进水管路321上的第一温度传感器37和第二温度传感器43的温度差，调节进气温度调节系统4对进气管2内空气的冷却效果。
38.可选地，磁悬浮鼓风机温度调节装置还包括气体过滤器5，气体过滤器5设于进气管2上，气体过滤器5设于换热器41的上游以对进入进气管2内的空气进行过滤，减少杂质。于本实施例中，气体过滤器5为布袋式过滤器，空气经布袋式过滤器过滤后流经换热器41降温冷却后流入磁悬浮鼓风机1内，由于冷却后的空气具有更大的空气密度，即单位体积内磁悬浮鼓风机1压缩的空气更多，故提高了磁悬浮鼓风机1的运行效率。在其他实施例中，气体过滤器5的类型可根据需要设置，不以本实施例为限。
39.可选地，磁悬浮鼓风机温度调节装置还包括控制系统，循环泵34、风冷却器35、流量开关阀36、第一温度传感器37和第二温度传感器43均与控制系统连接，通过控制系统控制、调节上述部件，提高整个装置的自动化控制。
40.本发明实施例还提供了一种温度调节方法，采用如上所述的磁悬浮鼓风机温度调节装置，如图3所示，该温度调节方法包括如下步骤：s1、控制系统控制循环泵34和风冷却器35开启，冷却介质在第一管路组件42和第二管路组件32内循环，以同时对进气管2内的空气和磁悬浮鼓风机1的定子进行冷却降温；s2、控制系统接收两个第一温度传感器37和第二温度传感器43的数值并计算得出内置水冷系统3和进气温度调节系统4的热转换效率；s3、控制系统根据热转换效率控制调节流量开关阀36的开度。
41.该温度调节方法能够实现同时对磁悬浮鼓风机1的定子和进气管2内的空气进行冷却降温，且还能通过调节流量开关阀36的开度调节内置水冷系统3和进气温度调节系统4的热转换效率，从而调节冷却降温效果。
42.可选地，在步骤s1中，控制系统控制循环泵34和风冷却器35开启后，冷却介质自水箱31流出流经y型过滤器33过滤、循环泵34、风冷却器35冷却、流量开关阀36以及第一温度传感器37后，一部分冷却介质经第一进水管路421流向换热器41对进气管2内的空气进行冷却降温后经过第一回水管路422流回水箱31，另一部分冷却介质经第二进水管路321流向定子水套11对定子进行冷却降温后经过第二回水管路322流回水箱31，从而实现对定子及进气管2内的空气的持续冷却降温。
43.可选地，在步骤s2中，第二进水管路321上的第一温度传感器37对流入的冷却介质进行温度检测，第二回水管路322上的第一温度传感器37对自定子水套11流出的冷却介质进行温度检测，通过对两个第一温度传感器37的数值作差即可得出内置水冷系统3的热转换效率，判定对定子的降温效果。同理，第一回水管路422上的第二温度传感器43对自换热器41流出的冷却介质进行温度检测，通过对第二进水管路321上的第一温度传感器37与第二温度传感器43的数值作差即可得出进气温度调节系统4的热转换效率，判定对进气管2内空气的降温效果。
44.可选地，在步骤s3中，控制系统根据内置水冷系统3和进气温度调节系统4的热转换效率控制调节流量开关阀36的开度就能够实现对定子以及进气管2内空气的降温效果的调节，使整个系统兼顾降温效果以及经济成本，十分便捷、适用性强。
45.综上，本发明实施例提供的一种磁悬浮鼓风机温度调节装置及温度调节方法，通
过将换热器41设于进气管2上，第一进水管路421与水箱31和换热器41的进水口均连接，第一回水管路422与换热器41的出水口以及水箱31均连接，从而实现换热器41内的冷却介质与进气管2内的空气进行热交换，以降低磁悬浮鼓风机1的进气温度，确保磁悬浮鼓风机1的运行效率，同时利用磁悬浮鼓风机1机房内自带的内置水冷系统3的水箱31为换热器41提供冷却介质，无需额外结构，一体多用、减少空间占用。
46.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。