一种风力发电机冷却装置的制作方法

1.本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其是一种风力发电机的冷却装置。


背景技术：

2.电力作为一种高效清洁能源，尤其是风力发电越来越受到世界各国的重视，近年来，风力发电技术突飞猛进，风力发电功率也越来越大。在实际应用中，风力发电机组的工作环境十分苛刻，尤其是在高温环境下，再加上风力发电机组的机舱位置相对较高，一般为70～120米，随着发电功率的提升，发电机柜内部温度会持续升高，同时会引起发电舱内的温度持续升高。机柜内或则机舱内温度持续升高，一方面会影响机舱内电子元器件的性能，另一方面，太阳辐射会使风力发电机组反复出现机舱温度过高故障，使风力发电机组停机或限功率运行，降低风力发电机组的可利用率及发电量。
3.现有风力发电机舱的散热方式主要是通过在风力发电机组机舱的顶部开设天窗，通过人工手动的方式开启或关闭天窗以达到散热的目的，然而由于这种方式需要人工手动开启和关闭天窗，同时该散热方式为被动散热，无风经过时效果较差。近年来随着风力发电机组台数的增多以及电场规模的扩大，给维护人员造成很大的工作量，并且运维安全性较低。
4.发电机柜内散热有以下两种方式：
5.1、发电机柜可采用通过离心风机强制引入新风降温，根据发电机柜内功率模块的温度高低决定引入新风量的大小。此种方式不适应海上风力发电的使用，因为海上新风具有较高的盐碱度，腐蚀机柜内电气部件，缩减设备寿命。
6.2、发电机柜内的散热目前多采用液冷方式降温，通过冷却液在柜内散热模块上流通，增加散热风扇强制换热，然后将机柜内功率模块热量通过冷却液泵工作随着冷却液流动带出，再通过舱外的液冷换热模块进行换热，这种方式需要液体流动换热，在阴雨天气且容易产生冷凝水，同时冷却液管路布置较长，容易泄露，对电气件来说很不安全，同时舱外液冷换热器的维护需要在机舱外进行，增加了维护人员的维修难度。
7.因此，需要找到一种新的冷却方式，为发电机柜进行有效降温，以维持发电机的正常、安全运转。


技术实现要素：

8.本实用新型主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种风力发电机冷却装置，可对发电机柜进行有效安全、有效降温。
9.为实现上述目的，本实用新型首先提供了一种风力发电机冷却装置，其技术方案是：
10.一种风力发电机冷却装置，所述风力发电机设置在发电机柜内，所述冷却装置包括设置在发电机舱内的空调机组，所述空调机组的出风口通过送风风道与所述发电机柜的进风口连通，所述空调机组的回风口通过回风风道与所述发电机柜的出风口连通。
11.进一步的，所述空调机组固定在所述发电机柜的顶部。
12.进一步的，所述空调机组通过底部的安装脚与所述发电机柜顶部横梁固定。
13.进一步的，所述空调机组的出风口通过送风风道与所述发电机柜侧部面板开孔连通。
14.进一步的，所述空调机组的回风口通过回风风道与所述发电机柜顶部开孔相连通。
15.进一步的，所述发电机舱设置有可引入外界新风的逃生孔。
16.进一步的，所述空调机组还包括冷凝排风口。
17.进一步的，所述冷凝排风口通过排风风道与所述发电机舱外部大气相通。
18.进一步的，所述发电机舱内设置与所述空调机组的控制器连接的温度传感器，当所述温度传感器检测的实时温度大于等于控制器内预存冷凝温度限值，所述排风风道开启，对所述发电机舱散热。
19.进一步的，所述发电机柜内设置第一温度传感器，所述发电机舱内设置第二温度传感器，所述空调机组的控制器分别与所述第一温度传感器和第二温度传感器连接，当所述第一温度传感器检测的实时温度小于所述控制器预存的开机温度限值，且第二温度传感器检测的实时温度大于等于控制器内预存的冷凝温度传限值，所述排风风道开启，对所述发电机舱散热。
20.综上所述，本实用新型提供的一种风力发电机冷却装置，与现有技术相比，本发明，通过将发电机柜散和机舱散热优化，采用同一台空调设备，通过空调出风口与发电机机柜侧板相通，空调回风口与机柜顶部孔板联通，达到发电机柜内空气循环，实现发电机降温；降温过程中无新风引入，减少设备新风腐蚀；空调机组采用机械方式冷却柜内设备，效率高，可提高发电机稳定长期运行；同时空调机组底部与发电机柜不相通，避免了冷凝水进入发电机柜对设备造成短路风险；空调设备的冷凝风机排风管与发电机舱外部大气相通，通过冷凝风机运行将冷凝器高温空气送至舱外，同时通过机舱逃生孔将新风引入机舱内，也达到了新风降低机舱温度的目的；达到了机柜内功率模块和机舱内环境温度同时降温的目的；不用维护人员到机舱外进行设备维护，提高了设备维护安全系数。
附图说明：
21.图1：本实用新型提供的一种风力发电机冷却装置结构示意图；
22.图2：本实用新型提供的一种风力发电机冷却装置的冷却方法逻辑示意图；
23.其中，发电机柜1，空调机组2，发电机舱3，排风风道4，回风风道5，送风风道6，。
具体实施方式
24.下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。
25.本实用新型提供了一种风力发电机冷却装置，风力发电机设置在发电机柜1内，冷却装置包括设置在发电机舱3内的空调机组2，空调机组2的出风口通过送风风道6与发电机柜1的进风口连通，空调机组2的回风口通过回风风道5与发电机柜1的出风口连通。
26.风力发电机的主体设备设置在发电机柜1内，每个发电机舱内设置一个或多个发电机柜1，如图1所示，空调机组2通过底部的安装脚与发电机柜1顶部横梁固定，空调机组2
采用现有技术中的常规原理实现制冷，对发电机柜1内的发电设备进行降温处理，确保发电设备的安全运行。空调机组2的出风口通过送风风道6与发电机柜1前侧部面板的开孔连通，使冷却后的空气在空调机组2的作用下，进入到发电机柜1内，空调机组2的回风口通过回风风道5与发电机柜1顶部面板的开孔相连通，使空调机组2与发电机柜1的内部形成一个封闭的风路通道，将空调机组2产生的冷却空气进入到发电机柜1内与发电设备换热后，经回风风道5回到空调机组2，再次冷却后进入到发电机柜1内，通过不断制冷循环达到柜内发电设备冷却的目的。
27.在本实施例中，发电机舱3不单独设置新风进风口，利用发电机舱3本身设置逃生孔或是其他格栅、孔洞等漏风处将新风引入到发电机舱3内，实现引入外界低温新风对发电机舱3进行换气、降温的目的。
28.空调机组2在运行过程中，如冷凝器、压缩机等设备会产生大量的热量，需要对空调机组2的其他设备进行相应的降温操作，常态下，由于发电机舱3内较为空旷，空调机组2运行产生的热量可通过与发电机舱内的空气直接换热，实现冷凝器及压缩机等设备的换温散热。但在夏季高温环境下，发电机舱3内无其他降温设备，发电机舱3内温度较高，对冷凝器、压缩机等设备的换热能力有限，因此，在本实施例中，空调机组2还设置有与外界相通的排风风道4，将空调机组2产生的热量排放到发电机舱3外的大气中去。进一步的，空调机组2上设置冷凝排风口，冷凝排风口经排风风道4与发电机舱3的通孔连通，从而与发电机舱3的外界相通，将空调机组2的冷凝器、压缩机等设备在运行过程中产生的热量经冷凝排风口、排风风道4排放到外界环境中，并给合前文所述的由逃生孔进入的新风，实现发电机舱3内的换气、降温。可借助冷凝器处冷凝风机的作用，将冷凝器、压缩机产生的热量经排风风道排出发电机舱3。
29.在本实施例中，送风风道6、回风风道5以及排风风道4采用软风道，可根据安装位置调整风道的结构形态，并可调整风道长度。利用空气热动力学，冷空气下沉，热空气上升的原理，空调机组2的出风口通过送风风道6与发电机柜1前侧面板的通孔连通，回风口通过回风风道5与发电机柜1顶部的面板连通，在实际应用中，可根据电力舱3内具体情况，确定风道的连接位置。
30.在发电机舱3和发电机柜1内均设置温度传感器，温度传感器可按常规方式在两区域内进行布置，并与空调机组2的控制器连接。进一步的，在发电机舱3内设置一个多个第二温度传感器，在发电机柜1内设置一个或多个第一温度传感器，空调机组2的控制器根据接收到的第一温度传感器和第二温度传感器检测到的相应区域内的实时温度值控制空调机组2的开停机以及运行状态。
31.空调机组2可通过单独的方式控制供电，在空调机组2在正常供电下处于待机状态，通过接收到的实时温度值，反馈给空调机组2的控制器，由控制器控制空调机组的运行状态，如图2所示，空调机组2的控制包括：
32.当检测到ting≥tgs，或ting≥tgs持续时间预定时间，如持续1min(可自行设定)，空调机组2开启制冷模式，压缩机、通风机和冷凝风机同时工作，空调机组2产生的冷却空气经送风风道6进入到发电机柜1内，同时冷凝风机动作，将冷凝器、压缩机产生的热量经排风风道4传送到大气环境中，达到同时给发电机柜1和发电机舱3降温的效果；
33.当检测到ting＜tgs，或ting＜tgs持续预定时间，如持续1min(可自行设定)，空调
继续待机状态，进行下一步发电机舱3内温度的检测。
34.当检测到tinc≥tcs，或tinc≥tcs持续预定时间，如持续1min(可自行设定)，空调机组2的冷凝风机启动，通过强制引入机舱外新风对机舱降温；
35.当检测到tinc＜tcs，或tinc＜tcs持续预定时间，如持续1min(可自行设定)，空调机组2的冷凝风机停机，整个空调装置处于待机状态。
36.上述控制中，空调机组的控制器持续反复进行温度检测，从而形成一个闭式循环，达到对发电机柜和机舱内的控温目的。
37.其中：ting发电机柜内部实际温度度值；
38.tgs为发电机柜内部设定目标温度值；
39.tinc发电机舱内部实际温度度值；
40.tcs为发电机舱内部设定目标温度值；
41.ting、tgs、tinc、tcs均根据实际情况进行调整设置。
42.空调机组在正常供电状态下处于待机状态，通过实时检测机柜内和机舱内的温度，反馈给空调控制板。
43.综上所述，本实用新型提供的一种风力发电机冷却装置，与现有技术相比，本发明，通过将发电机柜散和机舱散热优化，采用同一台空调设备，通过空调出风口与发电机机柜侧板相通，空调回风口与机柜顶部孔板联通，达到发电机柜内空气循环，实现发电机降温；降温过程中无新风引入，减少设备新风腐蚀；空调机组采用机械方式冷却柜内设备，效率高，可提高发电机稳定长期运行；同时空调机组底部与发电机柜不相通，避免了冷凝水进入发电机柜对设备造成短路风险；空调设备的冷凝风机排风管与发电机舱外部大气相通，通过冷凝风机运行将冷凝器高温空气送至舱外，同时通过机舱逃生孔将新风引入机舱内，也达到了新风降低机舱温度的目的；达到了机柜内功率模块和机舱内环境温度同时降温的目的；不用维护人员到机舱外进行设备维护，提高了设备维护安全系数。
44.如上所述，结合所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。