風力發電機組的散熱系統及風力發電機組的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種風力發電機組的散熱系統及風力發電機組。所述散熱系統包括進風口、排風口、第一空氣通路和用于對所述風力發電機組的塔筒內的第一發熱設備散熱的散熱裝置，其中，所述進風口和所述排風口設置在所述塔筒的筒壁上；所述排風口為通往所述塔筒內部的第一艙室的入口；所述第一空氣通路位于所述塔筒內部，且連通所述進風口和所述第一艙室；所述散熱裝置具有散熱單元，所述散熱單元設置在所述第一空氣通路中。本實用新型實施例的散熱系統，利用第一艙室的排風口實現散熱排風，無需在塔筒上設置專門的散熱排風口，減少了塔筒上的開口數量，可有效提升塔筒的結構強度。
【專利說明】
風力發電機組的散熱系統及風力發電機組
技術領域
[0001]本實用新型涉及風力發電領域，尤其涉及一種風力發電機組的散熱系統及風力發電機組。
【背景技術】
[0002]風力發電機組的塔筒內部存在大量的發熱設備，當風力發電機組運行過程中，這些發熱設備會產生大量的熱量，為此，風力發電機組需要設置散熱系統用以對這些發熱設備進行散熱降溫，以保證這些發熱設備的正常運行。
[0003]現有的風力發電機組的散熱系統通常采用向塔筒內引入周圍環境空氣，并通過空氣管道輸送給發熱設備，空氣與發熱設備換熱后，通過空氣管道排出到塔筒的外部的方式將熱量帶走，達到對發熱設備散熱的效果。為了將空氣排出，通常的做法是在塔筒上設置專門的排風口。
[0004]但上述現有技術中存在以下問題:
[0005]塔筒上通常還會設置有用于維護塔筒內部設備的維護用開口，在塔筒上額外設置排風口會導致塔筒上的開口數量過多，削弱塔筒的結構強度。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的實施例提供一種風力發電機組的散熱系統及風力發電機組，以解決在塔筒上設置專門的排風口弓I起塔筒結構強度削弱的問題。
[0007]為達到上述目的，本實用新型的實施例采用如下技術方案:
[0008]—種風力發電機組的散熱系統，包括進風口、排風口、第一空氣通路和用于對所述風力發電機組的塔筒內的第一發熱設備散熱的散熱裝置，其中，所述進風口和所述排風口設置在所述塔筒的筒壁上;所述排風口為通往所述塔筒內部的第一艙室的入口；所述第一空氣通路位于所述塔筒內部，且連通所述進風口和所述第一艙室;所述散熱裝置具有散熱單元，所述散熱單元設置在所述第一空氣通路中。
[0009]優選地，在前述的散熱系統中，所述散熱系統還包括第二空氣通路和一級空氣過濾裝置;所述第二空氣通路連通所述進風口和設置于所述塔筒內用于設置第二發熱設備的第二艙室;所述一級空氣過濾裝置設置在所述第二空氣通路中。
[0010]優選地，在前述的散熱系統中，所述散熱系統還包括第三空氣通路和二級空氣過濾裝置;其中，所述第三空氣通路連通所述第二艙室和設置于所述塔筒內用于設置第三發熱設備的第三艙室;所述二級空氣過濾裝置設置在所述第三空氣通路中。
[0011]優選地，在前述的散熱系統中，所述散熱單元、所述一級空氣過濾裝置和所述二級空氣過濾裝置均具有風扇;并且/或者，所述第一艙室設有檢修門。
[0012]優選地，在前述的散熱系統中，所述排風口處設有排風門，所述排風門上設置有排風孔或排風格柵;并且/或者，所述散熱系統還包括除濕裝置，所述除濕裝置設置在所述進風口處。
[0013]優選地，在前述的散熱系統中，所述進風口位于所述排風口的下方，所述散熱裝置通過換熱管道與所述第一發熱設備連接，所述第一發熱設備包括設置在所述塔筒底部的變流柜和/或主控柜。
[0014]優選地，在前述的散熱系統中，所述散熱裝置還包括冷卻單元，所述散熱單元和所述冷卻單元組成用于冷卻介質循環流動的回路，所述冷卻單元用于冷卻設置于所述第一發熱設備。
[0015]優選地，在前述的散熱系統中，第三艙室位于所述第二艙室內，所述第三發熱設備包括電子控制設備。
[0016]優選地，在前述的散熱系統中，所述第二發熱設備包括所述風力發電機組的變流器或者變壓器。
[0017]根據本實用新型的第二方面，本實用新型的實施例還提供了一種風力發電機組，具有前述的散熱系統。
[0018]本實用新型實施例提供的風力發電機組的散熱系統，利用第一艙室的開設于塔筒上的維護開口作為排風口，空氣與散熱單元換熱后，進入第一艙室，然后經第一艙室的入口排出，無需在塔筒上專門設置排風口，可有效減少在塔筒上設置的開口的數量，有利于增強塔筒的結構強度。
[0019]在此基礎上，通過設置第二空氣通路、一級空氣過濾裝置和第二艙室，由一級空氣過濾裝置對經進風口進入塔筒內空氣進行一級空氣過濾，去除空氣中的大粒徑的漂浮物(如粉塵)等，然后經第二空氣通路輸送至第二艙室，可滿足第二艙室中對散熱空氣潔凈程度有一定要求的第二發熱設備的散熱需求。
[0020]在此基礎上，通過設置第三空氣通路、二級空氣過濾裝置和第三艙室，由二級空氣過濾裝置對第二艙室輸出的空氣進行二級空氣過濾，進一步去除小顆粒的漂浮物，然后經第三空氣通路輸送至第三艙室，滿足對第三艙室中對于散熱空氣潔凈程度有較高要求的第三發熱設備的散熱需求。
[0021]在此基礎上，通過在進風口設置除濕裝置，有效去除空氣中的水分和水分中含有的鹽分，當風力發電機組工作在潮濕的環境如海邊時，將潮濕的環境空氣處理為干燥的空氣然后用于發熱設備的冷卻降溫，可有效減少水分和鹽分對發熱設備尤其是電子設備的影響，提高發熱設備的使用壽命和工作可靠性。
【附圖說明】
[0022]圖1為實施例一的風力發電機組的散熱系統的結構示意圖；
[0023]附圖標號說明:
[0024]1、塔筒；2、基座；3、進風口；4、排風口；5、除濕裝置;6、一級空氣過濾裝置;7、二級空氣過濾裝置;8、散熱單元;9、第一發熱設備；12、第二艙室；13、第三艙室；14、第一艙室；15、檢修門；41、散熱管道;42、排風門；61、第一風扇;62、一級空氣過濾單元;71、第二風扇；72、二級空氣過濾單元;81、第三風扇;82、換熱管道。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖對本實用新型實施方式的風力發電機組的散熱系統進行詳細描述。
[0026]實施例一
[0027]圖1是實施例一的風力發電機組的散熱系統的結構示意圖。
[0028]本實用新型實施例一的風力發電機組的散熱系統，包括進風口3、排風口 4、第一空氣通路和用于對風力發電機組的塔筒I內的第一發熱設備9散熱的散熱裝置，其中，進風口3和排風口4設置在塔筒I的筒壁上;排風口4為通往塔筒I內部的第一艙室14的入口；第一空氣通路位于塔筒I內部，且連通進風口 3和第一艙室14;散熱裝置具有散熱單元8，散熱單元8設置在第一空氣通路中。
[0029]本實用新型實施例提供的風力發電機組的散熱系統，利用第一艙室14的開設于塔筒I上的維護開口作為排風口 4，空氣與散熱單元8換熱后，進入第一艙室14，然后經第一艙室14的排風口4排出，無需在塔筒I上專門設置排風口，可有效減少在塔筒I上設置的開口的數量，有利于增強塔筒I的結構強度。
[0030]具體地，散熱裝置還包括冷卻單元，散熱單元8和冷卻單元通過換熱管道82相連接組成用于冷卻介質循環流動的回路。散熱單元8設置在散熱管道41中并可以與散熱管道41中流通的空氣換熱;冷卻單元用于冷卻第一發熱設備9。冷卻介質在冷卻單元中與第一發熱設備9換熱，使第一發熱設備9降溫，冷卻單元在圖中沒有示出，冷卻單元可以與第一發熱設備9分開設置，也可以設置在第一發熱設備9的內部。吸收了熱量的冷卻介質通過回路將熱量輸送至散熱單元8 ο在散熱管道41中，空氣與散熱單元8換熱，將熱量帶走，并通過排風口 4將熱空氣排出到塔筒I的外部，實現第一發熱設備9的散熱。散熱單元8包括第三風扇81和散熱翅片。
[0031 ]可選地，第一發熱設備9包括功率模塊。可選地，進風口 3位于排風口 4的下方，散熱裝置通過換熱管道與第一發熱設備連接，第一發熱設備為設置在塔筒I底部的風力發電機組的變流柜和/或主控柜。變流柜或者主變壓器本身具有較高的防護性能，對較為惡劣的環境，例如沙漠等環境有很好的防護性能，可有效地防護風沙等對自身運行的干擾，環境空氣即可滿足該變流柜或者主變壓器的散熱需要。將進風口 3設置在排風口4的下方，使得進風口 3靠近變流柜和/或主控柜設置，更有利于縮短換熱管道的長度，同時有利于熱空氣向上運動經由排風口 4排出。
[0032]具體地，第一艙室14可以是風力發電機組的檢修室，但并不限于檢修室，其他的艙室也在本實施例的限制范圍內。
[0033]在此基礎上，在排風口4處設有與第一艙室14連通的排風門42，排風門42上設有排風孔或者排風格柵。如圖1中所示，排風門42可開閉的設在排風口 4處，用以打開或者封閉排風口 4，人員可通過打開排風門42進入第一艙室14。
[0034]此外，第一艙室14內部還設置有檢修門15。在正常情況下檢修門15處于關閉的狀態，使得塔筒I的內部空間與第一艙室14空間隔離。當需要檢修時，打開檢修門15，人員可進入塔筒I的內部空間進行檢查和維護。
[0035]如圖1中所示，第一艙室14下方設有散熱管道41將第一艙室14與進風口3相連通。
[0036]第一空氣通路具體實現方式是:在第三風扇81驅動下，由進風口3進入散熱管道41，空氣在散熱管道41中與散熱翅片換熱，換熱后的空氣進入第一艙室14，并經由第一艙室14的排風口 4排出到塔筒I的外部。
[0037]在此基礎上，如圖1中所示，散熱系統還包括第二空氣通路、一級空氣過濾裝置6;第二空氣通路連通進風口 3和設置于塔筒I內用于設置第二發熱設備的第二艙室12; —級空氣過濾裝置6設置在第二空氣通路中。
[0038]通過設置第二空氣通路、一級空氣過濾裝置6，由一級空氣過濾裝置6對經進風口 3進入塔筒I內的環境空氣進行第一級空氣過濾，去除空氣中的大部分的塵埃，然后經第二空氣通路輸送至第二艙室12。第二艙室12內具有需要空氣散熱的第二發熱設備(圖中未示出)，該第二發熱設備對散熱空氣潔凈程度有一定要求，散熱空氣中如夾雜較大尺寸的塵埃可能會對第二發熱設備的運行造成影響。該第二發熱設備可以是風力發電機組中用于子系統的變流器或者變壓器等，該變流器或者變壓器的防護性能弱于變流柜或者主變壓器的防護性能，經過一級空氣過濾裝置6過濾能夠提升散熱空氣的潔凈程度，有效的保護第二發熱設備。
[0039]具體地，如圖1中所示，第二艙室12可以是塔筒內艙，進風口3經過第一管道與第二艙室12相連通，一級空氣過濾裝置6設置在該第一管道中。一級空氣過濾裝置6包括第一風扇61和一級空氣過濾單元62。
[0040]第二空氣通路具體實現方式是:在第一風扇61的驅動下，空氣由進風口3進入第一管道;空氣在第一管道中經一級空氣過濾裝置6過濾，然后進入第二艙室12。
[0041]在此基礎上，散熱系統還包括第三空氣通路、二級空氣過濾裝置7;其中，第三空氣通路連通第二艙室12和設置于塔筒I內用于設置第三發熱設備的第三艙室13; 二級空氣過濾裝置7設置在第三空氣通路中。
[0042]通過設置第三空氣通路、二級空氣過濾裝置7，由二級空氣過濾裝置7對第二艙室12輸出的空氣進行二級空氣過濾，二級空氣過濾裝置7能夠捕捉比一級空氣過濾裝置6捕捉的塵埃更微細的塵埃，可選的，二級空氣過濾裝置7的過濾網眼大小小于一級空氣過濾裝置6的過濾網眼大小，可進一步去除塵埃，然后經第三空氣通路輸送至第三艙室13，第三艙室13中具有需要空氣散熱的第三發熱設備(圖中未示出)。相比較第二發熱設備和第一發熱設備9，第三發熱設備對于散熱空氣潔凈程度更加敏感，散熱空氣中若包含較小尺寸的塵埃也可能會引發第三發熱設備的工作故障。第三發熱設備可以是電子控制設備等，例如中控系統，PLC等，第三發熱設備的防護性能弱于第一發熱設備9和第二發熱設備的防護性能。通過一級空氣過濾裝置6和二級空氣過濾裝置7的兩級過濾可大幅提升散熱空氣的潔凈程度，有效保護第三發熱設備。
[0043]具體地，如圖1中所示，在第二艙室12的內部設有第三艙室13，第三艙室13可以為一個或者多個。第三艙室13設有與第二艙室12連通的通風口。二級空氣過濾裝置7設置在該通風口處。二級空氣過濾裝置7包括第二風扇71和二級空氣過濾單元72。此外，第三艙室13不限于設置在第二艙室12的內部，還可以設置在第二艙室12的外部，通過通風口與第二艙室12連通。
[0044]第三空氣通路的具體實現方式是:在第二風扇71的驅動下，空氣由第二艙室12進入通風口，經二級空氣過濾裝置7過濾，然后進入第三艙室13。
[0045]此外，如圖1中所示，第三艙室13的排風口可與第二艙室12相連通，第三艙室13的排風先排入第二艙室12，然后通過第二艙室12的排風口(圖中未示出)排出，或者第二艙室12和/或第三艙室13均可設置有獨立的排風口。
[0046]在此基礎上，散熱系統還包括除濕裝置5，除濕裝置5設置在進風口3處。
[0047]通過在進風口3設置除濕裝置5，可有效去除空氣中的水分和水分中含有的鹽分，當風力發電機組工作在潮濕的環境如海邊、河邊或湖邊時，將潮濕的環境空氣處理為干燥的空氣然后用于第一發熱設備9的冷卻降溫，可有效減少水分和鹽分對第一發熱設備9尤其是電子設備的影響，提高發熱設備的使用壽命和工作可靠性。
[0048]具體地，除濕裝置5可以采用絲網式除濕器、帶有吸濕劑的除濕器或者帶有制冷回路的除濕器等多種方式。幾種除濕器的工作原理如下:
[0049]絲網除霧器包括柵格支架和固定安裝于該柵格支架內的絲網積層體。其工作原理為:當帶有水氣的氣體以一定的速度上升，通過架在格柵支架上的絲網積層體時，水氣上升的慣性作用使得水氣與細絲碰撞而粘附在細絲的表面上。細絲表面上的水氣進一步擴散及本身的重力沉降，使水氣形成較大的液滴沿著細絲流至細絲的交織處。由于細絲的吸濕性、液體的表面張力及細絲的毛細管作用，使得液滴越來越大，直至其自身的重力超過氣體上升的浮力和液體表面張力的合力時，就被分離而下落，進而與氣體分離實現除濕功能。
[0050]帶有吸濕劑的除濕器通過吸濕劑去除空氣中的水分，吸濕劑優選采用介孔二氧化硅、沸石等可循環使用的吸濕材料。
[0051]帶有制冷回路的除濕器通過對空氣降溫，使空氣的溫度降低到露點或者露點以下，空氣中的水氣冷凝為液態水，進而實現除濕功能。
[0052]此外，除濕裝置5可設置在進風口3的外側、進風口 3的內部或者進風口 3的內側，對由外部進入進風口 3的空氣進行除濕處理。
[0053]實施例二
[0054]本實用新型的實施例二提供了一種風力發電機組，其采用了以上實施例的散熱系統。可選地，風力發電機組的塔筒I設置在基座2上，在塔筒I內部，第一發熱設備9也設置在基座2上，如圖1中所示。但塔筒I和第一發熱設備9的布置方式并不限于圖1中的具體方式。
[0055]本實用新型實施例提供的風力發電機組的散熱系統，利用第一艙室的開設于塔筒上的維護開口作為排風口，空氣與散熱單元換熱后，進入第一艙室，然后經第一艙室的排風口排出，無需在塔筒上專門設置排風口，可有效減少在塔筒上設置的開口的數量，有利于增強塔筒的結構強度。
[0056]在此基礎上，通過設置第二空氣通路、一級空氣過濾裝置和第二艙室，由一級空氣過濾裝置對經進風口進入塔筒內空氣進行一級空氣過濾，去除空氣中的大粒徑的漂浮物如粉塵等，然后經第二空氣通路輸送至第二艙室，可滿足第二艙室中對散熱空氣潔凈程度有一定要求的第二發熱設備的散熱需求。
[0057]在此基礎上，通過設置第三空氣通路、二級空氣過濾裝置和第三艙室，由二級空氣過濾裝置對第二艙室輸出的空氣進行二級空氣過濾，進一步去除小顆粒的漂浮物，然后經第三空氣通路輸送至第三艙室，滿足對第三艙室中對于散熱空氣潔凈程度有較高要求的第三發熱設備的散熱需求。
[0058]在此基礎上，通過在進風口設置除濕裝置，有效去除空氣中的水分和水分中含有的鹽分，當風力發電機組工作在潮濕的環境如海邊時，將潮濕的環境空氣處理為干燥的空氣然后用于發熱設備的冷卻降溫，可有效減少水分和鹽分對發熱設備尤其是電子設備的影響，提高發熱設備的使用壽命和工作可靠性。
[0059]以上，僅為本實用新型的具體實施例，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種風力發電機組的散熱系統，其特征在于: 所述散熱系統包括進風口(3)、排風口(4)、第一空氣通路和用于對所述風力發電機組的塔筒(I)內的第一發熱設備(9)散熱的散熱裝置，其中， 所述進風口( 3)和所述排風口( 4)設置在所述塔筒(I)的筒壁上;所述排風口( 4)為通往所述塔筒(I)內部的第一艙室(14)的入口； 所述第一空氣通路位于所述塔筒(I)內部，且連通所述進風口(3)和所述第一艙室(14)； 所述散熱裝置具有散熱單元(8)，所述散熱單元(8)設置在所述第一空氣通路中。2.根據權利要求1所述的散熱系統，其特征在于， 所述散熱系統還包括第二空氣通路和一級空氣過濾裝置(6); 所述第二空氣通路連通所述進風口(3)和設置于所述塔筒(I)內用于設置第二發熱設備的第二艙室(12);所述一級空氣過濾裝置(6)設置在所述第二空氣通路中。3.根據權利要求2所述的散熱系統，其特征在于， 所述散熱系統還包括第三空氣通路和二級空氣過濾裝置(7);其中， 所述第三空氣通路連通所述第二艙室(12)和設置于所述塔筒(I)內用于設置第三發熱設備的第三艙室(13); 所述二級空氣過濾裝置(7)設置在所述第三空氣通路中。4.根據權利要求3所述的散熱系統，其特征在于，所述散熱單元(8)、所述一級空氣過濾裝置(6)和所述二級空氣過濾裝置(7)均具有風扇； 并且/或者， 所述第一艙室(14)設有檢修門(15)。5.根據權利要求4所述的散熱系統，其特征在于，所述排風口(4)處設有排風門(42)，所述排風門(42)上設置有排風孔或排風格柵； 并且/或者， 所述散熱系統還包括除濕裝置(5)，所述除濕裝置(5)設置在所述進風口( 3)處。6.根據權利要求3-5中任一項所述的散熱系統，其特征在于，所述進風口(3)位于所述排風口( 4)的下方，所述散熱裝置通過換熱管道與所述第一發熱設備連接，所述第一發熱設備包括設置在所述塔筒(I)底部的變流柜和/或主控柜。7.根據權利要求6所述的散熱系統，其特征在于，所述散熱裝置還包括冷卻單元，所述散熱單元(8)和所述冷卻單元組成用于冷卻介質循環流動的回路，所述冷卻單元用于冷卻所述第一發熱設備(9)。8.根據權利要求3-5中任一項所述的散熱系統，其特征在于，所述第三艙室(13)位于所述第二艙室(12)內，所述第三發熱設備包括電子控制設備。9.根據權利要求2-5中任一項所述的散熱系統，其特征在于，所述第二發熱設備包括所述風力發電機組的變流器或者變壓器。10.—種風力發電機組，其特征在于:具有如權利要求1-9中任一項所述的散熱系統。
【文檔編號】F03D80/60GK205663577SQ201620513483
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月30日
【發明人】米沙, 羅曼, 吳立洲, 張新剛, 李曄
【申請人】江蘇金風科技有限公司