專利名稱：一種應用于風力發電的密閉式循環水冷卻裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種循環水冷卻裝置，特別是一種應用于風力發 電的密閉式循環水冷卻裝置。
技術背景在工業生產和科學實驗中，經常需要對設備在運行過程中產生的熱 量進行散發，以保證設備的安全運行和性能的正常發揮。目前常用的冷 卻裝置包括風冷，油冷，和水冷三種方式，其中水冷方式由于水的對流 換熱系數為空氣自然換熱系數的150倍以上，散熱效率極高；同時它又 沒有因采用油冷方式可能帶來的污染和易燃，和采用強迫風冷會產生的 噪聲等問題，所以得到了越來越廣泛的關注。但早期的直流式冷卻裝置， 冷卻水流過被冷卻物體后即被直接排放，造成了水資源的大量浪費；而 用過的冷卻水中所含的雜質排入地下又會對水質造成污染。為了節約用 水近年來直流式正逐漸被敞開式的循環水冷裝置所替代，即利用噴淋， 鼓風等方式，通過將水蒸發和與空氣換能把熱量散發到空氣中去。與直 流式冷卻裝置相比，該方式能耗較小，同時水的消耗可降低30 50倍。 但由于采用敞開的結構，噴淋過裎中水的蒸發，將引起冷卻水的濃縮， 所形成的高含鹽量及含氧量的水易造成管路及設備的腐蝕；其次冷卻水 易被空氣污染，并寄生微生物，以致堵塞管路，所以需要經常投放化學 除垢劑和殺蟲劑，并排除過分濃縮的水，這又可能導致對地下水的污染； 近年推出的密閉式循環水冷卻裝置，冷卻水不與大氣直接接觸，而通過風一水或水一水換能裝置完成與大氣的熱交換，具有高效和節水的優 點，得到日益廣泛的應用。但是，目前采用的密閉式循環水冷卻裝置的 各部件是露置于該冷卻裝置的工作環境中，因此在條件較惡劣的環境下 各部件易腐蝕，進而損壞冷卻裝置的各部件和儀表，造成冷卻裝置無法 持續運行。
發明內容為了克服現有技術的不足，本實用新型提供一種應用于風力發電 的密閉式循環水冷卻裝置，該密閉式循環水冷卻裝置為一體化柜式結 構，其既能滿足風塔內空間小的安裝要求，吊裝方便，又具有較高的 抗腐蝕能力，能夠在較惡劣的環境如空氣濕度、鹽份較大的地區及風 沙大的地區持續運行，對裝置內設備、儀表起到保護作用。 本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是 一種應用于風力發電的密閉式循環水冷卻裝置，其特征在于該循 環水冷卻裝置包括一循環管路和與循環管路連接的控制及報警單元， 該循環管路上設置有至少兩個對外接口 ，其中一對外接口與一空氣換熱器連接； 一循環水泵，其設置在循環管路上； 一過濾器，其設置于 循環水泵后的循環管路上； 一緩沖裝置，其通過管道與循環管路連通; 一電加熱器，其設置在循環管路上，通過該電加熱器對實施熱交換后 的循環水進行加熱； 一電動三通閥，其設置在與空氣換熱器的進口管 路連接的循環管路上，且該電動三通閥的一支路與和空氣換熱器出口 管路連接的循環管路連通；其中，該循環管路、循環水泵、過濾器、 電加熱器電動三通閥及緩沖裝置設置在一體化柜式結構上述緩沖裝置包括一氣囊式膨脹罐，氣囊式膨脹罐與循環管路連 通，氣囊式膨脹罐通過氣路單向閥連接有氣泵，氣囊式膨脹罐上安裝 有電磁閥。作為本實用新型上述技術方案的改進，循環管路上還安裝有脫氣 罐，脫氣罐上安裝有自動排氣閥。作為本實用新型上述技術方案的進一步改進，空氣換熱器上安裝 有自動排氣閥。本實用新型的控制及報警單元是由PLC、與PLC連接的壓力測量 儀和溫度測量儀構成。本實用新型的空氣換熱器包括一框架，框架內安裝有板翅散熱器 芯體及軸流風機。本實用新型的有益效果是本實用新型為一體化柜式結構，其既能滿足風塔內空間小的安裝要求，吊裝方便，又具有較高的抗腐蝕能 力，能夠在較惡劣的環境如空氣濕度、鹽份較大的地區及風沙大的地區持續運行，對裝置內設備、儀表起到保護作用；采用電動三通閥， 根據需調節的水溫變化范圍通過三通閥以調節流經外循環換熱單元 的水量，使系統達到要求的溫度運行；氣泵、電磁閥、氣囊式膨脹罐 組合成為系統的緩沖單元，以吸收和釋放密閉系統內冷卻水隨溫度變 化時產生的體積變化引起的壓力波動，壓力高時電磁閥動作排氣釋放 壓力，壓力低氣泵啟動提升系統壓力，使系統能滿足隨風速變化風機 負載波動幅度大，對系統壓力產生的波動性，以有效防止水冷系統失 壓所造成的補壓維護周期過短的問題；循環水路中帶電加熱器，從而實現循環水路的加熱功能，強制提高冷卻水溫度，使冷卻水溫度符合變流器最低啟動溫度；對實時性要求較高的遠程控制信號和水冷系統 報警信號，水冷系統通過開關量接點與變流器監控系統進行通訊；對 信息量較大的在線參數監測及水冷系統報警信息，水冷系統通過DP profibus與變流器監控系統進行通訊；水冷系統為自動控制一種模 式，系統控制回路送電后，進入自動模式，主循環泵，風機，電加熱器等 可在調試菜單中進行手動操作，補氣系統在系統運行前運行后都能自 動補氣，以穩定冷卻水的壓力，系統運行后,PLC根據整定參數監控水 冷系統的運行狀況和檢測系統故障。PLC自動控制冷卻水溫度，對水 冷系統參數的超標及時的發出預警，當參數嚴重超標有可能影響被冷 卻器件運行安全時自動發出跳閘警報。主循環泵、電加熱器、風機、 空氣壓縮機、電磁閥等由PLC根據實際工作條件進行自動控制。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。 圖1是本實用新型的結構示意圖； 圖2是圖1中A—A剖視圖； 圖3是本實用新型的流程圖； 圖4是空氣換熱器的結構示意圖； 圖5是圖4的剖視圖。
具體實施方式
參照圖1、圖2、圖3，本'實用新型公開的一種應用于風力發電 的密閉式循環水冷卻裝置，包括一柜體9、 一循環管路l和與循環管路1連接的控制及報警單元，該循環管路1上設置有兩個對外接口11、 12，其中一對外接口 11與一空氣換熱器2連接，另一對外接口 12與被冷卻器件連接；在循環管路1上設置有一循環水泵3，循環水 泵3為冷卻裝置提供動力，使冷卻循環水在被冷卻電子器件和風水換熱 器中快速循環，從而把發熱電子元件的熱量迅速帶走。在循環水泵3后的循環管路上設置有過濾器4，以防止循環冷卻水 在快速流動中可能沖刷脫落的剛性顆粒進入被冷卻器件，過濾器可以 是設置在循環管路上的機械過濾器，采用折疊式不銹鋼濾芯，其網孔 標準，水阻小。如圖所示，在循環管路1上通過管道連通有一緩沖裝置5，該緩 沖裝置5包括一氣囊式膨脹罐51，氣囊式膨脹罐51與循環管路1連 通，氣囊式膨脹罐51通過氣路單向閥52連接有氣泵53，氣囊式膨 脹罐51上安裝有電磁閥54，氣囊式膨脹罐內部預充了一定壓力的壓 縮空氣并通過橡膠氣囊實現了水氣分離，其作用是為系統保持恒壓并 能吸收和釋放系統中由于溫度變化而引起的液體的體積變化引起的 壓力波動，從而保證整個系統的正常運行。在循環管路1上設置有一電加熱器6，通過該電加熱器對實施熱 交換后的循環水進行加熱，從而實現循環水路的加熱功能，強制提高 冷卻水溫度，使冷卻水溫度符合變流器運行要求。在與空氣換熱器2的進口管路連接的循環管路上設置有一電動 三通閥7，且該電動三通閥的一支路與和空氣換熱器出口管路連接的 循環管路連通，從而控制流經空氣換熱器回路的流量，根據水溫的變化，三通閥在一定溫度范圍內自動調整閥門工作角度從而控制流經換 熱器的流量比例，當水溫過低時，使一部分從被冷卻器件中過來的熱 水不經過空氣換熱器降溫，直接回到主循環泵的入口，從而使循環水 溫回升。本實用新型的循環管路l、循環水泵3、過濾器4、電加熱器6、 電動三通閥7及緩沖裝置5設置在一體化柜式結構內，即柜體9內， 該冷卻裝置的主體尺寸800 (寬)X600 (深)X2000(高)，能滿足風塔 內空間小的安裝要求，吊裝方便，具有較高的抗鹽蝕能力，能夠在空 氣濕度、鹽份較大的地區運行，同時也能夠在風沙大的地區持續運行， 對裝置內設備、儀表起到保護作用。在循環管路1上還安裝有脫氣罐8，脫氣罐8上安裝有自動排氣 閥81，以實現在循環管路系統的自動排氣功能，在系統運行時自動 進行氣液分離并排出。本實用新型的控制及報警單元是由PLC、與PLC連接的壓力測 量儀和溫度測量儀構成，其中，壓力測量儀為設置于循環管路上進 閥壓力變送器Pl和出閥壓力變送器P2，壓力測量儀為設置于循環 管路上進閥壓力變送器Tl和出閥壓力變送器T2。對實時性要求較 高的遠程控制信號和水冷系統報警信號，水冷系統通過開關量接點 與變流器監控系統進行通訊；對信息量較大的在線參數監測及水冷 系統報警信息，水冷系統通過DP prof ibus與變流器監控系統進行 通訊。水冷系統為自動控制一種寧式，系統控制回路送電后，進入自動模式，主循環泵，風機，電加熱器等可在調試菜單中進行手動操作，補 氣系統在系統運行前運行后都能自動補氣，以穩定冷卻水的壓力，系統運行后，PLC根據整定參數監控水冷系統的運行狀況和檢測系統故 障。PLC自動控制冷卻水溫度，對水冷系統參數的超標及時的發出預 警，當參數嚴重超標有可能影響被冷卻器件運行安全時自動發出跳閘 警報。主循環泵、電加熱器、風機、空氣壓縮機、電磁閥等由PLC根 據實際工作條件進行自動控制。參照圖4、圖5，本實用新型的空氣換熱器2包括一框架21，框 架21內安裝有板翅散熱器芯體.22及軸流風機23，以實現循環冷卻 水的散熱，采用強制風冷，熱水被輸送入空氣換熱器，流過鋁質冷卻 板腔，水的熱量傳給冷卻板翅，在空氣側，由風機將冷空氣吸入，使 之流過板翅間，熱量吹出空氣換熱器外，從而達到循環水被冷卻的目 的，冷水由空氣換熱器流出來，送回主循環水泵，從而保證變流器在 允許的溫度下運行，換熱器鋁合金表面采用陽極氧化防腐處理，滿足 海洋使用環境，空氣換熱器在最高、最低集水箱處設置排氣閥24便 于排氣及泄空。 -本實用新型的密閉式循環水冷卻裝置的冷卻水循環回路是循環水 泵3—電動三通閥7—空氣換熱器2—過濾器4—被冷卻器件—脫氣罐 8—電加熱器6—循環水泵3。
權利要求1.一種應用于風力發電的密閉式循環水冷卻裝置，其特征在于該循環水冷卻裝置包括一循環管路和與循環管路連接的控制及報警單元，該循環管路上設置有至少兩個對外接口，其中一對外接口與一空氣換熱器連接；一循環水泵，其設置在循環管路上；一過濾器，其設置于循環水泵后的循環管路上；一緩沖裝置，其通過管道與循環管路連通；一電加熱器，其設置在循環管路上，通過該電加熱器對實施熱交換后的循環水進行加熱；一電動三通閥，其設置在與空氣換熱器的進口管路連接的循環管路上，且該電動三通閥的一支路與和空氣換熱器出口管路連接的循環管路連通；其中，該循環管路、循環水泵、過濾器、電加熱器電動三通閥及緩沖裝置設置在一體化柜式結構內。
2. 根據權利要求1所述的一種應用于風力發電的密閉式循環水冷卻 裝置，其特征在于緩沖裝置包括一氣囊式膨脹罐，氣囊式膨脹罐 與循環管路連通，氣囊式膨脹罐通過氣路單向閥連接有氣泵，氣 囊式膨脹罐上安裝有電磁閥。'
3. 根據權利要求1所述的一種應用于風力發電的密閉式循環水冷卻 裝置，其特征在于循環管路上還安裝有脫氣罐，脫氣罐上安裝有 自動排氣閥。
4. 根據權利要求1所述的一種應用于風力發電的密閉式循環水冷卻 裝置，其特征在于空氣換熱器上安裝有自動排氣閥。
5. 根據權利要求1所述的一種應用于風力發電的密閉式循環水冷卻裝置，其特征在于所述控制及報警單元由PLC、與PLC連接的壓力 測量儀和溫度測量儀構成。
6.根據權利要求1所述的一種應用于風力發電的密閉式循環水冷卻 裝置，其特征在于所述空氣換熱器包括一框架，框架內安裝有板 翅散熱器芯體及軸流風機。
專利摘要本實用新型公開了一種應用于風力發電的密閉式循環水冷卻裝置，其特征在于該循環水冷卻裝置包括一循環管路和與循環管路連接的控制及報警單元，該循環管路上設置有至少兩個對外接口，其中一對外接口與一空氣換熱器連接；在循環管路上設置有循環水泵、過濾器、緩沖裝置、電加熱器、電動三通閥；其中，該循環管路、循環水泵、過濾器、電加熱器電動三通閥及緩沖裝置設置在一體化柜式結構內；本實用新型為一體化柜式結構，其既能滿足風塔內空間小的安裝要求，吊裝方便，又具有較高的抗腐蝕能力，能夠在較惡劣的環境如空氣濕度、鹽份較大的地區及風沙大的地區持續運行，對裝置內設備、儀表起到保護作用，
文檔編號H02K9/00GK201352745SQ20092005102
公開日2009年11月25日 申請日期2009年2月9日 優先權日2009年2月9日
發明者吳文偉, 洪 唐, 李志道 申請人:廣州市高瀾水技術有限公司