用于产热设备的散热围护结构和风力发电机组制造技术

本发明专利技术涉及一种用于产热设备的散热围护结构和风力发电机组，该散热围护结构包括限定中间空间的围护结构本体，在所述围护结构本体(5)的内壁上至少部分地施加热辐射吸收涂层(3)或隔热材料或红外低发射率高反射率材料。本发明专利技术在无噪声、环保、不借助外界动力、零能耗条件下主动降低了围护结构内环境的空气温度，从而降低产热设备的温度，保证产热设备长时间地工作在允许的正常温度下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及散热
，尤其涉及一种用于产热设备的散热围护结构和风力发电机组。
技术介绍
一、概述风力发电机组的围护结构如塔筒、机舱等内部设有电力传输电缆、变压器、电抗器、电动机、开关电器设备等产热设备(“产热设备”是从热学角度来命名的)，这些产热设备在工作中会产生热量，由于产生的热量累计“积分”效应，风力发电机组的围护结构塔筒、机舱内空气温度在一定时间段内会持续上升。除了产热设备产生的热量，风力发电装备的围护结构如塔筒、机舱等从外部自然环境还接受太阳辐射，也会导致塔筒、机舱内部温度升高。尤其是在中国新疆吐鲁番、托克逊地区、巴基斯坦地域、中东地区、非洲热带地区、沙漠地带，在夏季强烈的太阳辐射能够导致风力发电装备内外温度显著升高，影响风力发电装备的正常工作。因此，需要同时投入相应的冷却设备对整机内部环境，也包括塔筒、机舱、轮毂内腔、变流柜内部等局部环境强行进行主动冷却。二、本专利技术中用到的相关辐射术语吸收：物质将所拦截的辐射能转换为内部热能的过程。吸收率：物质所吸收的投射辐射的份额。黑体：理想的发射体和吸收体。发射：在有限温度下的物质产生辐射的过程。发射率：表示发射的辐射和同温度下的黑体发射的辐射之比。反射：投射在表面上的辐射改变方向的过程。反射率：物质所反射的投射辐射的份额。热辐射：有限温度的物质发射的电磁能，集中在从0.1～100μm光谱区。三、太阳辐射与环境辐射太阳是一个极接近于球状的辐射源，近似于5800K的黑体。当太阳发出的辐射穿过空间时，由于通过的球面积不断变大，辐射流密度将降低。太阳常数Sc＝1353W/m2。对于水平表面(也即与地球表面相平行)，太阳辐射呈近似于平行的射线束，与表面的法线形成一个θ角，称天顶角。对水平面定义的大气层外的太阳辐射密度Gs,o与地理纬度、年和天的时间有关。可用下述形式的表达式确定Gs,o＝Scfcosθ,式中，f是围绕太阳的地球轨道的偏心率的一个很小的修正系数(0.97～1.03)。太阳辐射可分为直射辐射和散射辐射。所谓直射辐射是指直接来自太阳(圆盘)表面的辐射。在晴朗无云的天气里，直射辐射占辐射总量的比例可能超过85％。散射辐射是指经过大气层云层的反射和散射作用以后改变了方向的太阳辐射，所以又被叫做天空辐射。散射在太阳辐射总量中的比例与天气状况有密切的关系。所谓“环境辐射”是指地球以及大气层中某些具有辐射能力成分的辐射。环境辐射的长波辐射形式包括地球表面的发射以及来自大气中某些成分的发射。地球表面的发射功率可按照常规方法计算，即：E＝εσT4，式中，ε和T分别为地表面的发射率和热力学温度。发射率接近于1，温度范围-40～+60℃，发射近似集中在4～40μm光谱区，峰值波长约发生在10μm。大气辐射大部分来自CO2和H2O分子，并集中在5～8μm和13μm以上的光谱区。来自大气发射的投射辐射可表示为：Gatm＝σT4sky式中，Tsky称为有效天空温度。其值与大气条件有关，其值范围可由冷的晴朗天空条件时的230K到暖和时的285K。在夜间，大气发射是地球表面上唯一的投射辐射源。由于太阳辐射是集中在光谱的短波区，而地球表面发射是在长得多的波长区，即一个地球表面及物质的太阳吸收率可以不同于它的发射率。比值α/ε是一个重要的工程参数，如果希望表面排出热能，就要求低的比值。由表1看出：使用白色漆利于阻热、隔热，同样条件下，使用黑色漆会造成表面温度明显高于涂白色漆。表1不同材料及涂层的吸收发射比表面吸收率发射率吸收发射比值蒸镀的铝膜0.090.033.0金属底材上的白漆0.210.960.22金属底材上的黑漆0.970.971.0刚得到的不锈钢，暗淡的0.500.212.4四、塔筒机舱围护结构内外热环境《建筑工程建筑面积计算规范》GB/T50353-2005中规定：围护结构(envelopenclosure)是指围合建筑空间四周的墙体、门、窗等。构成建筑空间，抵御环境不利影响的构件(也包括某些配件)。围护结构分透明和不透明两部分：不透明围护结构有墙、屋顶和楼板等；透明围护结构有窗户、天窗和阳台门等。根据在建筑物中的位置，围护结构分为外围护结构和内围护结构。内围护结构如隔墙、楼板和内门窗等，起分隔室内空间作用，应具有隔声、隔视线以及某些特殊要求的性能。围护结构通常是指外墙和屋顶等外围护结构。外围护结构包括外墙、屋顶、侧窗、外门等，用以抵御风雨、温度变化、太阳辐射等，应具有保温、隔热、隔声、防水、防潮、耐火、耐久等性能。外围护结构的材料有砖、石、土、混凝土、纤维水泥板、钢板、铝合金板、玻璃、玻璃钢和塑料等。外围护结构按构造可分为单层的和多层复合的两类。单层构造如各种厚度的砖墙、混凝土墙、金属压型板墙、石棉水泥板墙和玻璃板墙等。多层复合构造围护结构可根据不同要求和结合材料特性分层设置。通常外层为防护层，中间为保温或隔热层(必要时还可设隔蒸汽层)，内层为内表面层。各层或以骨架作为支承结构，或以增强的内防护层作为支承结构。建筑“阳面(侧)”主要指向阳的南面(北半球)，其次是指有日照条件的东西面，“背阴面”主要是指无日照条件的北面(北半球)。在风力机塔筒本体传热过程中，辐射换热是重要的一个传热路线，它包括太阳辐射在塔筒表面的传递和在塔筒内表面间的热辐射交换。它虽然也直接影响着人的冷热感觉，却不像空气温度那样容易被人觉察。太阳辐射以直射、散射两种方式到达塔筒本体外表面。在表面发生能量性质的转化：辐射能转化成热能，在经热传导方式传递到塔筒内壁防腐涂层。如果温度高于塔筒内空气温度，表面就会将热量释放到空气里。更重要的是：塔筒内有各种电力设备，电力传输电缆、变压器、变流器以及电力补偿设备等各种产热热源。塔筒内封闭围护结构具备蓄热能力，在夏季，塔筒内壁会对其内空气沿着上升高度方向以自然对流换热方式持续加热。没有外界驱动力但仍然存在运动的情况，称之为自然对流或自由流动。引起流体这种运动的内在力量是温度差或者(组分的)浓度差。后者属于传质问题。在夏季，塔筒内部空气接受塔筒内壁持续加热、或接受内热源加热，将在塔筒内部造成空气温度差。引起自然对流的浮升力实际上来自流体的密度梯度以及与该密度梯度成正比的体积本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于产热设备的散热围护结构，其特征在于，该散热围护结构包括限定中间空间的围护结构本体(5)，在所述围护结构本体(5)的内壁上至少部分地施加热辐射吸收涂层(3)。

【技术特征摘要】
1.一种用于产热设备的散热围护结构，其特征在于，该散热围护
结构包括限定中间空间的围护结构本体(5)，在所述围护结构本体(5)
的内壁上至少部分地施加热辐射吸收涂层(3)。
2.根据权利要求1的用于产热设备的散热围护结构，其特征在于，
在所述围护结构本体(5)的外壁上至少部分地施加热辐射散热涂层(7)。
3.根据权利要求2的用于产热设备的散热围护结构，其特征在于，
所述热辐射散热涂层(7)设在所述围护结构本体(5)的背阴面的外壁
上。
4.根据权利要求1的用于产热设备的散热围护结构，其特征在于，
所述热辐射吸收涂层(3)设在所述围护结构本体(5)的背阴面的内壁
上。
5.根据权利要求4的用于产热设备的散热围护结构，其特征在于，
在所述围护结构本体(5)的阳面内壁上设置第一隔热层(4)。
6.根据权利要求5的用于产热设备的散热围护结构，其特征在于，
所述第一隔热层(4)为热辐射隔热涂层。
7.根据权利要求6的用于产热设备的散热围护结构，其特征在于，
所述热辐射隔热涂层由包含粘结剂和低发射率功能颜料的热红外低发
射率涂料制成，所述粘结剂包含氯化聚乙烯树脂，所述低发射率功能颜
料包含Al粉、Zn粉、Cu粉、Ni粉或单晶Si。
8.根据权利要求1-7任一项的用于产热设备的散热围护结构，其
特征在于，在所述围护结构本体(5)的至少阳面外壁上施加第二隔热
层(6)。
9.根据权利要求8的用于产热设备的散热围护结构，其特征在于，
所述第二隔热层(6)为热反射隔热涂层，对太阳辐射和地面辐射实施
反射。
10.根据权利要求9的用于产热设备的散热围护结构，其特征在
于，所述热反射隔热涂层包括作为粘结剂的低红外吸收率的有机...

【专利技术属性】
技术研发人员：马盛骏，马万顺，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11