一种利用自然风冷散热的机舱冷却系统技术方案

本发明专利技术公开了一种利用自然风冷散热的机舱冷却系统，设置在机舱内部的靠上位置，其特征在于，所述机舱冷却系统包括：拢风筒，用于增加机舱冷却系统的迎风面积；电动百叶窗，与所述拢风筒的一端连接，用于控制机舱外部空气进入机舱冷却系统的流量；空气换热器，与所述电动百叶窗连接，外部冷空气通过拢风筒和电动百叶窗进入后与机舱内热空气在空气换热器中进行热量交换，对机舱内部冷却降温。本发明专利技术具有有效降低机组自耗电、换热效率高、可靠性高且便于维护等优势。便于维护等优势。便于维护等优势。

【技术实现步骤摘要】
一种利用自然风冷散热的机舱冷却系统


[0001]本专利技术涉及冷却系统领域，尤其涉及一种利用自然风冷散热的风力发电机组机舱冷却系统。

技术介绍

[0002]随着风力发电机组不断向更大兆瓦级别发展，其机舱内部各发热器件的功率也在不断增大，使得机组在正常运行过程中会产生较高的热量，热量如不能及时排出，将导致电气部件超温报警乃至故障停机，造成发电量损失，并缩减部件使用寿命。
[0003]现有的风力发电机组机舱冷却方式均为主动冷却，具体分为三种方式：第一种方式以风扇作驱动，将机舱外部空气经过滤后直接吹入机舱内部，内外空气混合后实现机舱降温，升温后的热空气被排出机舱；第二种方式同样以风扇作驱动，机舱内外的空气分别流经空
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空换热器的独立流道，换热时互相不接触；第三种方式以冷却液作为热交换介质，在水泵的驱动下，冷却液经机舱内部空
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水换热器吸收空气热量，再流经机舱外部空
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水换热器将热量排出。三种机舱冷却方式均需要风扇或水泵提供驱动力方可正常运行，而转动设备本身已增加了机组自耗电，因而存在因电机故障导致机舱冷却系统无法运行的风险。此外，第一种方式因机舱与外部大气相连，不适合在海上、潮间带等防腐要求高的环境下使用；第二种方式换热器体积大、滤芯易堵塞、故障率较高；第三种方式结构复杂、设备繁多、使用与维护成本较高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种利用自然风冷散热的风力发电机组机舱冷却系统，解决现有技术中存在的问题和限制。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供了一种利用自然风冷散热的机舱冷却系统，设置在机舱内部的靠上位置，所述机舱冷却系统包括：拢风筒，用于增加机舱冷却系统的迎风面积；电动百叶窗，与所述拢风筒的一端连接，用于控制机舱外部空气进入机舱冷却系统的流量；空气换热器，与所述电动百叶窗连接，外部冷空气通过拢风筒和电动百叶窗进入后与机舱内热空气在空气换热器中进行热量交换，对机舱内部冷却降温。
[0006]优选地，机舱内部设置有两套机舱冷却系统，且所述机舱冷却系统对称设置在机舱内部的靠上位置。
[0007]优选地，所述拢风筒为两端开口的中空棱台结构，且与拢风筒连接的一端面积小于另一端面积。
[0008]进一步，机舱冷却系统内还设置有前部滤网和后部滤网，所述前部滤网与所述拢风筒的另一端连接，设置在机舱冷却系统首端，所述后部滤网与所述空气换热器连接，设置在机舱冷却系统末端，用于防止外部杂物进入机舱冷却系统内部。
[0009]进一步，机舱冷却系统内还设置有若干段风管，包括：前部风管，串联连接于电动百叶窗和空气换热器之间；后部风管，串联连接于空气换热器和后部滤网之间。
[0010]进一步，机舱冷却系统上还设置有若干个支架，所述支架对称设置于每套机舱冷却系统的两侧，用于将机舱冷却系统固定在机舱内壁上。
[0011]具体地，所述电动百叶窗包括：百叶窗框架，为中空长方体结构；若干叶片，等距离设置于所述百叶窗框架内，每个叶片的两端分别与百叶窗框架的两个侧壁可转动连接；电动执行机构，垂直悬挂于所述百叶窗框架的其中一个侧壁上，与每个叶片连接，可控制各个叶片的转动。
[0012]电动执行机构根据机舱内部温度调节叶片的开度，进而控制机舱外部空气进入机舱冷却系统的流量：机舱内部温度越高，所述电动执行机构控制叶片转动，使其越趋向水平位置，机舱外部空气进入机舱冷却系统的流量越大；机舱内部温度越低，所述电动执行机构控制叶片转动，使其越趋向竖直位置，机舱外部空气进入机舱冷却系统的流量越小。
[0013]具体地，所述空气换热器是由多组具有波纹形状的金属片叠装而成，各组金属片之间形成薄矩形通道，各层通道相互独立、分层叠放，分别供内部与外部空气流通。
[0014]所述金属片构成内流道、外流道，使机舱内、外空气流向在空间上互相垂直，并通过金属片进行热量交换；其中，所述内流道沿机舱外部空气流向，由机舱前部向尾部延伸；所述外流道与内流道分层设置且互相垂直。
[0015]优选地，所述前部滤网和拢风筒从机舱前部伸出，所述电动百叶窗、空气换热器、风管、支架均设置于机舱内部。
[0016]优选地，所述前部滤网与拢风筒之间通过螺栓连接，所述后部风管与后部滤网之间通过螺栓连接。
[0017]优选地，所述风管的材质为铝材、钢材、PVC涂层布或多种材料复合，风管接口处设置橡胶密封垫或涂抹密封胶。
[0018]发热器件产生热量，使得机舱内温度升高，机舱内部热空气上升至机舱顶部遇阻后横向流动，进入空气换热器的外流道中，而外部冷空气从前部滤网进入机舱冷却系统，依次通过拢风筒、电动百叶窗后进入空气换热器的内流道中，外流道的热空气经空气换热器中的冷空气降温后向机舱下部流动，从而完成机舱内部冷、热空气的自动循环。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0019]1、本专利技术利用风力发电机组自身在运行过程中能自动对准高风速方向的特点，从机舱外部引入高速冷风，从而省去了传统主动式机舱冷却系统对风扇、水泵动力源的依赖，减少了系统95％以上的能源消耗，也降低了系统出现故障的风险。
[0020]2、本专利技术利用电动百叶窗作为调节工具控制机舱内部温度，相比传统主动式机舱冷却系统通过风扇、水泵等动力源调节冷却能力的方式，使得受控部件功率降低95％以上，体积与重量减少70％，低速微型电机取代高速电机，在功率、体积、重量以及工作方式等方面更具优势，因而成本更低、可靠性更高。
[0021]3、本专利技术中机舱内、外部空气通过空气换热器只进行热交换而不实际接触，可避免机舱外部高湿高盐或高污染空气进入机舱内部，有利于维护机舱内部良好环境、延长机舱内部各部件的使用寿命。
[0022]4、本专利技术中机舱冷却系统安装于机舱内部靠上的两侧对称位置，能够提高机舱内部空间的利用率，避免了传统机舱冷却系统对机舱下部空间的占用；相比于在机舱顶部安装冷却系统，其对机舱整体尺寸的影响更小(不额外占用机舱顶部空间)、防腐等级要求更
低(机舱内部环境优于外部环境)、维护也更为便利(在机舱内部即可实现日常维护工作)。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的机舱冷却系统的立体结构示意图；
[0024]图2为本专利技术的机舱内部的主视剖面图；
[0025]图3为本专利技术的机舱内部的右视剖面图；
[0026]图4为本专利技术的机舱示意图；
[0027]图5为本专利技术的拢风筒的结构示意图；
[0028]图6为本专利技术的电动百叶窗的结构示意图；
[0029]图7为本专利技术的空气换热器的结构示意图。
具体实施方式
[0030]以下结合附图，通过优选实施例对本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所达成目的及功效予以详细说明。
[0031]需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施方式的目的，并非用以限定本专利技术实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用自然风冷散热的机舱冷却系统，设置在机舱内部的靠上位置，其特征在于，所述机舱冷却系统包括：拢风筒，用于增加机舱冷却系统的迎风面积；电动百叶窗，与所述拢风筒的一端连接，用于控制机舱外部空气进入机舱冷却系统的流量；空气换热器，与所述电动百叶窗连接，外部冷空气通过拢风筒和电动百叶窗进入后与机舱内热空气在空气换热器中进行热量交换，对机舱内部冷却降温。2.如权利要求1所述的利用自然风冷散热的机舱冷却系统，其特征在于，机舱内部设置有两套机舱冷却系统，且所述机舱冷却系统对称设置在机舱内部的靠上位置。3.如权利要求1所述的利用自然风冷散热的机舱冷却系统，其特征在于，所述拢风筒为两端开口的中空棱台结构，且与拢风筒连接的一端面积小于另一端面积。4.如权利要求3所述的利用自然风冷散热的机舱冷却系统，其特征在于，机舱冷却系统内还设置有前部滤网和后部滤网，所述前部滤网与所述拢风筒的另一端连接，设置在机舱冷却系统首端，所述后部滤网与所述空气换热器连接，设置在机舱冷却系统末端，用于防止外部杂物进入机舱冷却系统内部。5.如权利要求4所述的利用自然风冷散热的机舱冷却系统，其特征在于，机舱冷却系统内还设置有若干段风管，包括：前部风管，串联连接于电动百叶窗和空气换热器之间；后部风管，串联连接于空气换热器和后部滤网之间。6.如权利要求2所述的利用自然风冷散热的机舱冷却系统，其特征在于，机舱冷却系统上还设置有若干个支架，所述支架对称设置于每套机舱冷却系统的两侧，用于将机舱冷却系统固定在机舱内壁上。7.如权利要求1所述的利用自然风冷散热的机舱冷却系统，其特征在于，所述电动百叶窗包括：百叶窗框架，为中空长方体结构；若干叶片，等距离设置于所述百叶窗框架内，每个叶片的两端分别与百叶窗框架的两个侧壁可转动连接；电动执行机构，垂直悬挂于所述百叶窗框架的其中一个侧壁上，与每个叶片连接，可控制各个叶片的转动。8.如权利要求7所述的利用自然风冷散热的机舱冷却系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春光，刘俊沛，胡双洋，杨飞，
申请(专利权)人：上海电气风电集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：