CN204887852U - 冷却***及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种冷却***及风力发电机组。该冷却***包括：冷却柜主体，冷却柜主体具有第一输出口和第二输出口；散热部，散热部具有散热入口和散热出口，散热入口与第一输出口连接；第一连接组件，第一连接组件具有用于与被冷却装置的冷却入口连接的冷却剂出口、第一冷却剂入口和第二冷却剂入口，冷却剂出口为至少两个，且一一对应地与被冷却装置连接，第一冷却剂入口与散热出口连接，第二冷却剂入口与第二输出口连接。该冷却***可以同时冷却至少两台被冷却装置，减少了空间占用，降低了成本。

Description

冷却***及风力发电机组

技术领域

本实用新型涉及冷却技术领域，尤其涉及冷却***及风力发电机组。

背景技术

现有技术中许多设备在工作过程中会产生很大热量，为了保证设备安全可靠地工作，需要通过冷却设备对其进行冷却，以保证设备处于合适的运行温度。

例如，在风力发电机设备领域，风力发电机的一些部件，如变流器就需要通过冷却设备进行冷却。随着风力发电行业的迅猛发展，单套风力发电机的容量从开始的几百千瓦上升到了现在的几兆瓦，而与之配套的变流器也正不断地朝着更大容量，更高功率密度的方向发展。这就使得变流器的冷却***需要有更强的冷却能力。

目前，一部分兆瓦级风力发电机组的变流器是由两个相同的低功率等级变流器并联而得，例如一台2.5MW变流器是由两台1.5MW变流器并联组成的，那么与之配套的水冷***及水冷***的控制***也是2套，这使得水冷***的控制***的复杂程度和水冷***的成本都大大增加，而且水冷***及水冷***的控制***所占用的空间也较大，同时还致使安装运输成本的增加。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种冷却***及风力发电机组，以解决一台冷却***只能为一台变流器进行冷却的问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例提供一种冷却***，其包括：冷却柜主体，冷却柜主体具有第一输出口和第二输出口；散热部，散热部具有散热入口和散热出口，散热入口与第一输出口连接；第一连接组件，第一连接组件具有用于与被冷却装置的冷却入口连接的冷却剂出口、第一冷却剂入口和第二冷却剂入口，冷却剂出口为至少两个，且一一对应地与被冷却装置连接，第一冷却剂入口与散热出口连接，第二冷却剂入口与第二输出口连接。

进一步地，第一连接组件包括第一连接件和第二连接件，第一连接件的第一口与第二连接件的第一口连通，第一连接件的第二口为其中一个冷却剂出口，第一连接件的第三口为第一冷却剂入口；第二连接件的第二口为另一个冷却剂出口，第二连接件的第三口为第二冷却剂入口。

进一步地，冷却柜主体还具有输入口，冷却***还包括第二连接组件，第二连接组件包括用于与被冷却装置的冷却出口连接的回流入口和用于与输入口连接的回流出口，回流入口与冷却剂出口一一对应。

进一步地，第二连接组件包括第三连接件，第三连接件的第一口为其中一个回流入口，第三连接件的第二口为另一个回流入口，第三连接件的第三口为回流出口。

进一步地，冷却柜主体包括沿冷却剂流向依次串联的储液件、输送泵和状态控制阀，状态控制阀的第一口与输送泵连接，状态控制阀的第二口为第二输出口，状态控制阀的第三口为第一输出口。

进一步地，储液件上设置有对储液件内的冷却剂进行加热的加热件，冷却柜主体具有外循环状态和内循环状态，处于外循环状态时，状态控制阀的第一口与状态控制阀的第三口连通，处于内循环状态时，加热件工作，状态控制阀的第一口与状态控制阀的第二口连通。

进一步地，冷却柜主体还包括膨胀罐，膨胀罐与储液件连通。

进一步地，冷却柜主体还包括温度检测组件，温度检测组件包括：第一温度检测件，第一温度检测件设置在储液件与输送泵之间的管路上；第二温度检测件，第二温度检测件与第一输出口连接，并检测从第一输出口流出的冷却剂的温度。

进一步地，冷却柜主体还包括压力检测组件，压力检测组件包括：第一压力检测件，第一压力检测件与输入口连接，并检测输入口处的压力值；第二压力检测件，第二压力检测件与第二输出口连接，并检测第二输出口处的压力值。

根据本实用新型的另一方面，提供一种风力发电机组，包括冷却***和至少两个变流器，冷却***为上述的冷却***，冷却***的冷却剂出口与变流器的冷却入口一一对应地连接。

本实用新型的实施例的冷却***通过第一连接组件将冷却柜主体、散热部与被冷却装置连接，第一连接组件的至少两个冷却剂出口一一对应地与被冷却装置的冷却入口连接，实现一个冷却***对至少两个被冷却装置的冷却。散热部的散热出口直接与第一连接组件的第一冷却剂入口连接，使得冷却剂可以通过散热部、第一冷却剂入口和冷却剂出口直接进入被冷却装置内，冷却剂流经的连接管的长度减小，水阻降低。此外，该冷却***既提高了冷却***的可靠性、提高了冷却***的效率，又降低了冷却***的成本、减小了其在塔筒内占用的空间。

附图说明

图1为本实用新型的实施例的风力发电机组的示意图。

附图标记说明：

1、输送泵；101、冷却柜主体；102、散热部；2、状态控制阀；3、加热件；4、变流器；5、散热器；6、膨胀罐；7、压力表；81、第一压力检测件；82、第二压力检测件；91、第一温度检测件；92、第二温度检测件；10、储液件；111、第一排气阀；112、第二排气阀；12、补液控制阀；13、第一连接件；14、第二连接件；15、第三连接件；16、第四连接件；17、第五连接件；18、软管；21、散热入口；22、散热出口；23、第一输出口；24、第二输出口；25、冷却剂出口；26、第一冷却剂入口；27、第二冷却剂入口；28、回流入口；29、回流出口；33、第一过滤器；34、第二过滤器；35、补液管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例的冷却***和风力发电机组进行详细描述。

如图1所示，冷却***为水冷***(其内采用液体作为冷却剂)，在本实施例中其用于对风力发电机组的变流器进行冷却。当然，在其他实施例中，该冷却***可以应用至任何需要冷却的环境中。

在本实施例中，被冷却装置也就是变流器4为两台，每个变流器4均具有使冷却剂流入的冷却入口和使冷却剂流出的冷却出口。

依据风力发电机组的塔架布局和变流器4的散热需求，冷却***包括冷却柜主体101、散热部102其包括两个并联的散热器5、第四连接件16和第五连接件17等和第一连接组件其包括第一连接件13和第二连接件14。

其中冷却柜主体101为一个，其具有用于输出冷却剂的第一输出口23和第二输出口24。散热部102用于使冷却剂降温，其具散热出口22和散热入口21，散热入口21与第一输出口23连接，用于接收从第一输出口23流出的冷却剂。第一连接组件具有至少两个一一对应地与变流器4的冷却入口连接的冷却剂出口25，以向至少两台变流器4输送冷却剂，实现同时对至少两台变流器4进行冷却的目的。第一连接组件还具有第一冷却剂入口26和第二冷却剂入口27，第一冷却剂入口26用于与散热部102的散热出口22连接，以接收冷却剂，第二冷却剂入口27用于与冷却柜主体101的第二输出口24连接，以接收冷却剂。

冷却***利用一个冷却柜主体101通过第一连接组件即可为至少两台变流器4进行冷却，相对于现有技术中的一个冷却柜主体101只能为一个变流器4进行冷却而言，该冷却***只用控制一个冷却柜主体101，降低了冷却***的控制***的复杂程度，相应地提高了冷却***的可靠性和冷却效率，同时减少了冷却***的成本。此外，该冷却***占用的空间更小，降低了安装运输成本。

为了满足不同的使用工况，该冷却***具有外循环状态和内循环状态。

内循环状态用于变流器4启动时的预热。例如，当变流器4工作在环境温度较低的情况下时(如环境温度在-40℃)，变流器4启动时需要通过温度较高的冷却剂对变流器4内的器件、模块等进行预热，此时，冷却柜主体101输送出的冷却剂不经过散热部102而直接进入变流器4内。

外循环状态用于在变流器4正常工作时对变流器4进行冷却，此时，冷却柜主体101输送出的冷却剂经过散热部102散热降温后进入变流器4。

在本实施例中，第一冷却剂入口26为冷却柜主体101处于外循环状态时的冷却剂入口，其与散热出口22连接。第二冷却剂入口27为冷却柜主体101处于内循环状态时的冷却剂入口，其与第二输出口24连接。

冷却剂出口25的数量对应于被冷却装置的数量。冷却剂出口25与被冷却装置的冷却入口一一对应，用于将冷却剂输送至被冷却装置内。

具体地，第一连接组件包括第一连接件13和第二连接件14。

在本实施例中，第一连接件13和第二连接件14均为三通接头。第一连接件13的第一口与第二连接件14的第一口通过软管18连通，第一连接件13的第二口为其中一个冷却剂出口25，第一连接件13的第三口为第一冷却剂入口26。第二连接件14的第二口为另一个冷却剂出口25，第二连接件14的第三口为第二冷却剂入口27。此种结构的第一连接组件完成了对两台变流器4的冷却剂流量的均匀分配，满足了变流器4的散热要求，同时，简化了管路结构，减少了安装装配动作，提高了生产效率，降低了成本。

当然，在其他实施例中，第一连接件13和第二连接件14可以为其他结构，只要能够实现上述的功能即可。

冷却柜主体101包括储液件10、加热件3、输送泵1、状态控制阀2、补液控制阀12、第二过滤器34、膨胀罐6、压力表7、温度检测组件(其包括第一温度检测件91和第二温度检测件92)、压力检测组件(其包括第一压力检测件81和第二压力检测件82)和第一排气阀111等。

储液件10具有容纳腔，用于存储冷却剂。在本实施例中，储液件10为不锈钢管。在其他实施例中储液件10可以为其他罐体。储液件10上连接有与容纳腔连通的进液管，该进液管的端口即为冷却柜主体101的输入口。储液件10与输送泵1通过连接管连通。

为了能够对储液件10内的冷却剂进行加热，加热件3设置在储液件10上。加热件3可以为电加热丝或其他可以使冷却剂升温的结构。

优选地，为了能够保证冷却***内有足够的冷却剂，进而保证冷却***工作可靠安全，储液件10上还连接有与容纳腔连通的补液管35，用于在需要时向冷却***内补充冷却剂。为了便于控制补液时间和补液量，在补液管35上设置有控制补液管35通断的补液控制阀12。当然，在储液件10内的冷却剂量过多时也可以通过补液管35向外排出。补液控制阀12为开关球阀，也可以是电磁开关阀等。为了防止杂质进入冷却***，在补液控制阀12之前设置有第二过滤器34。

优选地，为了平衡冷却***内的压力，在储液件10上连接有膨胀罐6。膨胀罐6与储液件10的容纳腔连通，当冷却***内的冷却剂因为温度的升降而造成冷却***内的压力变化时可以通过膨胀罐6吸收或补充。

更优选地，在膨胀罐6的连接口处连接有压力表7，以检测***中的压力值，方便工作人维修和监护。

膨胀罐6与储液件10之间的管路上还设置有第一排气阀111，以在需要时向冷却***外排气。

输送泵1用于泵送冷却剂，驱动冷却***内的冷却剂循环。在输送泵1的出口也设置有第一过滤器33，防止杂质进入循环。

状态控制阀2用于控制冷却柜主体101的工作状态。其与输送泵1的出口连接，以控制冷却剂的流向，进而使冷却柜主体101处于不同的工作状态。

具体地，状态控制阀2可为全不锈钢的电动三通阀，状态控制阀2的第一口与输送泵1的出口连通，第二口作为冷却柜主体101的第二输出口24，第三口作为冷却柜主体101的第一输出口23。当然，状态控制阀2可以不限于电动三通阀，其还可以是其它电磁阀，也可以通过两个电磁开关阀组成一个功能与状态控制阀2一致的控制阀组。

通过此种结构的状态控制阀来控制冷却***的工作状态，保证切换可靠，避免了冷却***在极低温度下的加热问题。同时，此三通阀完全按照-40℃低温工作条件设计，可以满足-40℃低温环境工作要求。

当冷却***处于内循环状态时，状态控制阀2的第一口与第二口连通，冷却剂经过输送泵1后，通过状态控制阀2的第一口、第二口输出。当冷却***处于外循环状态时，状态控制阀2的第一口与第三口连通，冷却剂经过输送泵1后，通过状态控制阀2的第一口和第三口输出。

为了确保冷却***的安全，同时可以监测变流器4和冷却***是否正常工作，冷却***包括温度检测组件和压力检测组件。根据温度检测组件和压力检测组件的检测数据可以控制并调节散热器5上的风扇的启停和输送泵1的启停。

温度检测组件包括第一温度检测件91和第二温度检测件92。第一温度检测件91和第二温度检测件92为温度传感器，其可以将检测到的温度数据转化为电信号输出，以便于控制。

其中，第一温度检测件91设置在储液件10与输送泵1之间的管路上，以检测从储液件10内流出的冷却剂的温度。当冷却***处于外循环状态时，这一温度即为从变流器4内回流回的冷却剂的温度。当冷却***处于内循环状态时，这一温度为被加热后的冷却剂的温度。

第二温度检测件92与第一输出口23连接，并检测从第一输出口23流出的冷却剂的温度，第二温度检测件92检测即将进入散热部102的冷却剂的温度。

压力检测组件包括第一压力检测件81和第二压力检测件82。为了便于控制，第一压力检测件81和第二压力检测件82均为压力变送器。

第一压力检测件81与冷却柜主体101的输入口连接，并检测输入口处的压力值。

第二压力检测件82与第二输出口24连接，并检测第二输出口24处的压力值。若第一压力检测件81与第二压力检测件82检测的压力值的差值产生较大变化则可能是管路由泄露或其他问题例如管路堵塞。

在本实施例中，散热部102包括两个并联的散热器5、第四连接件16和第五连接件17等。散热器5为风冷散热器。

其中，第五连接件17为散热器5的入口连接件，其为三通接头。第五连接件17的第一口为散热部102的散热入口21，其与冷却柜主体101的第一输出口23连接，第五连接件17的第二口与其中一个散热器5的入口连接，第五连接件17的第三口与另一个散热器5的入口连接。

第四连接件16为散热器5的出口连接件，其也为三通接头。第四连接件16的第一口作为散热部102的散热出口22，其与第一连接组件连接，第四连接件16的第二口与其中一个散热器5的出口连接，第四连接件16的第三口与另一个散热器5的出口连接。

优选地，散热器5的散热管上还设置有第二排气阀112，以在需要时进行排气。

在其他实施例中，散热部102可以包含一个散热器5，也可以包含多于两个散热器5。例如，当散热器5为三个时可以采用四通接头连接或通过多个接头组成相同功能的接头组连接，也可以通过多个控制阀控制部分或全部的散热器5工作

在本实施例中，冷却***通过第二连接组件实现冷却剂回流，以使冷却***内的冷却剂循环。当然，在其它实施例中，可以不设置第二连接组件而直接将冷却剂流入其它容器中。

第二连接组件包括用于与被冷却装置的冷却出口连接的回流入口28和用于与输入口连接的回流出口29，回流入口28与冷却剂出口25一一对应。

具体地，第二连接组件包括第三连接件15，其为三通接头。第三连接件15的第一口为其中一个回流入口28，与其中一个变流器4的冷却出口连通，第三连接件15的第二口为另一个回流入口28，与另一变流器4的冷却出口连通，第三连接件15的第三口为回流出口29。

根据本实用新型的另一方面，提供一种风力发电机组，其包括冷却***和至少两个变流器4，冷却***为上述的冷却***，冷却***的冷却剂出口25与变流器4的冷却入口一一对应地连接。该风力发电机组采用上述的冷却***，使用一台冷却柜主体101驱动冷却剂对两台变流器4进行散热，减少了一套水冷柜及相应的控制***，降低了控制难度和冷却***的成本，同时提高了水冷***效率及性能，减小了水冷***在风力发电机组的塔筒内的占用空间。该风力发电机组进行冷却的工作过程如下：

变流器4启动时，若其所处的环境温度低于变流器4的启动温度，则冷却***处于内循环状态，以将变流器4加热至允许的温度值。加热件3启动并对储液件10内的冷却剂进行加热至合适的温度，然后输送泵1启动，状态控制阀2处于内循环工位，状态控制阀2的第一口与第二口连通，冷却剂在输送泵1的驱动下通过状态控制阀2、连接管进入第二连接件14的第三口，然后其中部分冷却剂通过第二连接件14的第二口进入其中一个变流器4，另一部分冷却剂通过第二连接件14的第一口进入第一连接件13，最终进入另一个变流器4。从变流器4的冷却出口流出的冷却剂通过连接管进入第三连接件15，并进入冷却柜主体101的输入口最终进入储液件10。

变流器4正常工作时，变流器4内部的器件和模块等会发热，此时则需要对变流器4进行冷却，冷却***处于外循环状态。加热件3不工作，储液件10内的冷却剂被输送泵1直接抽取，状态控制阀2处于外循环工位，状态控制阀2的第一口与第三口连通，冷却剂经过状态控制阀2进入第五连接件17，并通过第五连接件17分别进入两个散热器5，在散热器5内降温后通过第四连接件16进入第一连接件13的第三口，其中一部分冷却剂进过第一连接件13的第二口进入其中一个变流器4内，另一部分冷却剂通过第一连接件13的第一口进入第二连接件14，并通过第二连接件14进入另一个变流器4内。从变流器4流出的冷却剂经过第三连接件15流回冷却柜主体101的储液件10内。

本实用新型的冷却***和风力发电机组具有如下效果：

通过对冷却***的整合集成设计和管路拓扑的优化，本实用新型的的冷却***实现了由一台冷却柜主体完成对两台变流器(这两台变流器可以是相同的也可以是不同的)冷却。同时，该冷却***还完成了***控制的简化。此外，该冷却***还具有结构简单、连接管路短、连接接头少等优点，既提高了冷却***的可靠性、提高了冷却***的效率，又降低了冷却***的成本、减小了其在塔筒内占用的空间。

该冷却***采用了3根水管进出冷却柜主体的连接方式，并将空气散热器出水管通过第一连接件直接安装到变流器的冷却入口，从而使得当冷却***处于外循环状态时，水路减少一个水管的长度，从而降低了水阻，在相同情况下可以提高流量，提高输送泵的利用率，同时减少了管路物料的使用，使得成本更低。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种冷却***，其特征在于，包括：

冷却柜主体(101)，所述冷却柜主体(101)具有第一输出口(23)和第二输出口(24)；

散热部(102)，所述散热部(102)具有散热入口(21)和散热出口(22)，所述散热入口(21)与所述第一输出口(23)连接；

第一连接组件，所述第一连接组件具有用于与被冷却装置的冷却入口连接的冷却剂出口(25)、第一冷却剂入口(26)和第二冷却剂入口(27)，所述冷却剂出口(25)为至少两个，且一一对应地与所述被冷却装置连接，所述第一冷却剂入口(26)与所述散热出口(22)连接，所述第二冷却剂入口(27)与所述第二输出口(24)连接。

2.根据权利要求1所述的冷却***，其特征在于，所述第一连接组件包括第一连接件(13)和第二连接件(14)，

所述第一连接件(13)的第一口与所述第二连接件(14)的第一口连通，所述第一连接件(13)的第二口为其中一个所述冷却剂出口(25)，所述第一连接件(13)的第三口为所述第一冷却剂入口(26)；

所述第二连接件(14)的第二口为另一个所述冷却剂出口(25)，所述第二连接件(14)的第三口为所述第二冷却剂入口(27)。

3.根据权利要求1所述的冷却***，其特征在于，所述冷却柜主体(101)还具有输入口，所述冷却***还包括第二连接组件，所述第二连接组件包括用于与所述被冷却装置的冷却出口连接的回流入口(28)和用于与所述输入口连接的回流出口(29)，所述回流入口(28)与所述冷却剂出口(25)一一对应。

4.根据权利要求3所述的冷却***，其特征在于，所述第二连接组件包括第三连接件(15)，所述第三连接件(15)的第一口为其中一个所述回流入口(28)，所述第三连接件(15)的第二口为另一个所述回流入口(28)，所述第三连接件(15)的第三口为所述回流出口(29)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的冷却***，其特征在于，所述冷却柜主体(101)包括沿冷却剂流向依次串联的储液件(10)、输送泵(1)和状态控制阀(2)，所述状态控制阀(2)的第一口与所述输送泵(1)连接，所述状态控制阀(2)的第二口为所述第二输出口(24)，所述状态控制阀(2)的第三口为所述第一输出口(23)。

6.根据权利要求5所述的冷却***，其特征在于，所述储液件(10)上设置有对所述储液件(10)内的冷却剂进行加热的加热件(3)，所述冷却柜主体(101)具有外循环状态和内循环状态，处于所述外循环状态时，所述状态控制阀(2)的第一口与所述状态控制阀(2)的第三口连通，处于所述内循环状态时，所述加热件(3)工作，所述状态控制阀(2)的第一口与所述状态控制阀(2)的第二口连通。

7.根据权利要求5所述的冷却***，其特征在于，所述冷却柜主体(101)还包括膨胀罐(6)，所述膨胀罐(6)与所述储液件(10)连通。

8.根据权利要求5所述的冷却***，其特征在于，所述冷却柜主体(101)还包括温度检测组件，所述温度检测组件包括：

第一温度检测件(91)，所述第一温度检测件(91)设置在所述储液件(10)与所述输送泵(1)之间的管路上；

第二温度检测件(92)，所述第二温度检测件(92)与所述第一输出口(23)连接，并检测从所述第一输出口(23)流出的冷却剂的温度。

9.根据权利要求5所述的冷却***，其特征在于，所述冷却柜主体(101)还包括输入口和压力检测组件，所述压力检测组件包括：

第一压力检测件(81)，所述第一压力检测件(81)与所述输入口连接，并检测所述输入口处的压力值；

第二压力检测件(82)，所述第二压力检测件(82)与所述第二输出口(24)连接，并检测所述第二输出口(24)处的压力值。

10.一种风力发电机组，包括冷却***和至少两个变流器(4)，其特征在于，所述冷却***为权利要求1至9中任一项所述的冷却***，所述冷却***的冷却剂出口(25)与所述变流器(4)的冷却入口一一对应地连接。