CN205117634U - 空气散热器及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种空气散热器及风力发电机组。该散热器包括散热主体、分别设置在散热主体上的冷却介质入口和冷却介质出口，散热主体为中空的柱体或者台体，中空的柱体或者台体的外侧面设有进风口，内侧面设有出风口。该空气散热器可以接收来自其周围的各个方向、各种风速的来风对风力发电机组用液冷***进行冷却。

Description

空气散热器及风力发电机组

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术，尤其涉及空气散热器及风力发电机组。

背景技术

风力发电机组液冷***空气散热器，是机组热量交换的重要组成部分。随着风力发电行业整体的发展，对其相关研究也在不断推进。现有技术中风力发电机组液冷***空气散热器如附图1所示，主要由进水管1’、板翅式散热器2’、电机和风扇3’、支座4’和出水管5’组成，散热器的形状大多都是长方体。使用时，按照一定的朝向安装在塔筒附近，对风力发电机组水冷***的冷却介质进行散热。然而，现有技术下所存在的问题在于，不能适应风向随时变换的风电场环境，以致不能完全利用自然风冷却，相应的增加了机组的能耗。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种空气散热器及风力发电机组，以解决现有技术中的空气散热器不能适应风向随时变换的风电场环境，以致不能完全利用自然风冷却，增加了机组能耗的问题。

为解决以上问题，本实用新型的实施例提供一种空气散热器，包括散热主体、分别设置在散热主体上的冷却介质入口和冷却介质出口，散热主体为中空的柱体或者台体，中空的柱体或者台体的外侧面设有进风口，内侧面设有出风口。

优选地，散热主体为板翅式散热器。

优选地，散热器还包括设置于散热主体顶部的风扇和用于驱动所述风扇的电机。

优选地，电机为变频电机。

优选地，散热器还包括将风扇和电机固定设置于散热主体顶部的支架。

优选地，冷却介质入口和冷却介质出口设置于散热主体的顶部和/或底部。

优选地，散热主体底部密封。

优选地，散热主体底部设置安装支架。

根据本实用新型的另一方面，提供一种风力发电机组，包括液冷***和为液冷***的冷却介质散热的空气散热器，空气散热器为上述实施例提供的空气散热器，冷却介质从空气散热器的冷却介质入口流入，再从空气散热器的冷却介质出口流出。

根据本实用新型实施例提供的空气散热器，可以接收来自其周围的各个方向、各种风速的来风对风力发电机组用液冷***进行冷却。一方面，散热器安装时无需严格按照一定的朝向(迎风安装)，另一方面，有效提高了自然风资源的利用率，同时降低了风力发电机组液冷***的能耗。

附图说明

图1是现有技术下的风力发电机组液冷***空气散热器示意图；

图2是本实用新型实施例的风力发电机组用液冷***空气散热器的示意图；

图3是图2的散热器在使用时空气流动示意图；

图4是本实用新型实施例的板翅式散热器的单元结构示意图。

附图标记说明：

1’、进水管；2’、板翅式散热器；3’、电机和风扇；4’、支座；5’、出水管；6、电机；7、冷却介质入口；8、支架；9、风扇；10、冷却介质出口；11、散热主体；12、安装支架；A-冷却介质的流动方向；B-外界空气的流动方向。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种风力发电机组用液冷***空气散热器，主要用于风力发电机组液冷***中冷却介质的空气散热，当然，其应用领域不限于风力发电领域，还可用于其他领域的冷却介质的空气散热。

在风力发电机组冷却循环***中，冷却循环***以高压循环泵为动力源。循环泵通过管路把冷却介质送入待散热部件，吸收热量后的冷却介质通过管路抽出，把吸收了热量的冷却介质送入风机外的空气散热器进行冷热交换，散热后的冷却介质再由循环泵送入待散热部件中。这样完成一次冷却循环，重复上述循环过程，即可实现持续地对风力发电机组待散热部件进行散热。这就是风力发电机组用液冷***空气散热器的工作原理。

参考图2、图3所示，本实用新型实施例提供的一种空气散热器，包括散热主体11、冷却介质入口7以及与冷却介质入口7对应设置的冷却介质出口10，冷却介质入口7和冷却介质出口10对应设置在散热主体11上，用于为风力发电机组用液冷***的冷却介质提供流通通道的入出口，在本实施例中，冷却介质为水。在工作过程中，将散热器安装在风力发电机组塔架附近的相应位置，风力发电机组冷却***中的待冷却介质从散热器的冷却介质入口7流入散热主体11后，在散热主体11内分流成若干支路，每一条支路的待冷却介质分别进行空气冷却(低温空气吹过时，完成热量交换，带走多余热量，达到冷却效果)，然后再汇集成冷却后的冷却介质，从散热器的冷却介质出口10流出，为风力发电机组部件提供循环冷却。

散热主体11是空气散热器的重要组成，用于对风力发电机组冷却***的冷却介质进行散热。散热主体11采取空气散热的方式，要使其达到散热效果，需具有让流动空气进入的进风面和让散热完后的流动空气排出的出风面。为实现散热主体11充分利用自然风进行散热的目的，散热主体11设置成中空的柱体或者台体，中空的柱体或者台体的外侧面进风(在中空的柱体或者台体的外侧面上具有一个或多个进风口)，内侧面出风，即内侧面上具有一个或多个出风口，散热主体11中间的空心部分供完成热交换后的热空气排出。

上述的散热主体11被加工成立体的且中空的柱体或者台体的形状，因其具有立体的中空结构，且在中空的柱体或者台体的外侧面上设有一个或多个进风口。优选地，进风口均匀地分布在中空的柱体或者台体的外侧面(散热主体11的整个外侧面都设有进风口)，这样一来，散热主体11的整个外侧面都能进风。较之具有单平面进风的散热器，本实用新型实施例的散热器的散热主体11可以接收来自其周围的各个方向、各种风速的来风对风力发电机组用液冷***进行冷却。一方面，散热器安装时无需严格按照一定的朝向(迎风安装)且可以适应风向随时变换的风电场环境，另一方面，有效提高了自然风资源的利用率，同时降低了风力发电机组液冷***的能耗。

具体地，散热主体11中间的空心部分供完成热交换后的热空气排出。当散热主体11是中空柱体时，优选地，散热主体11是中空圆柱体时，散热主体11的进风面为圆柱体的外侧面(进风口设置在中空圆柱体的外侧面上)，出风面为圆柱的内侧面(中空圆柱体的空心部分供热空气排出)；又例如，散热主体11是中空椭圆柱体时，此时散热主体11的进风面为椭圆柱体的外侧面，出风面为椭圆柱体的内侧面；再例如，散热主体11是中空的棱柱时，此时散热主体11的进风面为该棱柱的外侧面，出风面为该棱柱的内侧面。

当散热主体11是中空台体时，例如，散热主体11是中空的圆台或者棱台，则散热主体11的进风面为圆台或者棱台的外侧面，出风面为其内侧面。当然，散热主体11还可以是其他可加工出来的中空柱体或中空台体，只要能实现外界空气从散热主体11的外侧面进入，从散热主体11的内侧面流出的热量交换的方式均在本实用新型实施例列举之内。

进一步地，散热主体11是板翅式散热器，使用时，冷却介质从冷却介质入口7流入，经过中空柱体或者台体式的板翅式散热器，与从外侧面流入的冷空气完成热量交换后，再从冷却介质出口10流出。板翅式散热器的芯体通常由隔板、翅片、封条、导流片组成。在本实用新型的实施例中，将板翅式散热器加工成中空的圆柱体或者其他可加工出来的中空柱体或者中空台体。其中，板翅式散热器的翅片是其最基本元件，传热主要依靠翅片来完成，翅片可有多种结构型式，例如平直形、锯齿形、波纹形、多孔形或者是百叶窗形等等，可根据不同的操作条件来选择合适的翅片型式。板翅式散热器的流通形式之一参考图4(图4为板翅式散热器的单元结构示意图，散热主体11是由多个单元结构一体加工成型制成)，A为冷却介质的流动方向，B为外界空气的流动方向，在设计阶段，可根据实际工况的需要，选择使外界空气的流动方向与冷却介质的流动方向形成错流、逆流或者错逆流等不同的流路形式，以达到较好的散热效果。

为了进一步提高散热器的散热能力，散热器的散热主体11顶部还设置有风扇9以及与风扇9连接的电机6，电机6驱动风扇9鼓风。此处的风扇9是轴流风扇，在风扇9叶片的转动下，推动空气轴向流动。如图3所示的空气流向示意图，在风扇9的转动下，散热器内部的空气加速从底部向上流动，同时散热器周围的低温空气随气流被吸入散热器内部，再在气流推动下，加速从底部向上流动，完成热量交换后，将多余热量从顶部排出。如此，即可实现强风冷却，当风力发电机组所需的散热强度较大时，可以启动风扇9，实施强风冷却。

进一步地，为了加强风扇9强风冷却的效果，散热器的散热主体11底部进行密封设置。这样，当风扇9运转时，能保证散热主体11周围空气更快地被吸入散热主体11，完成散热任务后，热空气从散热主体11顶部排出。

为了实现散热器的可调功能，与风扇9连接的电机6是变频电机，变频电机可通过主控***进行控制，实现对风扇9的调速控制，从而可以根据风力发电机组所需的散热强度的需要，控制调节风扇9的转速，提高散热效率。因整个散热器采用一个顶部风扇9即可实现良好散热，较之传统的长方体式散热器(需要采用多个风扇)减少了散热风扇9的数量，在一定程度上降低了成本。

考虑到结构简单，便于实现，风扇9和电机6固定设置于散热主体11顶部的支架8上。具体地，散热主体11顶部中间开孔(中空结构)，便于在散热器工作时，热空气能够由开孔排出至外界大气环境，支架8是长方形支板，其两端固定在散热主体11顶部的未开孔表面，在支架8中间的上部设置电机6，其下部设置与电机6相连的风扇9。支架8在此起到类似梁的作用，一方面，电机6与风扇9通过支架8定位于散热主体11顶部，另一方面，支架8为电机6和风扇9提供有效载荷支撑。

进一步地，冷却介质入口7、冷却介质出口10设置于散热主体11的顶部，或者冷却介质入口7、冷却介质出口10设置于所述散热主体11的底部，便于排水；又或者，在散热主体11的顶部设置冷却介质入口7、冷却介质出口10的同时，在散热器的底部还设置第二冷却介质入口(未示出)、第二冷却介质出口(未示出)。这样一来，可以根据设备安装的现场情况，使用不同的进冷却介质入出口。例如，散热器使用现场的冷却介质管距离散热主体11的顶部较近，则使用散热主体11的顶部的冷却介质入出口，将散热主体11底部的冷却介质入出口封闭；反之，当冷却介质管距离散热主体11的底部较近时，则使用散热主体11的底部的冷却介质入出口，将散热主体11顶部的冷却介质入出口封闭。

为便于使用，散热主体11底部还设置有安装支架12。具体地，安装支架12为两块固定板，两块固定板交叉且固定设置于散热主体11底部，用于在现场将散热主体11固定安装在相应位置。

本实用新型实施例所述的空气散热器，因散热器的散热主体11具有三维柱体或者台体的外形结构，且其外侧面都能进风，较之具有单面进风的散热器，本实用新型实施例的空气散热器可以接收来自其周围的各个方向、各种风速的来风对风力发电机组用液冷***进行冷却。一方面，散热器安装时无需严格按照一定的朝向(迎风安装)，且可以适应风向随时变换的风电场环境；另一方面，有效提高了自然风资源的利用率，同时降低了风力发电机组液冷***的能耗。除此之外，此种散热器降低了安装所需的面积和安装难度，同时也减少了散热风扇9的使用数量，降低了相应成本。

另一方面，本实用新型还提供一种风力发电机组。该风力发电机组包括液冷***和为液冷***的冷却介质散热的空气散热器，空气散热器为上述的空气散热器，冷却介质从空气散热器的冷却介质入口流入，再从空气散热器的冷却介质出口流出。具体来说，在风力发电机组液体冷却循环***中，冷却循环***以高压循环泵为动力源。循环泵通过管路把冷却介质送入风力发电机组内部实施散热，吸收热量后的冷却介质通过管路抽出，随后，该吸收热量后的冷却介质从空气散热器的冷却介质入口流入，被送入到空气散热器中进行冷热交换，散热后的冷却介质再从空气散热器的冷却介质出口流出，完成空气散热之后，冷却介质再由循环泵送入风力发电机组中。这样完成一次冷却循环，重复上述循环过程，即可实现持续地对风力发电机组进行散热。

本实用新型提供的空气散热器及风力发电机组具有如下技术效果：本实用新型实施例的散热器可以接收来自其周围的各个方向、各种风速的来风对风力发电机组用液冷***进行冷却。一来，散热器安装时无需严格按照一定的朝向(迎风安装)，且降低了安装所需的面积和安装难度；二来，有效提高了自然风资源的利用率，同时降低了风力发电机组液冷***的能耗；三来，散热器同时也减少了散热风扇使用的数量，降低了相应成本。

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 (9)

1.一种空气散热器，其特征在于，包括散热主体(11)、分别设置在所述散热主体(11)上的冷却介质入口(7)和冷却介质出口(10)，所述散热主体(11)为中空的柱体或者台体，所述中空的柱体或者台体的外侧面设有进风口，内侧面设有出风口。

2.根据权利要求1所述的空气散热器，其特征在于，所述散热主体(11)为板翅式散热器。

3.根据权利要求1所述的空气散热器，其特征在于，还包括设置于所述散热主体(11)顶部的风扇(9)和用于驱动所述风扇(9)的电机(6)。

4.根据权利要求3所述的空气散热器，其特征在于，所述电机(6)为变频电机。

5.根据权利要求3所述的空气散热器，其特征在于，还包括将所述风扇(9)和所述电机(6)固定设置于所述散热主体(11)顶部的支架(8)。

6.根据权利要求1所述的空气散热器，其特征在于，所述冷却介质入口(7)和所述冷却介质出口(10)设置于所述散热主体(11)的顶部和/或底部。

7.根据权利要求1所述的空气散热器，其特征在于，所述散热主体(11)底部密封。

8.根据权利要求1所述的空气散热器，其特征在于，所述散热主体(11)底部设置安装支架(12)。

9.一种风力发电机组，包括液冷***和为所述液冷***的冷却介质散热的空气散热器，其特征在于，所述空气散热器为权利要求1至8中任一项所述的空气散热器，所述冷却介质从所述空气散热器的冷却介质入口流入，再从所述空气散热器的冷却介质出口流出。