[發(fā)明專利]一種泵站電機(jī)空調(diào)式冷卻系統(tǒng)及其應(yīng)用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710264947.7
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN106953468A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳松山;于賢磊;周正富;何鐘寧;陳加琦
• 申請（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州大學(xué)
• 主分類號: H02K9/20
• 分類號: H02K9/20;F25B49/02;F25B1/00
• 代理公司: 揚(yáng)州蘇中專利事務(wù)所(普通合伙)32222
• 代理人: 許必元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種冷卻系統(tǒng)，具體是一種泵站電機(jī)空調(diào)式冷卻系統(tǒng)及其應(yīng)用方法，屬于泵站安全保護(hù)技術(shù)范疇。

背景技術(shù)

泵站在運(yùn)行過程中，電機(jī)在將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程中，其內(nèi)部必然產(chǎn)生銅耗、鐵芯耗、機(jī)械摩擦損耗及附加損耗，這些損耗不僅影響電機(jī)效率和經(jīng)濟(jì)性，同時由于能耗轉(zhuǎn)化為熱能，使得電機(jī)各部件溫度升高，影響電機(jī)絕緣材料的使用壽命，并限制電機(jī)功率輸出，嚴(yán)重時甚至燒毀電機(jī)，因此，對泵站電機(jī)冷卻處理是至關(guān)重要的，冷卻效果的好壞，直接影響著泵站的安全高效運(yùn)行和使用壽命。

目前傳統(tǒng)泵站常用的電機(jī)冷卻方式有板式熱交換技術(shù)、盤管式熱交換器技術(shù)和風(fēng)冷式水冷機(jī)組技術(shù)三種。板式熱交換技術(shù)冷流系統(tǒng)中水取自自然水源，水質(zhì)難以控制，易出現(xiàn)污染物堵塞取水口，泥沙、污泥、藻類等會進(jìn)入冷流管道系統(tǒng)，導(dǎo)致系統(tǒng)腐蝕、結(jié)垢、菌藻滋生、堵塞或異物纏繞水泵葉輪等問題。板式熱交換器的板片之間的間隙很小，對水質(zhì)要求很高，一旦形成水垢，水力性能與傳熱性能將大大惡化，此外水流流過板式熱交換器時噪聲也比較大。盤管式熱交換器技術(shù)中的盤管放置自然水環(huán)境中，受自然水質(zhì)水流的影響因素較多，放置于河道或流道內(nèi)的盤管外壁易腐蝕，盤管受水流沖擊、泥沙磨蝕等易損壞，繞流盤管的外部水流流量和溫度不可控，可能導(dǎo)致泵機(jī)組冷卻水溫度變化較大，此外，水生螺螄屬軟體動物會吸附在盤管外壁面，導(dǎo)致盤管熱阻增大，換熱性能變差；靜止河水中放置的盤管表面易滋生菌藻，沉積淤泥或附著污物，影響換熱效果。風(fēng)冷式水冷機(jī)組技術(shù)中風(fēng)冷式水冷機(jī)組的熱量流為電機(jī)油與冷卻水換熱、冷卻水與制冷劑換熱、制冷劑熱能輸運(yùn)、制冷劑與空氣換熱，實現(xiàn)電機(jī)的熱量耗散至自然環(huán)境，循環(huán)系統(tǒng)復(fù)雜，投資和運(yùn)行費(fèi)用大，能源消耗大。

因此，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，如何開發(fā)出適用于泵站電機(jī)高效可靠的冷卻技術(shù)，對保證泵站安全高效運(yùn)行、提高泵站運(yùn)行效率具有特別重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對以上技術(shù)問題提出的。本發(fā)明的目的是提供一種泵站電機(jī)空調(diào)式冷卻系統(tǒng)及其應(yīng)用方法，運(yùn)用制冷劑的特殊物理性質(zhì)，將泵站電機(jī)熱量傳送到空氣中，實現(xiàn)熱量的搬運(yùn)，設(shè)計科學(xué)，原理清晰，系統(tǒng)簡潔，安裝檢修方便，實用高效，冷卻效果好。

本發(fā)明的一個目的是公開了一種泵站電機(jī)空調(diào)式冷卻系統(tǒng)，其特征是，包括壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和制冷劑，所述壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器之間通過管路連接，所述蒸發(fā)器設(shè)置在泵站電機(jī)油箱內(nèi)。

進(jìn)一步地，還設(shè)有風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)風(fēng)向?qū)χ淠鳌?/p>

進(jìn)一步地，所述制冷劑為氟利昂。

進(jìn)一步地，所述冷凝器至蒸發(fā)器之間管路依次設(shè)置高壓控制器、干燥過濾器、膨脹閥和節(jié)流閥。

進(jìn)一步地，所述蒸發(fā)器至壓縮機(jī)之間管路設(shè)置低壓控制器。

本發(fā)明的另一個目的是公開了一種泵站電機(jī)空調(diào)式冷卻系統(tǒng)的應(yīng)用方法，包括以下步驟：

（1）制冷劑的蒸發(fā)過程

電機(jī)能耗轉(zhuǎn)化的熱能首先傳遞給機(jī)油，油的溫度升高，蒸發(fā)器設(shè)置在油箱內(nèi)，液體制冷劑在蒸發(fā)器中吸收油箱內(nèi)機(jī)油的熱量之后，汽化成低溫低壓的蒸汽；

（2）制冷劑的壓縮過程

從蒸發(fā)器中流出的制冷劑，汽化成低溫低壓的蒸汽經(jīng)過低壓控制器后被壓縮機(jī)吸入，經(jīng)過壓縮機(jī)的壓縮作用，將低溫低壓的蒸汽壓縮成高溫高壓的蒸汽后流入冷凝器；

（3）制冷劑的冷凝過程

高溫高壓的蒸汽流入冷凝器后，風(fēng)機(jī)強(qiáng)迫冷凝器向冷卻介質(zhì)空氣放熱，熱量傳送到空氣中，高溫高壓的蒸汽冷凝為高壓液體；

（4）制冷劑的節(jié)流過程

從冷凝器流出的高壓液體經(jīng)過高壓控制器、干燥過濾器、膨脹閥后，由節(jié)流閥節(jié)流為低壓低溫的制冷劑，再次進(jìn)入蒸發(fā)器吸熱汽化，達(dá)到循環(huán)制冷的目的。

這樣，制冷劑在系統(tǒng)中經(jīng)過蒸發(fā)、壓縮、冷凝、節(jié)流四個基本過程完成一個制冷循環(huán)。系統(tǒng)的熱量流為電機(jī)與油換熱、油與制冷劑換熱、制冷劑熱能輸運(yùn)、制冷劑與空氣換熱，實現(xiàn)冷卻水的熱量耗散至自然環(huán)境。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

第一，與現(xiàn)有傳統(tǒng)泵站中最常用的風(fēng)冷式水冷機(jī)組技術(shù)相比，將油與冷卻水換熱、冷卻水與制冷劑換熱簡化為油與制冷劑直接換熱過程，減少了一個冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，解決了雜質(zhì)堵塞系統(tǒng)問題，節(jié)省了投資和運(yùn)行費(fèi)用，系統(tǒng)簡潔高效；

第二，采用的制冷劑介質(zhì)為具有特殊物理性質(zhì)的氟利昂，可以實現(xiàn)循環(huán)利用、能源消耗小，只需定期向系統(tǒng)中補(bǔ)充氟利昂，即可保證冷卻系統(tǒng)高效運(yùn)行，提高了泵站電機(jī)冷卻效果，安裝檢修方便；