[發明專利]機艙冷卻系統及包括其的風力發電機組

在審

• 申請號: 202011295063.6
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112502917A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 許爽;王方園;崔明
• 申請（專利權）人: 上海電氣風電集團股份有限公司;浙江大學
• 主分類號: F03D80/60
• 分類號: F03D80/60;E03B3/02
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 楊東明;鄭眾琳

本發明公開了一種機艙冷卻系統及包括其的風力發電機組，其包括循環冷卻系統和加強冷卻系統，循環冷卻系統用于冷卻機艙和/或風力發電機組的輪轂內部，其包括位于機艙外部的外部空水散熱器；加強冷卻系統包括雨水收集裝置和噴淋裝置，雨水收集裝置一端位于機艙表面，用于收集并儲存雨水；噴淋裝置設置于機艙外部并連通至雨水收集裝置，用于將雨水噴灑至外部空水散熱器表面。本發明提供的機艙冷卻系統及包括其的風力發電機組在循環冷卻系統的基礎上，通過加強冷卻系統對空水散熱器進行冷卻，直接利用雨水作為冷卻液，利于使用、成本和安裝難度，雨水噴灑到空水散熱器的表面通過蒸發吸收較多熱量，結合頂部較強的風吹，產生更佳的冷卻效果。

技術領域

本發明涉及風力發電機組領域，特別涉及一種機艙冷卻系統及包括其的風力發電機組。

背景技術

對于風力發電機組來說，由于機艙內部存在較多的發熱部件，如發電機、變流器等，因此冷卻需求相對較高。最常見的針對機艙內部的冷卻方案是設置冷卻系統。冷卻系統內部有循環流動的冷卻液用于與機艙內部空氣及大型發熱部件進行熱交換。冷卻系統具有在機艙頂部加裝的外部空水冷卻器，從而可以利用外界空氣來冷卻機艙內部的冷卻液。

然而，由于現如今的風力發電機組逐步向大功率方向發展，冷卻需求同時也大幅增加，為了滿足冷卻需求，通常需要增大外部冷卻器的尺寸，而尺寸越來越大，又會帶來了成本增加、安裝困難、強度不足等一系列問題。并且，冷卻需求在不同的環境溫度下也是不同的，例如散熱要求高的時間基本僅集中在夏季，所以安裝大型冷卻器也會出現利用率不足的問題。

另外，想要提高循環系統的冷卻效率，除了上述提到的增大外部冷卻器的尺寸的方式，還可以通過提高冷卻器的單位尺寸上的冷卻效率。而單位尺寸上冷卻器的冷卻效率的提升，由于冷卻器自身受到設計水平、制造水平等諸多限制，目前還沒有得到更為理想且效果顯著的設計方式。并且，在其表面疊加其他冷卻方式的設置，目前也沒有出現較為完善的設置系統。因此，如何得到一種能夠對冷卻器產生進一步的冷卻效果的系統或方式，使其能夠加強冷卻器的降溫效果，也是需要解決的難題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中的機艙頂部的冷卻器的冷卻效果難以提升的缺陷，提供一種機艙冷卻系統及包括其的風力發電機組。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

一種機艙冷卻系統，其用于風力發電機組的機艙，所述機艙冷卻系統包括循環冷卻系統，所述循環冷卻系統用于冷卻所述機艙的內部，所述循環冷卻系統包括外部空水散熱器，所述外部空水散熱器位于所述機艙的外部，其特點在于，

所述機艙冷卻系統還包括加強冷卻系統，所述加強冷卻系統包括雨水收集裝置和噴淋裝置，所述雨水收集裝置的一端位于所述機艙的表面，用于收集并儲存雨水；所述噴淋裝置設置于所述機艙的外部，并且連通至所述雨水收集裝置，所述噴淋裝置用于將所述雨水收集裝置儲存的雨水噴灑至所述外部空水散熱器的表面。

在本方案中，用于風力發電機組的機艙內部的機艙冷卻系統，其在循環冷卻系統的基礎上，設置一加強冷卻系統，對其位于機艙外部的空水散熱器進行加強冷卻，并且該加強冷卻系統通過噴淋裝置對空水散熱器的表面進行雨水噴灑，由于水分蒸發能夠吸收較多熱量，并且結合機艙頂部較強的風力吹動，因此能夠產生更好的冷卻效果，而雨水收集裝置則可以直接利用雨水作為冷卻液，不需要人工進行冷卻液補充，因地制宜，在提高了散熱器冷卻效果的同時，還節省了使用冷卻系統的人力以及經濟成本。

較佳地，所述雨水收集裝置的集水端形成于所述機艙的頂部表面，所述機艙的頂部表面具有引水孔，所述引水孔位于所述頂部表面的最低點，所述雨水收集裝置的儲水端具有儲水箱，所述引水孔處設置有連通至所述儲水箱的導水管。

雨水收集裝置的集水端位于頂部表面，從而直接利用機艙罩自身的結構進行引水操作，不需要額外設置其他的結構而增加成本和機艙頂部的負重，并且引水孔位于頂部表面的最低點，方便將頂部表面的雨水進行導流，導流后的雨水流入儲水箱中進行儲存，方便后期使用。