[發(fā)明專利]一種利用自然風冷散熱的機艙冷卻系統

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• 申請日: 2022-02-23
• 公開（公告）號: CN114562432A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 劉春光;劉俊沛;胡雙洋;楊飛
• 申請（專利權）人: 上海電氣風電集團股份有限公司
• 主分類號: F03D80/60
• 分類號: F03D80/60;F03D80/00;F03D80/80
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 徐雯瓊;張妍

本發(fā)明公開了一種利用自然風冷散熱的機艙冷卻系統，設置在機艙內部的靠上位置，其特征在于，所述機艙冷卻系統包括：攏風筒，用于增加機艙冷卻系統的迎風面積；電動百葉窗，與所述攏風筒的一端連接，用于控制機艙外部空氣進入機艙冷卻系統的流量；空氣換熱器，與所述電動百葉窗連接，外部冷空氣通過攏風筒和電動百葉窗進入后與機艙內熱空氣在空氣換熱器中進行熱量交換，對機艙內部冷卻降溫。本發(fā)明具有有效降低機組自耗電、換熱效率高、可靠性高且便于維護等優(yōu)勢。

技術領域

本發(fā)明涉及冷卻系統領域，尤其涉及一種利用自然風冷散熱的風力發(fā)電機組機艙冷卻系統。

背景技術

隨著風力發(fā)電機組不斷向更大兆瓦級別發(fā)展，其機艙內部各發(fā)熱器件的功率也在不斷增大，使得機組在正常運行過程中會產生較高的熱量，熱量如不能及時排出，將導致電氣部件超溫報警乃至故障停機，造成發(fā)電量損失，并縮減部件使用壽命。

現有的風力發(fā)電機組機艙冷卻方式均為主動冷卻，具體分為三種方式：第一種方式以風扇作驅動，將機艙外部空氣經過濾后直接吹入機艙內部，內外空氣混合后實現機艙降溫，升溫后的熱空氣被排出機艙；第二種方式同樣以風扇作驅動，機艙內外的空氣分別流經空-空換熱器的獨立流道，換熱時互相不接觸；第三種方式以冷卻液作為熱交換介質，在水泵的驅動下，冷卻液經機艙內部空-水換熱器吸收空氣熱量，再流經機艙外部空-水換熱器將熱量排出。三種機艙冷卻方式均需要風扇或水泵提供驅動力方可正常運行，而轉動設備本身已增加了機組自耗電，因而存在因電機故障導致機艙冷卻系統無法運行的風險。此外，第一種方式因機艙與外部大氣相連，不適合在海上、潮間帶等防腐要求高的環(huán)境下使用；第二種方式換熱器體積大、濾芯易堵塞、故障率較高；第三種方式結構復雜、設備繁多、使用與維護成本較高。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種利用自然風冷散熱的風力發(fā)電機組機艙冷卻系統，解決現有技術中存在的問題和限制。

為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種利用自然風冷散熱的機艙冷卻系統，設置在機艙內部的靠上位置，所述機艙冷卻系統包括：攏風筒，用于增加機艙冷卻系統的迎風面積；電動百葉窗，與所述攏風筒的一端連接，用于控制機艙外部空氣進入機艙冷卻系統的流量；空氣換熱器，與所述電動百葉窗連接，外部冷空氣通過攏風筒和電動百葉窗進入后與機艙內熱空氣在空氣換熱器中進行熱量交換，對機艙內部冷卻降溫。

優(yōu)選地，機艙內部設置有兩套機艙冷卻系統，且所述機艙冷卻系統對稱設置在機艙內部的靠上位置。

優(yōu)選地，所述攏風筒為兩端開口的中空棱臺結構，且與攏風筒連接的一端面積小于另一端面積。

進一步，機艙冷卻系統內還設置有前部濾網和后部濾網，所述前部濾網與所述攏風筒的另一端連接，設置在機艙冷卻系統首端，所述后部濾網與所述空氣換熱器連接，設置在機艙冷卻系統末端，用于防止外部雜物進入機艙冷卻系統內部。

進一步，機艙冷卻系統內還設置有若干段風管，包括：前部風管，串聯連接于電動百葉窗和空氣換熱器之間；后部風管，串聯連接于空氣換熱器和后部濾網之間。

進一步，機艙冷卻系統上還設置有若干個支架，所述支架對稱設置于每套機艙冷卻系統的兩側，用于將機艙冷卻系統固定在機艙內壁上。

具體地，所述電動百葉窗包括：百葉窗框架，為中空長方體結構；若干葉片，等距離設置于所述百葉窗框架內，每個葉片的兩端分別與百葉窗框架的兩個側壁可轉動連接；電動執(zhí)行機構，垂直懸掛于所述百葉窗框架的其中一個側壁上，與每個葉片連接，可控制各個葉片的轉動。

電動執(zhí)行機構根據機艙內部溫度調節(jié)葉片的開度，進而控制機艙外部空氣進入機艙冷卻系統的流量：機艙內部溫度越高，所述電動執(zhí)行機構控制葉片轉動，使其越趨向水平位置，機艙外部空氣進入機艙冷卻系統的流量越大；機艙內部溫度越低，所述電動執(zhí)行機構控制葉片轉動，使其越趨向豎直位置，機艙外部空氣進入機艙冷卻系統的流量越小。