專利名稱：風(fēng)力發(fā)電的純水循環(huán)系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種循環(huán)水系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)，特別是一種風(fēng)力發(fā)電中的純水循環(huán) 系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電作為一種環(huán)保清潔的發(fā)電技術(shù)，現(xiàn)在在世界各國被廣泛地采用。一般 的發(fā)電系統(tǒng)均包括發(fā)電模塊和冷卻模塊，發(fā)電模塊負(fù)責(zé)發(fā)電，冷卻模塊對發(fā)熱組件進(jìn)行冷 卻。故此，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和純水循環(huán)系統(tǒng)，其中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是依靠風(fēng) 力吹動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子從而發(fā)電，純水循環(huán)系統(tǒng)則是采用在通道內(nèi)通循環(huán)水的方 式，對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的各個發(fā)熱的部件進(jìn)行導(dǎo)熱冷卻。例如對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變流器這種 關(guān)鍵的發(fā)熱部件，就是用這種導(dǎo)熱散熱方法。變流器的溫度需要根據(jù)負(fù)載的變化，穩(wěn)定在一 定的額定溫度，溫度過高或過低都將影響工作，因此對于純水循環(huán)系統(tǒng)的純水的進(jìn)出溫度 都有較高的要求。例如，當(dāng)溫度處于T1的循環(huán)純水進(jìn)入溫度為Ttl的變流器系統(tǒng)中，其吸收 了變流器的熱量，對變流器進(jìn)行冷卻，將Ttl降低到了 T (T為此時(shí)變流器的額定溫度)，而循 環(huán)純水的溫度上升為T2。升溫后的循環(huán)純水經(jīng)過降溫后，從T2降為T1而進(jìn)入下一次的循 環(huán)，然而T是根據(jù)負(fù)載而變化的，因此T1與T2也必須相應(yīng)調(diào)整，達(dá)到最優(yōu)效果。所以，傳統(tǒng) 的冷卻模塊，還應(yīng)該包括對純水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行冷卻的冷卻循環(huán)水系統(tǒng)?，F(xiàn)在的冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，通常是采用散熱片散熱的風(fēng)冷方式。具體地，是在循環(huán)純 水的管道上加裝許多散熱片，利用散熱片擴(kuò)大散熱面積，同時(shí)外設(shè)風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)，加速散熱片的 散熱效率。然而這種方式，只能應(yīng)用于溫差變化不大的環(huán)境。如果在溫差范圍頗大的環(huán)境， 例如在赤道附近的一些缺水干旱的地區(qū)，其晝夜溫差范圍為可能達(dá)到5 45°C，這樣的話 單靠風(fēng)冷式冷卻循環(huán)純水就顯得力不從心。因?yàn)轱L(fēng)冷式的系統(tǒng)的常規(guī)進(jìn)水與環(huán)境溫度的溫 差較大(例如大于5°C )，如果要超過這一極限，實(shí)現(xiàn)進(jìn)水溫度與環(huán)境溫度的溫差在較小范圍 內(nèi)(例如小于5°C )，則要求加大散熱器的散熱面積，增大的散熱面積不僅增加成本，而且增 大了散熱器的外形尺寸，但是現(xiàn)場安裝空間和位置一般受到很大限制。當(dāng)環(huán)境干球溫度和 濕球溫度均超過閥體最高進(jìn)水溫度，更是無法通過風(fēng)冷式的散熱器和冷卻塔來實(shí)現(xiàn)冷卻純 水循環(huán)系統(tǒng)。在這種時(shí)候，只能采用冷機(jī)模式進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，但如果采用這種模式，卻又必 須確保變流器閥體進(jìn)水溫度不能過低，當(dāng)?shù)陀诼饵c(diǎn)溫度便會導(dǎo)致變流器閥體出現(xiàn)凝露，影 響工作。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的，是為了提供一種應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電中的對其純水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行 強(qiáng)制冷卻而不凝露的冷卻系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題的解決方案是風(fēng)力發(fā)電的純水循環(huán)系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)，包括純水循環(huán)系統(tǒng)，其還包括輔助水循環(huán) 系統(tǒng)，其與所述純水循環(huán)系統(tǒng)聯(lián)接并與其熱交換；逆卡諾循環(huán)冷機(jī)系統(tǒng)，其與所述輔助水循環(huán)系統(tǒng)聯(lián)接，并對其進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述逆卡諾循環(huán)冷機(jī)系統(tǒng)包括串聯(lián)成閉環(huán)的冷 凝器、節(jié)流元件、蒸發(fā)器和壓縮機(jī)，所述蒸發(fā)器與輔助水循環(huán)系統(tǒng)聯(lián)接并讓流經(jīng)其內(nèi)的制冷 劑與輔助水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行熱交換。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述冷凝器的輸出端設(shè)有儲液器。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述蒸發(fā)器的入口設(shè)置有從其主通道引來的若 干條并聯(lián)的、其上面串聯(lián)有電磁閥與熱力膨脹閥的支路，熱力膨脹閥的感溫包位于蒸發(fā)器 的出口處。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述蒸發(fā)器和冷卻水循環(huán)通道均通過換熱器5 與輔助水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)接和熱交換。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述輔助水循環(huán)系統(tǒng)包括至少一個中間設(shè)有水 箱的閉環(huán)水循環(huán)通道。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述逆卡諾循環(huán)冷機(jī)系統(tǒng)有兩組。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型利用逆卡諾循環(huán)冷機(jī)系統(tǒng)作為強(qiáng)制冷卻的 冷源，輔助水循環(huán)系統(tǒng)作為熱交換的中間媒介，對純水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行間接散熱，不像風(fēng)冷、 板材散熱的冷卻系統(tǒng)那樣過分依賴于環(huán)境溫度，同時(shí)保證了循環(huán)純水不受污染，其溫降也 不會太大而導(dǎo)致出現(xiàn)凝露現(xiàn)象，而且這種冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，成本低廉，廣泛作為風(fēng)力發(fā)電 的冷卻模塊。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)模塊示意圖；圖2是本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)詳圖；圖3是本實(shí)用新型應(yīng)用到冷卻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的變流器的循環(huán)純水時(shí)的整體系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參照圖1 圖2，風(fēng)力發(fā)電的純水循環(huán)系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)，包括純水循環(huán)系統(tǒng)3，其還 包括輔助水循環(huán)系統(tǒng)4，其與所述純水循環(huán)系統(tǒng)3聯(lián)接并與其熱交換；逆卡諾循環(huán)冷機(jī)系 統(tǒng)1，其與所述輔助水循環(huán)系統(tǒng)4聯(lián)接，并對其進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述逆卡諾循環(huán)冷機(jī)系統(tǒng)1包括串聯(lián)成閉環(huán)的冷凝 器12、節(jié)流元件、蒸發(fā)器15和壓縮機(jī)，所述蒸發(fā)器15與輔助水循環(huán)系統(tǒng)4聯(lián)接并讓流經(jīng)其 內(nèi)的制冷劑與輔助水循環(huán)系統(tǒng)4進(jìn)行熱交換。具體地，是經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮的高壓高溫制冷 劑氣體流經(jīng)冷凝器12冷卻，變成高壓常溫制冷劑液體，再經(jīng)過節(jié)流元件節(jié)流變成低壓低溫 制冷劑液體，進(jìn)入蒸發(fā)器15與輔助水循環(huán)系統(tǒng)4進(jìn)行熱交換。其中制冷劑是選擇氟利昂。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述冷凝器12的輸出端設(shè)有儲液器11。由于風(fēng)力 發(fā)電過程中熱負(fù)荷會發(fā)生變化，為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，需在冷凝器12出口處增加儲液器 11，具體地，可以選擇儲液器11的容量為10L。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述蒸發(fā)器15的入口設(shè)置有從其主通道引來的若干條并聯(lián)的、其上面串聯(lián)有電磁閥與熱力膨脹閥的支路，熱力膨脹閥的感溫包位于蒸發(fā)器 15的出口處。通過設(shè)置這種支路，即使環(huán)境溫度太低，節(jié)流元件前后壓差太小的時(shí)候，可以 打開兩條支路，使得主通道內(nèi)的制冷劑的流量也不會因此而減少，確保制冷量不會下降。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述蒸發(fā)器15和冷卻水循環(huán)通道3均通過換熱器5 與輔助水循環(huán)系統(tǒng)4進(jìn)行聯(lián)接和熱交換。具體地，所述換熱器5為阿法拉伐可拆式板式換 熱器。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述輔助水循環(huán)系統(tǒng)4包括至少一個中間設(shè)有水箱 41的閉環(huán)水循環(huán)通道。所設(shè)的水箱41起到對閉環(huán)水循環(huán)通道內(nèi)的水有蓄冷作用，避免逆卡 諾循環(huán)冷機(jī)系統(tǒng)1的制冷壓縮機(jī)頻繁啟動。進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述逆卡諾循環(huán)冷機(jī)系統(tǒng)1有兩組。通過設(shè)置兩組 逆卡諾循環(huán)冷機(jī)系統(tǒng)1，使整個冷卻系統(tǒng)能適用于溫降需求大的場合，當(dāng)制冷量需求不高 時(shí)，可以只運(yùn)行一組逆卡諾循環(huán)冷機(jī)系統(tǒng)1 ；當(dāng)制冷量需求高時(shí)，兩組逆卡諾循環(huán)冷機(jī)系統(tǒng) 1同時(shí)運(yùn)作，當(dāng)單純依靠空氣散熱足以滿足溫降時(shí)，兩組逆卡諾循環(huán)冷機(jī)系統(tǒng)1均停機(jī)。參照圖2 圖3，下面是將本實(shí)用新型應(yīng)用于對風(fēng)力發(fā)電中的變流器閥體9的循 環(huán)水進(jìn)行冷卻的實(shí)施例，并且是以風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于環(huán)境溫度5 45°C的地域作為環(huán)境條 件，系統(tǒng)額定冷卻容量為82kW，循環(huán)水的系統(tǒng)額定流量為13m3/h，變流器最高進(jìn)水溫度為 50°C，最低進(jìn)水溫度為5°C。1)、將兩組逆卡諾循環(huán)冷機(jī)系統(tǒng)1與一組輔助水循環(huán)系統(tǒng)4聯(lián)接，然后將整套系統(tǒng) 與變流器閥體9的純水循環(huán)系統(tǒng)3接駁；2)、開動風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、冷凝器12風(fēng)機(jī)、制冷壓縮機(jī)、純水循環(huán)系統(tǒng)3中的動力泵、 輔助水循環(huán)系統(tǒng)4的動力泵，使整套風(fēng)力發(fā)電設(shè)備運(yùn)作起來；3)根據(jù)運(yùn)行功率，確定變流器閥體9循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的進(jìn)水溫度，若進(jìn)水溫度低 于設(shè)定值、，則純水無需經(jīng)過換熱器5進(jìn)行換熱，僅靠空氣散熱器冷卻；若進(jìn)閥溫度高于 設(shè)定溫度^，則純水流過空氣散熱器和換熱器5散熱；4)監(jiān)測輔助水循環(huán)系統(tǒng)4的水溫，控制逆卡諾循環(huán)冷機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行。當(dāng)實(shí)測溫度t > t1;逐步啟動制冷壓縮機(jī)；當(dāng)實(shí)測溫度t < t2，逐步關(guān)閉制冷壓縮機(jī)；5)監(jiān)測冷凝器12出口處的壓力值，當(dāng)被檢測壓力值較低時(shí)候，打開兩路電磁閥， 保證制冷劑流量和制冷量。以上是對本實(shí)用新型的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí) 施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實(shí)用新型精神的前提下還可作出種種的等同變形 或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.風(fēng)力發(fā)電的純水循環(huán)系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)，包括純水循環(huán)系統(tǒng)(3)，其特征在于其還包括輔助水循環(huán)系統(tǒng)(4)，其與所述純水循環(huán)系統(tǒng)(3)聯(lián)接并與其熱交換； 逆卡諾循環(huán)冷機(jī)系統(tǒng)(1 )，其與所述輔助水循環(huán)系統(tǒng)(4)聯(lián)接，并對其進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述逆卡諾循環(huán)冷機(jī)系統(tǒng)(1)包括串 聯(lián)成閉環(huán)的冷凝器(12)、節(jié)流元件、蒸發(fā)器(15)和壓縮機(jī)，所述蒸發(fā)器(15)與輔助水循環(huán) 系統(tǒng)(4)聯(lián)接并讓流經(jīng)其內(nèi)的制冷劑與輔助水循環(huán)系統(tǒng)(4)進(jìn)行熱交換。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述冷凝器(12)的輸出端設(shè)有儲液 器(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述蒸發(fā)器(15)的入口設(shè)置有從其 主通道引來的若干條并聯(lián)的、其上面串聯(lián)有電磁閥與熱力膨脹閥的支路，熱力膨脹閥的感 溫包位于蒸發(fā)器(15)的出口處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述蒸發(fā)器(15)和冷卻水循環(huán) 通道(3)均通過換熱器(5)與輔助水循環(huán)系統(tǒng)(4)進(jìn)行聯(lián)接和熱交換。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述輔助水循環(huán)系統(tǒng)(4)包括至少一 個中間設(shè)有水箱(41)的閉環(huán)水循環(huán)通道。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)制冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，其特征在于所述逆卡諾循環(huán)冷機(jī)系 統(tǒng)(1)有兩組。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種風(fēng)力發(fā)電的純水循環(huán)系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)，包括純水循環(huán)系統(tǒng)，其還包括輔助水循環(huán)系統(tǒng)，其與所述純水循環(huán)系統(tǒng)聯(lián)接并與其熱交換；逆卡諾循環(huán)冷機(jī)系統(tǒng)，其與所述輔助水循環(huán)系統(tǒng)聯(lián)接，并對其進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。本實(shí)用新型利用逆卡諾循環(huán)冷機(jī)系統(tǒng)作為強(qiáng)制冷卻的冷源，輔助水循環(huán)系統(tǒng)作為熱交換的中間媒介，對純水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行間接散熱，不像風(fēng)冷、板材散熱的冷卻系統(tǒng)那樣過分依賴于環(huán)境溫度，同時(shí)保證了循環(huán)純水不受污染，其溫降也不會太大而導(dǎo)致出現(xiàn)凝露現(xiàn)象，而且這種冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，成本低廉，廣泛作為風(fēng)力發(fā)電的冷卻模塊。
文檔編號H05K7/20GK201898435SQ20102064137
公開日2011年7月13日 申請日期2010年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月4日
發(fā)明者冷明全, 張恩龍, 王靖, 陳浩 申請人:廣州高瀾節(jié)能技術(shù)有限公司