CN110411250B - 一种板式气气冷却器 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种板式气气冷却器，包括主框架、内循环风机组、外循环风机组以及板式换热核芯。板式换热核芯包括多个单体板式换热模块。多个单体板式换热模块堆放且固定于主框架内，多个单体板式换热模块的热流层相互连通形成热流通道，多个单体板式换热模块的冷流层相互连通形成冷流通道，冷流通道的两端形成板式换热核芯的冷流进口和热流出口，热流通道的两端形成板式换热核芯的热流进口和冷流出口。内循环风机组固定于主框架，且与热流进口连通。外循环风机组固定于主框架，且与冷流进口连通。本申请提供的板式气气冷却器结构简单，易于维护，能够有效地冷却风力发电机，使得风力发电机稳定运行。

Description

一种板式气气冷却器

技术领域

本申请涉及换热冷却技术领域，具体而言，涉及一种板式气气冷却器。

背景技术

随着经济的发展，社会的进步，能源节约已经成为必然和社会共识。而风力发电所产生的电能更好地服务社会，节约能源，但是风力发电机长期运行，必然会有发热严重的问题，所以必须有一款冷却装置可以满足对发电机或发电机舱的冷却。现有技术冷却方案有很多种，我们通常会使用空调装置(中央空调、特种空调等，主要由四大部件构成)来给发热元件或热负荷大的空间冷却，一般能效相对比较高，冷却效果好。

然而，风力发电装置一般都处于高海拔(1000-4000m)的地方，环境恶劣，空调在恶劣环境下的不易维护，难以保证风力发电机的稳定运行。

发明内容

本申请提供了一种板式气气冷却器，该板式气气冷却器结构简单，易于维护，能够有效地冷却风力发电机，使得风力发电机稳定运行。

本申请提供了一种板式气气冷却器，包括主框架、内循环风机组、外循环风机组以及板式换热核芯。板式换热核芯包括多个单体板式换热模块。多个单体板式换热模块堆放且固定于主框架内，多个单体板式换热模块的热流层相互连通形成热流通道，多个单体板式换热模块的冷流层相互连通形成冷流通道，冷流通道的两端形成板式换热核芯的冷流进口和热流出口，热流通道的两端形成板式换热核芯的热流进口和冷流出口。内循环风机组固定于主框架，且与热流进口连通。外循环风机组固定于主框架，且与冷流进口连通。

上述方案中，提供一种板式气气冷却器，板式气气冷却器的耗能元件为内循环风机组和外循环风机组，在一般情况下，仅维护内循环风机组和外循环风机组即可保证板式气气冷却器的正常工作。其中，内循环风机组以及冷流出口可设于风力发电装置内，通过内循环风机组将风力发电装置内的热空气抽出，由热流进口排入板式换热核芯的热流通道中，外循环风机组设于外部环境，由于风力发电装置一般都处于高海拔(1000-4000m)的地方，故外部环境的空气温度均远低于风力发电装置的温度，外循环风机组将低温的空气通过冷流进口抽入板式换热核芯的冷流通道中。在板式换热核芯中，冷流通道与热流通道会发生导热，故风力发电装置内的热空气的能量在热流通道内会传递给处于冷流通道内的冷空气，此时，处于热流通道内的空气会被冷却，被冷却的空气会通过冷流出口排入风力发电装置内，从而冷却了风力发电装置内的电器元件，处于冷流通道内的空气的温度会升高，温度升高的空气会通过热流出口排入外界。由于热流通道和冷流通道互不干涉，避免了外部空气中的杂质进入风力发电装置内，对风力发电装置内的电器元件造成影响，同时由于板式换热核芯的换热冷却，使得风力发电装置内的电器元件得到冷却，从而保证了风力发电装置内的稳定运行。同时，板式换热核芯包括多个单体板式换热模块，且多个单体板式换热模块是堆放固定在主框架内的，其呈模块化的拼装，使得板式换热核芯具有较高的稳定性，板式换热核芯被外部杂质或外部打击的风险分散至每一个单体板式换热模块中，有效降低板式换热核芯由于某处被破坏，导致板式换热核芯不能工作的风险。

在一种可能的实现方式中，主框架包括底板、顶板以及多个支撑柱，支撑柱垂直设置于底板和顶板之间。

单体板式换热模块支撑于底板的表面，且位于多个支撑柱之间，多个支撑柱分别与单体板式换热模块的棱边抵靠。

上述方案中，提供了单体板式换热模块能够稳定堆放于主框架内的设计，其中，主框架通过底板和顶板的封底和封顶使得全部的单体板式换热模块能够处于密闭的环境中，避免了热空气和冷空气在换热时，空气向外泄漏的情况发生。同时，主框架通过支撑柱能够将每一个单体板式换热模块牢固地进行固定。在板式气气冷却器受到外部打击或者外部冲击时，单体板式换热模块受到的力能够有效地分散至与其棱边抵靠的多个支撑柱上，从而有效地保证了单体板式换热模块的使用寿命。同时，支撑柱的设计，能够保证一个单体板式换热模块和与其相邻的单体板式换热模块的热流层和冷流层能互不干涉，避免出现串流的情况发生。

可选地，在一种可能的实现方式中，单体板式换热模块的棱边形成有凹槽。

支撑柱包括柱体以及配合体，柱体固定于底板的表面，配合体固定在柱体的侧面且与凹槽卡合。

上述方案中，通过配合体使得支撑柱能够有效地支撑单体板式换热模块，同时亦保证了支撑柱对相邻两个单体板式换热模块之间的密封效果。

可选地，在一种可能的实现方式中，凹槽的横截面呈梯形；

配合体形成有直角凸块，直角凸块的顶角抵靠于凹槽的上底，直角凸块的侧壁与凹槽的侧壁抵靠。

可选地，在一种可能的实现方式中，板式换热核芯包括九个单体板式换热模块，九个单体板式换热模块呈矩形阵列分布。

上述方案中，九个单体板式换热模块呈横三纵三的阵列排列，即在内循环风机组的排风方向和外循环风机组的排风方向可分别看作具有三列单体板式换热模块(每列单体板式换热模块的数量为三)，即，若其中某一列单体板式换热模块被破坏，剩余两列亦可正常工作。同时，在三列单体板式换热模块正常情况下，能够保证内循环风机组的排入的热空气和外循环风机组的冷空气能够有效地进行换热。

可选地，在一种可能的实现方式中，内循环风机组包括两台内循环离心风机和两个第一进风罩。

内循环离心风机与第一进风罩一一对应。

两个第一进风罩固定于主框架的侧面且共同连通热流进口，内循环离心风机的排风口与第一进风罩连接。

可选地，在一种可能的实现方式中，两个内循环离心风机的抽风口朝向相反的方向布置。

可选地，在一种可能的实现方式中，外循环风机组包括两台外循环轴流风机和两个第二进风罩；

外循环轴流风机与第二进风罩一一对应；

两个第二进风罩固定于主框架的侧面且共同连通冷流进口，外循环轴流风机的排风口与第二进风罩连接。

可选地，在一种可能的实现方式中，板式气气冷却器还包括温度传感器，多个温度传感器分别设置于冷流进口、热流出口、热流进口以及冷流出口。

可选地，在一种可能的实现方式中，板式气气冷却器还包括排气百叶窗，排气百叶窗固定于主框架且对应热流出口布置。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例中板式气气冷却器的立体示意图；

图2为本申请实施例中板式气气冷却器的隐藏部分结构后的立体示意图；

图3为本申请实施例中单体板式换热模块的结构示意图；

图4为本申请实施例中主框架的结构示意图；

图5为本申请实施例中主框架与单体板式换热模块的结构示意图；

图6为图5中Ⅵ处的放大图。

图标：10-板式气气冷却器；11-主框架；12-内循环风机组；13-外循环风机组；14-板式换热核芯；15-温度传感器；16-排气百叶窗；17-出风罩；90-热流出口；91-冷流出口；110-底板；111-顶板；112-支撑柱；112a-柱体；112b-配合体；120-内循环离心风机；121-第一进风罩；122-支架；130-外循环轴流风机；131-第二进风罩；140-单体板式换热模块；140a-凹槽；141-热流层；142-冷流层。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

本实施例提供一种板式气气冷却器10，该板式气气冷却器10结构简单，易于维护，能够有效地冷却风力发电机，使得风力发电机稳定运行。

板式气气冷却器10包括主框架11、内循环风机组12、外循环风机组13以及板式换热核芯14。

请参考图1和图2，图1示出了板式气气冷却器10的立体结构，图2示出了板式气气冷却器10的隐藏部分结构后的立体结构。

其中，板式换热核芯14包括多个单体板式换热模块140。在图2中能够看出单体板式换热模块140。

多个单体板式换热模块140堆放且固定于主框架11内，多个单体板式换热模块140的热流层141相互连通形成热流通道，多个单体板式换热模块140的冷流层142相互连通形成冷流通道，冷流通道的两端形成板式换热核芯14的冷流进口和热流出口90，热流通道的两端形成板式换热核芯14的热流进口和冷流出口91。内循环风机组12固定于主框架11，且与热流进口连通。外循环风机组13固定于主框架11，且与冷流进口连通。

其中，上述方案中，提供一种板式气气冷却器10，板式气气冷却器10的耗能元件为内循环风机组12和外循环风机组13，在一般情况下，仅维护内循环风机组12和外循环风机组13即可保证板式气气冷却器10的正常工作。其中，内循环风机组12以及冷流出口91可设于风力发电装置内，通过内循环风机组12将风力发电装置内的热空气抽出，由热流进口排入板式换热核芯14的热流通道中，外循环风机组13设于外部环境，由于风力发电装置一般都处于高海拔(1000-4000m)的地方，故外部环境的空气温度均远低于风力发电装置的温度，外循环风机组13将低温的空气通过冷流进口抽入板式换热核芯14的冷流通道中。在板式换热核芯14中，冷流通道与热流通道会发生导热，故风力发电装置内的热空气的能量在热流通道内会传递给处于冷流通道内的冷空气，此时，处于热流通道内的空气会被冷却，被冷却的空气会通过冷流出口91排入风力发电装置内，从而冷却了风力发电装置内的电器元件，处于冷流通道内的空气的温度会升高，温度升高的空气会通过热流出口90排入外界。由于热流通道和冷流通道互不干涉，避免了外部空气中的杂质进入风力发电装置内，对风力发电装置内的电器元件造成影响，同时由于板式换热核芯14的换热冷却，使得风力发电装置内的电器元件得到冷却，从而保证了风力发电装置内的稳定运行。同时，板式换热核芯14包括多个单体板式换热模块140，且多个单体板式换热模块140是堆放固定在主框架11内的，其呈模块化的拼装，使得板式换热核芯14具有较高的稳定性，板式换热核芯14被外部杂质或外部打击的风险分散至每一个单体板式换热模块140中，有效降低板式换热核芯14由于某处被破坏，导致板式换热核芯14不能工作的风险。

其中，可参见图3，图3示出了单体板式换热模块140的具体结构。其中，需要说明的是，为能够清楚地展现出热流层141和冷流层142，图3为单体板式换热模块140的部分示意。

单体板式换热模块140具有多层热流层141和多层冷流层142，其中热流层141和冷流层142的延伸方向相互垂直，即在图3中可以看出，热流层141在横向贯穿了单体板式换热模块140的壁面，冷流层142在纵向贯穿了单体板式换热模块140的壁面。(需要说明的是，上述描述的横向和纵向仅为解释热流层141和冷流层142的延伸方向是垂直的，并不起其他限制)。且，每一层热流层141和每一层冷流层142均错开，保证了热流层141和冷流层142之间不会相互干扰。同时，需要说明的是，在其他具体实施方式中，为保证单体板式换热模块140的强度，热流层141和冷流层142中还可以设置多个冲压凸包。

其中，在图1中，示出了热流出口90和冷流出口91，可在图1中看出，外部的空气和风力发电装置内部的空气的流向是相互垂直的且互不干涉。

可选地，在一种可能实现的实施方式中，请参见图4，图4示出了主框架11的具体结构。同时，请参见图5，图5示出了主框架11与单体板式换热模块140的具体结构。

主框架11包括底板110、顶板111以及多个支撑柱112，支撑柱112垂直设置于底板110和顶板111之间。

单体板式换热模块140支撑于底板110的表面，且位于多个支撑柱112之间，多个支撑柱112分别与单体板式换热模块140的棱边抵靠。

其中，为清楚地展示主框架11与单体板式换热模块140的结构，图5隐藏了其中一个单体板式换热模块140。

其中，上述实施例中，提供了单体板式换热模块140能够稳定堆放于主框架11内的设计，其中，主框架11通过底板110和顶板111的封底和封顶使得全部的单体板式换热模块140能够处于密闭的环境中，避免了热空气和冷空气在换热时，空气向外泄漏的情况发生。同时，主框架11通过支撑柱112能够将每一个单体板式换热模块140牢固地进行固定。在板式气气冷却器10受到外部打击或者外部冲击时，单体板式换热模块140受到的力能够有效地分散至与其棱边抵靠的多个支撑柱112上，从而有效地保证了单体板式换热模块140的使用寿命。同时，支撑柱112的设计，能够保证一个单体板式换热模块140和与其相邻的单体板式换热模块140的热流层141和冷流层142能互不干涉，避免出现串流的情况发生。

需要说明的是，底板110、顶板111以及多个支撑柱112均通过螺栓进行固定。

请参见图6，图6为图5中Ⅵ处的放大图。

单体板式换热模块140的棱边形成有凹槽140a。支撑柱112包括柱体112a以及配合体112b，柱体112a固定于底板110的表面，配合体112b固定在柱体112a的侧面且与凹槽140a卡合。

其中，通过配合体112b使得支撑柱112能够有效地支撑单体板式换热模块140，同时亦保证了支撑柱112对相邻两个单体板式换热模块140之间的密封效果。

可选地，在一种可能实现的实施方式中，凹槽140a的横截面呈梯形。配合体112b形成有直角凸块，直角凸块的顶角抵靠于凹槽140a的上底，直角凸块的侧壁与凹槽140a的侧壁抵靠。

其中，直角凸块与凹槽140a的上底进行抵靠，直角凸块的侧壁与凹槽140a的侧壁抵靠能够使得单体板式换热模块140和支撑柱112在三处位置进行受力，保证了受力稳定以及密封性能。

其中，本实施例中，板式换热核芯14包括九个单体板式换热模块140，九个单体板式换热模块140呈矩形阵列分布。

九个单体板式换热模块140呈横三纵三的阵列排列，即在内循环风机组12的排风方向和外循环风机组13的排风方向可分别看作具有三列单体板式换热模块140(每列单体板式换热模块140的数量为三)，即，若其中某一列单体板式换热模块140被破坏，剩余两列亦可正常工作。同时，在三列单体板式换热模块140正常情况下，能够保证内循环风机组12的排入的热空气和外循环风机组13的冷空气能够有效地进行换热。需要说明的是，在其他具体实施方式中，板式换热核芯14还可以包括其他数量的单体板式换热模块140，例如六个、八个、十个等。

请重新参见图1，可选地，在一种可能实现的实施方式中，内循环风机组12包括两台内循环离心风机120和两个第一进风罩121。内循环离心风机120与第一进风罩121一一对应。

两个第一进风罩121固定于主框架11的侧面且共同连通热流进口，内循环离心风机120的排风口与第一进风罩121连接。

同时，保证内循环风机组12能够有效地抽取风力发电装置内的热空气，两个内循环离心风机120的抽风口朝向相反的方向布置。

其中，需要说明是，内循环离心风机120与第一进风罩121通过螺栓固定，且其连接处通过密封条或者密封胶密封。

第一进风罩121与主框架11通过螺栓固定，且其连接处通过密封条或者密封胶密封。同时，需要说明的是，在其他具体实施方式中，第一进风罩121与主框架11的连接处还可以采用五层卷边加波纹咬口技术以保证密封性能。

同时，需要说明是，每一台内循环离心风机120均通过支架122支撑与主框架11的底板110上。

可选地，在一种可能实现的实施方式中，外循环风机组13包括两台外循环轴流风机130和两个第二进风罩131。外循环轴流风机130与第二进风罩131一一对应。

两个第二进风罩131固定于主框架11的侧面且共同连通冷流进口，外循环轴流风机130的排风口与第二进风罩131连接。

其中，需要说明是，外循环轴流风机130与第二进风罩131通过螺栓固定，且其连接处通过密封条或者密封胶密封。

第二进风罩131与主框架11通过螺栓固定，且其连接处通过密封条或者密封胶密封。同时，需要说明的是，在其他具体实施方式中，第二进风罩131与主框架11的连接处还可以采用五层卷边加波纹咬口技术以保证密封性能。

请参见图1，板式气气冷却器10还包括温度传感器15，多个温度传感器15分别设置于冷流进口、热流出口90、热流进口以及冷流出口91。

其中，板式气气冷却器10还包括排气百叶窗16，排气百叶窗16固定于主框架11且对应热流出口90布置。冷流出口91处设置有出风罩17。

温度传感器15分别设置在第一进风罩121、第二进风罩131、出风罩17以及排气百叶窗16处，以测试空气热特性变化过程，随时掌握换热情况。

需要说明的是，在一种情况下，温度传感器15可与风力发电装置内部的控制系统电连接，以将温度传感器15测试得到的温度信号传输至风力发电装置内部的控制系统，便于工作人员查看。在其他情况下，板式气气冷却器10亦可设置一控制系统，以收集温度传感器15测试得到的温度信号。

需要说明的是，本实施例提供的板式气气冷却器10，其主要换热冷却的耗能元件只有推动空气流动的内循环风机组12和外循环风机组13，板式气气冷却器10通过外循环风机组13将环境中的冷空气与来自内循环风机组12吹过来的高温空气进行强制性间接对流换热，简单高效，两个回路不互相干涉，保证风力发电装置内部空气的干净，使得风力发电装置能够稳定运行。同时，板式换热核芯14包括多个单体板式换热模块140，且多个单体板式换热模块140是堆放固定在主框架11内的，其呈模块化的拼装，使得板式换热核芯14具有较高的稳定性，亦便于更换，板式换热核芯14被外部杂质或外部打击的风险分散至每一个单体板式换热模块140中，有效降低板式换热核芯14由于某处被破坏，导致板式换热核芯14不能工作的风险。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种板式气气冷却器，其特征在于，包括：

主框架、内循环风机组、外循环风机组以及板式换热核芯；

所述板式换热核芯包括多个单体板式换热模块；

多个所述单体板式换热模块堆放且固定于所述主框架内，多个所述单体板式换热模块的热流层相互连通形成热流通道，所述多个所述单体板式换热模块的冷流层相互连通形成冷流通道，所述冷流通道的两端形成所述板式换热核芯的冷流进口和热流出口，所述热流通道的两端形成所述板式换热核芯的热流进口和冷流出口；

所述内循环风机组固定于所述主框架，且与所述热流进口连通；

所述外循环风机组固定于所述主框架，且与所述冷流进口连通；

所述内循环风机组包括两台内循环离心风机和两个第一进风罩；所述内循环离心风机与所述第一进风罩一一对应；两个所述第一进风罩固定于所述主框架的侧面且共同连通所述热流进口，所述内循环离心风机的排风口与所述第一进风罩连接；

所述外循环风机组包括两台外循环轴流风机和两个第二进风罩；

所述外循环轴流风机与所述第二进风罩一一对应，两个所述第二进风罩固定于所述主框架的侧面且共同连通所述冷流进口，所述外循环轴流风机的排风口与所述第二进风罩连接。

2.根据权利要求1所述的板式气气冷却器，其特征在于，

所述主框架包括底板、顶板以及多个支撑柱，所述支撑柱垂直设置于所述底板和所述顶板之间；

所述单体板式换热模块支撑于所述底板的表面，且位于多个所述支撑柱之间，多个所述支撑柱分别与所述单体板式换热模块的棱边抵靠。

3.根据权利要求2所述的板式气气冷却器，其特征在于，

所述单体板式换热模块的棱边形成有凹槽；

所述支撑柱包括柱体以及配合体，所述柱体固定于所述底板的表面，所述配合体固定在柱体的侧面且与所述凹槽卡合。

4.根据权利要求3所述的板式气气冷却器，其特征在于，

所述凹槽的横截面呈梯形；

所述配合体形成有直角凸块，所述直角凸块的顶角抵靠于所述凹槽的上底，所述直角凸块的侧壁与所述凹槽的侧壁抵靠。

5.根据权利要求2所述的板式气气冷却器，其特征在于，

所述板式换热核芯包括九个单体板式换热模块，九个单体板式换热模块呈矩形阵列分布。

6.根据权利要求1所述的板式气气冷却器，其特征在于，

两个所述内循环离心风机的抽风口朝向相反的方向布置。

7.根据权利要求1所述的板式气气冷却器，其特征在于，

还包括温度传感器，多个所述温度传感器分别设置于冷流进口、热流出口、热流进口以及冷流出口。

8.根据权利要求1所述的板式气气冷却器，其特征在于，还包括排气百叶窗，所述排气百叶窗固定于所述主框架且对应所述热流出口布置。