[发明专利]一种自然冷却用的液泵驱动热管冷却装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于风力发电机等需要冷却降温场合的散热装置，属于换热设备热交换技术领域。

背景技术

当今世界能源紧缺、环境问题日益突出，风能作为可再生能源的一种备受人们的青睐，因此，我国的风力发电事业发展异常迅猛，装机容量不断扩大。随着单机容量的不断扩大，发电机的散热冷却问题也日益突出。风电机组传统的冷却方式是用泵循环冷却水吸收发电过程的发热量，升温后的冷却水，被送到发电机舱外的风冷换热器散热，并重复使用。为了适应不同地域较宽气象条件的要求，特别是冬季防冻，必须向冷却水中加一定量的防冻剂，如乙二醇等，可以有效地降低冷却液的冰点，但是如此一来，冷却液的比热容明显小于水，必须加大泵的流量。这样，一方面增加了泵的功耗，另一方面，冷却效果也大受影响。

上述冷却液循环的自然冷却系统在大型数据机房等也有采用。众所周知，机房中通信和电气设备连续运行时间长，发热量大，需要专门的冷却降温设备将设备或元器件发热量散到大气中去，来维持机房内的环境温度，保证设备的正常工作运行。目前较为普遍的做法是采用空调设备来排除机房内部工作环境的热量，达到对机房冷却降温的目的。此种散热降温的方式虽然能够实现冷却控温的要求，但是空调设备运行能耗较大，导致系统运行成本较高。为此，采用冷却液循环的自然冷却系统，在气温凉爽的春、秋和冬季，利用大气自然冷源为数据机房降温，可以带来显著的节能效果。但是，冷却液循环的自然冷却系统在风电机组冷却中存在的上述问题在数据中心冷却中仍然存在。

为解决上述冷却液循环的自然冷却系统在风电机组和数据中心冷却中存在的问题，设计出本发明的技术方案。

发明内容

本发明提供一种风力发电机组或数据机房自然冷却用的液泵驱动热管冷却装置，采用常温常压下呈气态、凝固点远低于气象温度的低沸点介质作为工质，采用与工质相容的液泵，旨在降低风力发电机组或数据机房冷却降温的能耗、提高其内部设备的可靠性、延长设备使用寿命，同时也从根本上解决冷却液自然冷却系统液体工质循环量大、散热效果不理想等技术问题，使其在较宽发热量范围内、较大热流量和较多的现场情况下均具有良好的散热性能，达到自然冷却的理想效果。

该装置包括风冷换热器1，储液器2，液泵3，蒸发器4和连接管道5，通过连接管道5，将安装在室外的风冷换热器1、液泵3和蒸发器4连接成回路，内部形成密闭空间并充注一定量的低沸点工质流体6，在风冷换热器1与液泵3之间联有储液器2。风冷换热器1和蒸发器4之间装有液泵3，液泵3的进口联有储液器2，液泵3将液态工质送入蒸发器4，吸收与蒸发器4接触的发热体7发出的热量后，部分工质汽化形成气液混合物，流入风冷换热器1，将热量散给流过风冷换热器1外表面的大气，工质冷却降温液化后经储液器2，重新流回液泵3。这样不断循环，就可以将发热体的热量散到大气中。

所述的一种自然冷却用的液泵驱动热管冷却装置，所述液泵为喷射泵或机械式液泵，机械式液泵的驱动机采用屏蔽式电动机。

所述的一种自然冷却用的液泵驱动热管冷却装置，所述机械式液泵是为旋片式、隔膜式、电磁式、涡旋式、转子式或活塞式的一种，或者是离心式、轴流式或混流式的一种。

所述的一种自然冷却用的液泵驱动热管冷却装置，所述热管冷却装置充注的工质是一种低沸点介质，可以是烷烃、烯烃及其卤代物的一种或若干种的混合物；或者是氨、甲醇、乙醇或丙酮。

所述的一种自然冷却用的液泵驱动热管冷却装置，所述的蒸发器为盘管，直接镶嵌在发热体表面或预埋在发热体内部；或者为箱体状的容器，直接压在发热体表面；或者为风冷式翅片换热器，热空气直接流过换热器；盘管或箱体状容器、或翅片换热器可以是一组，也可以是多组串联或并联在一起。

所述的一种自然冷却用的液泵驱动热管冷却装置，其特征是：所述的风冷换热器为风冷式翅片换热器，换热器可以带风机，也可以不带风机；可以是一组，也可以是多组串联或并联在一起。

所述的一种自然冷却用的液泵驱动热管冷却装置，所述储液器安装位置应高于液泵的进口，储液器内液面至少高过液泵进口中心线20cm；储液器可以串联到回路中，也可以用支管与回路相联接。

对于上述自然冷却用液泵驱动热管冷却装置，液泵3从储液器2中吸入液态的工质，并将液态工质送入蒸发器4，吸收与蒸发器4接触的发热体7发出的热量后，部分工质汽化形成气液混合物，流入风冷换热器1，将热量散给流过风冷换热器1外表面的大气，工质冷却降温液化后经储液器2，重新流回液泵3。这样不断循环，就可以将发热体的热量散到大气中。

本发明可以获得如下有益效果：