[发明专利]一种基于泵驱两相流体回路的散热系统

说明书

本发明公开了一种基于泵驱两相流体回路的散热系统，涉及散热技术领域，解决了齿轮箱油冷系统冬季启动时换热器出口过低导致散热差的技术问题；本发明采用风冷冷凝器进行散热，采用泵驱两相模块输送冷热量，变频器冷板、风冷换热器与油冷换热器并联耦合，在同一套系统中，同时解决了齿轮箱和变频器散热问题，空间尺寸紧凑；风机发电时，变频器首先工作，工质温度升高后对油冷换热器进行预热，利用变频器的高温废热为油冷换热器预热，提高了系统能效的同时，系统的可靠性大大提高，故障率相应减小；本发明利用工质在循环流动过程中的蒸发吸热和冷凝放热的过程来进行热量收集和运输，相变过程利用液体汽化潜热，解决大功率散热运输的问题。

技术领域

本发明属于风电变频器领域，涉及散热技术，具体是一种基于泵驱两相流体回路的散热系统。

背景技术

风电是未来主要新能源之一，我国陆上风能资源丰富的地区主要分布在三北地区(东北、华北、西北)。该区域典型的气候特征是温度较低(冬季极端温度能够达到－40℃以下)。风电大功率发热器件主要为变流器IGBT和齿轮箱油，通常分别采用乙二醇和油冷却循环的独立散热系统。

齿轮箱油冷系统所采用的润滑油在－40℃时粘度高达0.33m2/s，油管沿程阻力损失非常大，过大的阻力易损坏油泵电机以及管路等部件。温度下降至0℃以下时，润滑油在油管里成凝固状态，油液在管路内流动非常缓慢。低温时泵出口压力非常大，同时噪音也比较大，对泵的运行是非常不利的。一般风电启动运行后，齿轮箱油有一定热容，温度变化较缓，待油箱温度升高到一定后再通常外循环换热。

传统变频器冷却系统采用乙二醇工质，工质在低温下粘度大大增加，冬季需要低温预热才能启动，且乙二醇存在一定的腐蚀性，需要经常更换，维护频繁。热流密度较高，相比齿轮箱油冷系统，芯片温度快速上升，其响应速度很快。

齿轮箱油冷和风电变频器散热已成为制约行业发展痛点，为此，提出一种基于泵驱两相流体回路散热系统。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于泵驱两相流体回路的散热系统，该一种基于泵驱两相流体回路的散热系统解决了齿轮箱油冷系统冬季启动时换热器出口过低导致散热差的问题。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种基于泵驱两相流体回路的散热系统，包括齿轮箱散热模块和泵驱两相热传输模块；

所述泵驱两相模块包括：两相泵、储液器、风冷换热器、变频器冷板、油冷换热器、液路分配器以及风冷冷凝器；

所述齿轮箱油冷模块包括：油泵和油箱；

所述储液器的出口与所述两相泵的入口连接；所述两相泵的出口通过管道与所述液路分配器连接；所述液路分配器分别连接所述油冷换热器、所述变频器冷板以及所述风冷换热器；所述油冷换热器通过管道连接所述风冷冷凝器；

所述油冷换热器通过管道连接所述油箱，所述油箱通过管道连接所述油泵的入口。

优选的，所述泵驱两相模块还包括：第一过滤器：

所述储液器的出口通过管道与所述第一过滤器连接，所述第一过滤器通过管道与所述两相泵的入口连接。

优选的，所述齿轮箱油冷模块还包括：第二过滤器；

所述油箱通过管道连接所述第二过滤器，所述第二过滤器通过管道连接所述油泵的入口。

优选的，所述齿轮箱油冷模块还包括：温控阀；

所述油泵的出口通过管道连接所述温控阀。

优选的，所述第二储液器内设有加热器。

优选的，所述制冷剂采用R134a、R113或R410a。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：