一种应用于储能变流器设备的水冷散热机组的制作方法

本发明涉及储能变流器散热领域，特别涉及一种应用于储能变流器设备的水冷散热机组。

背景技术：

1、储能变流器(pcs)是一种能够实现电网和储能系统之间双向能量转换的电力转换设备，具有高效率、快速响应、可靠性高和灵活性强等特点。储能变流器(pcs)可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。pcs由dc/ac双向变流器功率模块、控制单元等构成。整个电气柜内部因大功率电气件较多，因此散热需求是结构设计的常规重点之一。一般分为功率模块散热和内部杂散热两大部分。

2、常规储能变流器的功率模块一般采用风冷模式进行散热处理，占用空间体积大，且换热效率较低。因此常规交流三相一般每一相采用一个散热模块，整体下来就需要三套散热模块，且需要建立三套散热风道。在加上内部杂散热的换热风道，基本整柜内部需要4套散热风道，柜体结构复杂。

3、同时，存在个别液冷方案，仅针对功率模块使用液冷模式，柜内杂散热使用的是常规风冷换热模式，整柜内部结构复杂，杂散热换热器体积较大，占据较大空间，且需要一端放置在密封舱，一端放在开放舱。安装位置受到较大的限制。水冷机散热端采用的是微通道换热器，对进风环境洁净度要求较高，抗腐蚀能力差，维护成本高等缺点。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，提供了一种应用于储能变流器设备的水冷散热机组，采用高效整合的液冷模式，通过将功率模块安置在水冷板，内部搭建杂散热换热风道，把两大块散热需求全都整合至一套水冷机散热机组。采用翅片管换热器，无需高清洁度的进出风环境也可以正常运行，可以有效提高储能变流器设备的散热效率，提高对整个电气柜安装使用的环境接受度。

2、本发明采用的技术方案如下：一种应用于储能变流器设备的水冷散热机组，包括翅片管换热器、水泵、冷水主管、热水主管、水冷板与内置换热器；所述翅片管换热器的冷出水口接至冷水主管，同时冷水主管分别接至水冷板和内置换热器的冷进水口；所述翅片管换热器的热进水口通过水泵接至热水主管，同时热水主管分别接至水冷板和内置换热器的热出水口；所述翅片管换热器上设置有水冷机散热风扇与集风罩；其中，水泵将经水冷板和内置换热器长水的热水送至翅片管换热器，水冷机散热风扇从进风口进行吸风，使得冷风进入翅片管换热器和集风罩，进行热交换并将冷却的液体从冷出水口输出。

3、作为一种优选方案，该水冷散热机组还包括膨胀水箱，所述膨胀水箱接至热水主管。

4、作为一种优选方案，所述翅片管换热器、水泵、冷水主管以及热水主管设置在开放舱中，所述水冷板与内置换热器设置在密封舱中，所述冷水主管和热水主管分别通过穿墙体接头接入密封舱中的水冷板，冷水主管和热水主管通过穿墙体快接头接入密封舱中的内置换热器。

5、作为一种优选方案，所述冷水主管和热水主管分别与穿墙体接头刚性连接，冷水主管和热水主管分别通过软管与穿墙体快接头连接；所述内置换热器和水冷板的冷进水口、热出水口均分别通过软管接至与冷水主管和热水主管连接的相应穿墙体接头和穿墙体快接头。

6、作为一种优选方案，所述翅片管换热器的冷出水口通过软管接至冷水主管，翅片管换热器的热出水口通过软管接至水泵，水泵通过软管接至热水主管。

7、作为一种优选方案，所述冷水主管上设置有过滤网。

8、作为一种优选方案，所述冷水主管和热水主管与其他管路连接处均设置有开关球阀。

9、作为一种优选方案，所述水冷板中间开设有通孔，igbt功率模块发热单元安装过在水冷板两面，并通过所述通孔实现电气连接。

10、作为一种优选方案，所述内置换热器上设置有风机和集风罩，风机安装在内置换热器底部，进行吸风操作，热风从顶部被吸进内置换热器，在翅片处与换热器内部的冷水进行热交换，风机将冷却后的空气吹到密封舱。

11、作为一种优选方案，所述热水主管上设置有快速排水口，用于排除热水主管中的热水。

12、与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：

13、1、采用高效整合的液冷模式，通过将功率模块安置在水冷板，内部搭建杂散热换热风道，把两大块散热需求全都整合至一套水冷机散热机组。

14、2、采用翅片管换热器，相对于微通道换热器，无需高清洁度的进出风环境也可以正常运行，整体水冷散热端均放在开放舱，减少开放舱维护难度，可以满足不同储能变流器设备在较为恶劣的外界环境中使用。

15、3、整体水冷散热机组采用分体结构，各结构之间采用灵活的软管快接模式，各关键位置均设置开关球阀，可以方便快捷的进行结构维护与流量调整。

16、4、整体水冷机散热组结构拓扑清晰，可根据储能变流器设备功率大小不同，进行模块化调整，增加负载模组和对应的提高散热功率，满足不同储能变流器设备的散热需求。

技术特征：

1.一种应用于储能变流器设备的水冷散热机组，其特征在于，包括翅片管换热器、水泵、冷水主管、热水主管水冷板以及内置换热器；所述翅片管换热器的冷出水口接至冷水主管，同时冷水主管分别接至水冷板和内置换热器的冷进水口；所述翅片管换热器的热进水口通过水泵接至热水主管，同时热水主管分别接至水冷板和内置换热器的热出水口；所述翅片管换热器上设置有水冷机散热风扇与集风罩；其中，水泵将经水冷板和内置换热器长水的热水送至翅片管换热器，水冷机散热风扇从进风口进行吸风，使得冷风进入翅片管换热器和集风罩，进行热交换并将冷却的液体从冷出水口输出。

2.根据权利要求1所述的应用于储能变流器设备的水冷散热机组，其特征在于，还包括膨胀水箱，所述膨胀水箱接至热水主管，用于减小因水的膨胀而造成的水压波动。

3.根据权利要求1所述的应用于储能变流器设备的水冷散热机组，其特征在于，所述翅片管换热器、水泵、冷水主管以及热水主管设置在开放舱中，所述水冷板与内置换热器设置在密封舱中，所述冷水主管和热水主管分别通过穿墙体接头接入密封舱中的水冷板，冷水主管和热水主管通过穿墙体快接头分别接入密封舱中的内置换热器。

4.根据权利要求3所述的应用于储能变流器设备的水冷散热机组，其特征在于，所述冷水主管和热水主管分别与穿墙体接头刚性连接，冷水主管和热水主管分别通过软管与穿墙体快接头连接；所述内置换热器和水冷板的冷进水口、热出水口均分别通过软管接至与冷水主管和热水主管连接的相应穿墙体接头和穿墙体快接头。

5.根据权利要求1所述的应用于储能变流器设备的水冷散热机组，其特征在于，所述翅片管换热器的冷出水口通过软管接至冷水主管，翅片管换热器的热出水口通过软管接至水泵，水泵通过软管接至热水主管。

6.根据权利要求1所述的应用于储能变流器设备的水冷散热机组，其特征在于，所述冷水主管上设置有过滤网。

7.根据权利要求1所述的应用于储能变流器设备的水冷散热机组，其特征在于，所述冷水主管和热水主管与其他管路连接处均设置有开关球阀。

8.根据权利要求1所述的应用于储能变流器设备的水冷散热机组，其特征在于，所述水冷板中间开设有通孔，igbt功率模块发热单元安装过在水冷板两面，并通过所述通孔实现电气连接。

9.根据权利要求3所述的应用于储能变流器设备的水冷散热机组，其特征在于，所述内置换热器上设置有风机和集风罩，风机安装在内置换热器底部，进行吸风操作，热风从顶部被吸进内置换热器，在翅片处与换热器内部的冷水进行热交换，风机将冷却后的空气吹到密封舱。

10.根据权利要求1所述的应用于储能变流器设备的水冷散热机组，其特征在于，所述热水主管上设置有快速排水口，用于排除热水主管中的热水。

技术总结本发明提供了一种应用于储能变流器设备的水冷散热机组，包括翅片管换热器、水泵、冷水主管、热水主管、水冷板以及内置换热器；翅片管换热器的冷出水口接至冷水主管，同时冷水主管分别接至水冷板和内置换热器的冷进水口；翅片管换热器的热进水口通过水泵接至热水主管，同时热水主管分别接至水冷板和内置换热器的热出水口。本发明采用高效整合的液冷模式，内部搭建杂散热换热风道，把两大块散热需求全都整合至一套水冷机散热机组；无需高清洁度的进出风环境也可以正常运行，可以有效提高储能变流器设备的散热效率，提高整个电气柜安装使用的环境接受度。技术研发人员：崔正,唐德炜,韩鹤光,郑尧,白奎,唐成受保护的技术使用者：四川航电微能源有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15