[发明专利]一种泵站电机空调式冷却系统及其应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷却系统，具体是一种泵站电机空调式冷却系统及其应用方法，属于泵站安全保护技术范畴。

背景技术

泵站在运行过程中，电机在将电能转化为机械能的过程中，其内部必然产生铜耗、铁芯耗、机械摩擦损耗及附加损耗，这些损耗不仅影响电机效率和经济性，同时由于能耗转化为热能，使得电机各部件温度升高，影响电机绝缘材料的使用寿命，并限制电机功率输出，严重时甚至烧毁电机，因此，对泵站电机冷却处理是至关重要的，冷却效果的好坏，直接影响着泵站的安全高效运行和使用寿命。

目前传统泵站常用的电机冷却方式有板式热交换技术、盘管式热交换器技术和风冷式水冷机组技术三种。板式热交换技术冷流系统中水取自自然水源，水质难以控制，易出现污染物堵塞取水口，泥沙、污泥、藻类等会进入冷流管道系统，导致系统腐蚀、结垢、菌藻滋生、堵塞或异物缠绕水泵叶轮等问题。板式热交换器的板片之间的间隙很小，对水质要求很高，一旦形成水垢，水力性能与传热性能将大大恶化，此外水流流过板式热交换器时噪声也比较大。盘管式热交换器技术中的盘管放置自然水环境中，受自然水质水流的影响因素较多，放置于河道或流道内的盘管外壁易腐蚀，盘管受水流冲击、泥沙磨蚀等易损坏，绕流盘管的外部水流流量和温度不可控，可能导致泵机组冷却水温度变化较大，此外，水生螺蛳属软体动物会吸附在盘管外壁面，导致盘管热阻增大，换热性能变差；静止河水中放置的盘管表面易滋生菌藻，沉积淤泥或附着污物，影响换热效果。风冷式水冷机组技术中风冷式水冷机组的热量流为电机油与冷却水换热、冷却水与制冷剂换热、制冷剂热能输运、制冷剂与空气换热，实现电机的热量耗散至自然环境，循环系统复杂，投资和运行费用大，能源消耗大。

因此，在现有技术的基础上，如何开发出适用于泵站电机高效可靠的冷却技术，对保证泵站安全高效运行、提高泵站运行效率具有特别重要的意义。

发明内容

本发明就是在现有技术的基础上，针对以上技术问题提出的。本发明的目的是提供一种泵站电机空调式冷却系统及其应用方法，运用制冷剂的特殊物理性质，将泵站电机热量传送到空气中，实现热量的搬运，设计科学，原理清晰，系统简洁，安装检修方便，实用高效，冷却效果好。

本发明的一个目的是公开了一种泵站电机空调式冷却系统，其特征是，包括压缩机、冷凝器、蒸发器和制冷剂，所述压缩机、冷凝器、蒸发器之间通过管路连接，所述蒸发器设置在泵站电机油箱内。

进一步地，还设有风机，风机风向对着冷凝器。

进一步地，所述制冷剂为氟利昂。

进一步地，所述冷凝器至蒸发器之间管路依次设置高压控制器、干燥过滤器、膨胀阀和节流阀。

进一步地，所述蒸发器至压缩机之间管路设置低压控制器。

本发明的另一个目的是公开了一种泵站电机空调式冷却系统的应用方法，包括以下步骤：

（1）制冷剂的蒸发过程

电机能耗转化的热能首先传递给机油，油的温度升高，蒸发器设置在油箱内，液体制冷剂在蒸发器中吸收油箱内机油的热量之后，汽化成低温低压的蒸汽；

（2）制冷剂的压缩过程

从蒸发器中流出的制冷剂，汽化成低温低压的蒸汽经过低压控制器后被压缩机吸入，经过压缩机的压缩作用，将低温低压的蒸汽压缩成高温高压的蒸汽后流入冷凝器；

（3）制冷剂的冷凝过程

高温高压的蒸汽流入冷凝器后，风机强迫冷凝器向冷却介质空气放热，热量传送到空气中，高温高压的蒸汽冷凝为高压液体；

（4）制冷剂的节流过程

从冷凝器流出的高压液体经过高压控制器、干燥过滤器、膨胀阀后，由节流阀节流为低压低温的制冷剂，再次进入蒸发器吸热汽化，达到循环制冷的目的。

这样，制冷剂在系统中经过蒸发、压缩、冷凝、节流四个基本过程完成一个制冷循环。系统的热量流为电机与油换热、油与制冷剂换热、制冷剂热能输运、制冷剂与空气换热，实现冷却水的热量耗散至自然环境。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

第一，与现有传统泵站中最常用的风冷式水冷机组技术相比，将油与冷却水换热、冷却水与制冷剂换热简化为油与制冷剂直接换热过程，减少了一个冷却水循环系统，解决了杂质堵塞系统问题，节省了投资和运行费用，系统简洁高效；

第二，采用的制冷剂介质为具有特殊物理性质的氟利昂，可以实现循环利用、能源消耗小，只需定期向系统中补充氟利昂，即可保证冷却系统高效运行，提高了泵站电机冷却效果，安装检修方便；