整機(jī)散熱
起初在風(fēng)電行業(yè)發(fā)展的初期，散熱問(wèn)題是不需要過(guò)分考慮的。另外，當(dāng)時(shí)的變流柜、箱變以及等設(shè)備往往是風(fēng)機(jī)旁邊的地面上的。隨著風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展，隨著降成本的考慮以及降低工程造價(jià)，開(kāi)始將原本放置于塔筒外面的設(shè)備都開(kāi)始慢慢移到塔筒內(nèi)。在機(jī)組容量尚小時(shí)，機(jī)組內(nèi)部的變流柜和電控柜使用自然風(fēng)冷，或者強(qiáng)迫風(fēng)冷，熱量直接排到機(jī)組內(nèi)部，沒(méi)有整機(jī)的散熱系統(tǒng)。如塔底的變流柜和電控柜直接將熱空氣排放到塔筒內(nèi)。但是在這樣的情況下，還是會(huì)有自然的煙囪效應(yīng)可以起到促使風(fēng)機(jī)內(nèi)部的空氣流動(dòng)的作用。
隨著風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量的繼續(xù)增大，機(jī)組內(nèi)的發(fā)熱部件的發(fā)熱量不斷增大，雖然人們對(duì)機(jī)組內(nèi)部各個(gè)部件的散熱給予了更多的關(guān)注，加強(qiáng)了散熱設(shè)計(jì)，但是由于熱量雖然排出了機(jī)柜，但是由于排出的熱量聚集在了機(jī)組內(nèi)部，機(jī)組內(nèi)環(huán)境的溫度不斷升高，機(jī)柜所處的散熱環(huán)境也不斷惡劣，最終導(dǎo)致過(guò)溫。
在此種情況下，人們開(kāi)始重視起了機(jī)組內(nèi)環(huán)境的溫度控制。
專(zhuān)利《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng)及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組》中提出了利用機(jī)頭部位的動(dòng)靜結(jié)合處的縫隙進(jìn)風(fēng)，如葉根與輪轂罩結(jié)合處的縫隙。氣流從葉根處的縫隙進(jìn)入輪轂，經(jīng)底座沿塔筒而下，最后從塔底的塔筒壁上而出。在出風(fēng)口設(shè)置抽風(fēng)機(jī)，來(lái)提供空氣流動(dòng)的動(dòng)力。這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是可以利用比地面溫度更低的高空空氣來(lái)冷卻風(fēng)機(jī)內(nèi)部的發(fā)熱部件。這在風(fēng)機(jī)機(jī)組逐漸趨向于大型化，發(fā)熱功率不斷提高的當(dāng)下，尋找廉價(jià)的冷源來(lái)給機(jī)組的發(fā)熱部件進(jìn)行降溫成為越來(lái)越迫切的需求。高空冷空氣具有比近地面空氣更低的溫度，這使其在作為冷源方面具有較高的性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)。但隨之而來(lái)的缺點(diǎn)是，空氣在塔筒內(nèi)的流動(dòng)是逆著煙囪效應(yīng)的，塔筒內(nèi)的空氣流動(dòng)容易形成渦流，為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目的，需要增大塔底抽風(fēng)機(jī)的功率，以及在風(fēng)路上設(shè)置多個(gè)抽風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)中間接力。
另外，存在的另一個(gè)問(wèn)題是，從葉根與輪轂之間的縫隙進(jìn)入的空氣難以過(guò)濾，在具有沙塵暴的地區(qū)，或者高鹽霧的海上應(yīng)用環(huán)境情況下，機(jī)組內(nèi)環(huán)境難以控制。由于這個(gè)方案沒(méi)有濕度控制功能，只能應(yīng)用于空氣干燥的地區(qū)。
為解決上述問(wèn)題，專(zhuān)利《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的內(nèi)部環(huán)境控制系統(tǒng)》改變了上面方案的空氣流動(dòng)方向，改為從塔底近地面處進(jìn)風(fēng)，沿塔筒而上，進(jìn)入機(jī)頭，然后從葉根與輪轂之間的縫隙流出。塔底側(cè)壁面上的抽風(fēng)機(jī)改為送風(fēng)機(jī)。這樣把送風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的熱量也一并帶入了機(jī)組內(nèi)，原本近地面的空氣溫度就比高空空氣溫度高，還需要另外加入送風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的熱量，這無(wú)疑是雪上加霜。為了彌補(bǔ)冷源不夠冷的缺憾，這套方案在機(jī)組內(nèi)設(shè)置了中央空調(diào)作為補(bǔ)充。這無(wú)疑加大了冷源的獲取成本。雖然中央空調(diào)的加入，使這套方案具備了給機(jī)組內(nèi)環(huán)境除濕的能力，但空調(diào)除濕能力相對(duì)于進(jìn)氣量而言，依然是杯水車(chē)薪。這種方案依舊限制了它的應(yīng)用范圍，決定了其不適應(yīng)高度潮濕地區(qū)。較高的冷源獲取成本也決定了其運(yùn)行費(fèi)用較高。
