塔筒散热系统及其温度控制方法

摘要

本发明提供了一种风力发电机组的塔筒散热系统及其温度控制方法、塔筒和风力发电机组，包括：设置于塔筒内底部的热量产生及输送系统、分设于多级子塔筒内的多级加热系统、控制系统、监测外界温度的第一温度传感器、监测热量产生及输送系统的热源温度的第二温度传感器；控制系统用于根据外界温度和/或热源温度，对该散热系统进行控制，从而实现塔筒关键部位的温度的控制，降低由于环境因素造成的对塔筒及连接螺栓材质性能的需求。

权利要求

1.一种风力发电机组的塔筒散热系统，其特征在于，包括：设置于塔筒内底部的热量产生及输送系统(10)、分别设于多级子塔筒内的多级加热系统、控制系统(201)、用于监测外界温度的第一温度传感器(202)、用于监测所述热量产生及输送系统(10)的热源温度的第二温度传感器(103)；

各级加热系统之间的液路相连，相邻两级加热系统的入液口之间通过电动阀相连；所述热量产生及输送系统(10)的出液口通过换热三通阀(106)与每级加热系统的入液口相连；

所述控制系统(201)，用于根据所述外界温度和/或所述热源温度，控制所述热量产生及输送系统(10)与各级加热系统的通断；以及用于根据所述外界温度和/或所述热源温度，控制每一级加热系统开启加热工作模式，或开启与所述热量产生及输送系统(10)进行热交换工作模式，或停止工作。

2.根据权利要求1所述的塔筒散热系统，其特征在于，当外界温度小于第一设定温度，且所述热源温度大于第二设定温度时：所述控制系统(201)，用于控制所述换热三通阀(106)打开，以及依次控制各电动阀的打开和关闭，直到所述热源温度小于第二设定温度，使得所述热量产生及输送系统(10)与至少一级加热系统相连通；以及用于控制与所述热量产生及输送系统(10)液路相连通的加热系统开启与所述热量产生及输送系统(10)进行热交换工作模式，并控制与所述热量产生及输送系统(10)液路中断的所有加热系统独立开启加热工作模式。

3.根据权利要求2所述的塔筒散热系统，其特征在于，当外界温度小于第一设定温度，且所述热源温度小于第二设定温度时：所述控制系统(201)，还用于控制每一级所述加热系统独立开启加热工作模式。

4.根据权利要求1-3任一项所述的塔筒散热系统，其特征在于，每一级所述加热系统设置于相邻两级子塔筒的连接处，包括：水箱、散热片、回水三通阀；

所述水箱内设置有：循环泵、加热器和第三温度传感器；

所述水箱的第一入口与所述换热三通阀(106)的第一出口液路相连，第二入口与所述回水三通阀的第一出口液路相连，出口与所述散热片的入口液路相连；

所述回水三通阀的入口与所述散热片的出口液路相连，所述回水三通阀的第二出口与所述热量产生及输送系统(10)的冷却系统液路相连。

5.根据权利要求4所述的塔筒散热系统，其特征在于，还包括增压泵(112)，所述增压泵(112)的入口与上一级加热系统连接的所述电动阀的出口液路相连，出口与下一级所述加热系统包括的所述水箱的入口液路相连。

6.根据权利要求5所述的塔筒散热系统，其特征在于，所述循环泵、所述加热器、所述回水三通阀、所述增压泵(112)均与所述控制系统(201)电连接；

当第一级加热系统与所述热量产生及输送系统(10)液路连通时：

针对该第一级加热系统，所述控制系统(201)具体用于，控制所述换热三通阀(106)的第一出口和所述回水三通阀的第二出口开启，以及控制所述循环泵和所述加热器停止工作；

当从第二级开始的至少一级所述加热系统与所述热量产生及输送系统(10)液路连通时：针对与所述热量产生及输送系统(10)液路连通的所述加热系统，所述控制系统(201)具体用于，控制所述换热三通阀(106)的第一出口、各所述回水三通阀的第二出口、各所述电动阀、各所述增压泵(112)开启，以及控制各所述循环泵和各所述加热器停止工作。

7.根据权利要求6所述的塔筒散热系统，其特征在于，针对与所述热量产生及输送系统(10)液路连通的所述加热系统，所述控制系统(201)具体还用于，获取每一所述第三温度传感器的温度值，当该温度值小于第三设定温度时，控制与该第三温度传感器对应的水箱与所述热量产生及输送系统(10)液路中断，并控制该水箱内的所述循环泵和所述加热器开始工作，以及控制与该水箱液路连通的所述回水三通阀的第一出口开启。

8.根据权利要求7所述的塔筒散热系统，其特征在于，当所述加热系统与所述热量产生及输送系统(10)液路中断时：所述控制系统(201)具体还用于，控制各所述循环泵、各所述加热器、各所述回水三通阀的第一出口开启。

9.根据权利要求8所述的塔筒散热系统，其特征在于，还包括设置在靠近地面的所述子塔筒外的散热系统(11)，所述散热系统(11)的入口与所述换热三通阀(106)的第二出口液路相连，出口与所述热量产生及输送系统(10)的冷却系统液路相连；

当外界温度大于第一设定温度时；或当所述热量产生及输送系统(10)与每一级加热系统均导通后，所述热源温度仍大于第二设定温度时：所述控制系统(201)还用于，控制所述换热三通阀(106)的第二出口开启，以及控制所述散热系统(11)开启。

10.根据权利要求9所述的塔筒散热系统，其特征在于，还包括交流接触器，所述循环泵、所述加热器和所述增压泵(112)均通过所述交流接触器与所述控制系统(201)电连接。

11.一种风力发电机组的塔筒，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的风力发电机组的塔筒散热系统。

12.一种风力发电机组，其特征在于，包括权利要求11所述的风力发电机组的塔筒。

13.一种如权利要求1-10任一项所述的风力发电机组的塔筒散热系统的温度控制方法，其特征在于，包括：获取所述第一温度传感器(202)监测到的外界温度，以及获取所述第二温度传感器(103)监测到的热源温度值；

根据所述外界温度和/或所述热源温度，控制所述热量产生及输送系统(10)与各级加热系统的通断；以及根据所述外界温度和/或所述热源温度，控制每一级加热系统开启加热工作模式，或开启与所述热量产生及输送系统(10)进行热交换工作模式，或停止工作。

14.根据权利要求13所述的温度控制方法，其特征在于，当外界温度小于第一设定温度，且所述热源温度大于第二设定温度时，该方法还包括：控制所述换热三通阀(106)打开，以及依次控制各电动阀的打开和关闭，直到所述热源温度小于第二设定温度；以及控制与所述热量产生及输送系统液路导通的加热系统开启与所述热量产生及输送系统进行热交换工作模式，并控制与所述热量产生及输送系统液路中断的所有加热系统独立开启加热工作模式。

15.根据权利要求14所述的温度控制方法，其特征在于，当外界温度小于第一设定温度，且所述热源温度小于第二设定温度时，该方法还包括：控制每一级所述加热系统独立开启加热工作模式。

16.根据权利要求15所述的温度控制方法，其特征在于，当外界温度大于第一设定温度时；或当所述热量产生及输送系统与每一级加热系统均导通后，所述热源温度仍大于第二设定温度时，该方法还包括：控制所述换热三通阀(106)的第二出口开启，并控制散热系统(11)开启。

说明书

塔筒散热系统及其温度控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种塔筒散热系统及其温度控制方法、塔筒和风力发电机组。

背景技术

[0002] 风力发电机组多被安装在条件较为艰苦的偏僻地区，这使得风力发电机组的稳定运行变得尤为重要；即使是很小的问题均能造成风力发电机组的不稳定运行的状态，均需要投入大量的人力物力来进行工作，以消除问题对风力发电机组的影响。

[0003] 风力发电机组的塔筒分为多段，如图1所示，现有技术仅以塔筒分为三段为例进行介绍，分别是第一级子塔筒2、第二级子塔筒3和第三级子塔筒4，图中标号1指位于第一级子塔筒2内部的变流器，标号5为进入第一级子塔筒2的平台及护栏，在风力发电机组的吊装前，首先要打基础，在做基础时会预埋螺栓，第一级子塔筒2被固定在预埋的螺栓上；第一级子塔筒2与第二级子塔筒3的连接、第二级子塔筒3和第三级子塔筒4的连接均使用螺栓进行连接。

[0004] 随着风电场的逐步开发，自然环境条件较好地区的建设基本饱和，未来将在相对比较恶劣的区域进行风电场的开发，这就对风力发电机组内各个部件的性能提出了更高的要求。

[0005] 现有技术以风力发电机组的塔筒为例，随着所开发的风电场所处位置最低温度的下降，塔筒的材质以及螺栓的材质要求逐步提高，但材质性能的提升会带来：技术的壁垒、成本的提升。

发明内容

[0006] 有鉴于此，本发明的目的旨在提供一种塔筒散热系统及其温度控制方法、塔筒和风力发电机组，实现对塔筒关键部位的温度的控制，并且降低由于环境因素造成的对塔筒及连接螺栓材质性能的需求。

[0007] 为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

[0008] 一种风力发电机组的塔筒散热系统，包括：设置于塔筒内底部的热量产生及输送系统、分设于多级子塔筒内的多级加热系统、控制系统、用于监测外界温度的第一温度传感器、用于监测所述热量产生及输送系统的热源温度的第二温度传感器；

[0009] 各级加热系统之间的液路相连，相邻两级加热系统的入液口之间通过电动阀相连；所述热量产生及输送系统的出液口通过换热三通阀与每级加热系统的入液口相连；

[0010] 所述控制系统，用于根据所述外界温度和/或所述热源温度，控制所述热量产生及输送系统与各级加热系统的通断；以及

[0011] 用于根据所述外界温度和/或所述热源温度，控制每一级加热系统开启加热工作模式，或开启与所述热量产生及输送系统进行热交换工作模式，或停止工作。

[0012] 优选地，当外界温度小于第一设定温度，且所述热源温度大于第二设定温度时：

[0013] 所述控制系统，用于控制所述换热三通阀打开，以及依次控制各电动阀的打开和关闭，直到所述热源温度小于第二设定温度，使得所述热量产生及输送系统与至少一级加热系统相连通；以及

[0014] 用于控制与所述热量产生及输送系统液路相连通的加热系统开启与所述热量产生及输送系统进行热交换工作模式，并控制与所述热量产生及输送系统液路中断的所有加热系统独立开启加热工作模式。

[0015] 优选地，当外界温度小于第一设定温度，且所述热源温度小于第二设定温度时：

[0016] 所述控制系统，还用于控制每一级所述加热系统独立开启加热工作模式。

[0017] 优选地，每一级所述加热系统设置于相邻两级子塔筒的连接处，包括：水箱、散热片、回水三通阀；

[0018] 所述水箱内设置有：循环泵、加热器和第三温度传感器；

[0019] 所述水箱的第一入口与所述换热三通阀的第一出口液路相连，第二入口与所述回水三通阀的第一出口液路相连，出口与所述散热片的入口液路相连；

[0020] 所述回水三通阀的入口与所述散热片的出口液路相连，所述回水三通阀的第二出口与所述热量产生及输送系统的冷却系统液路相连。

[0021] 优选地，塔筒散热系统还包括增压泵，所述增压泵的入口与上一级加热系统连接的所述电动阀的出口液路相连，出口与下一级所述加热系统包括的所述水箱的入口液路相连。

[0022] 优选地，所述循环泵、所述加热器、所述回水三通阀、所述增压泵均与所述控制系统电连接；

[0023] 当第一级加热系统与所述热量产生及输送系统液路连通时：

[0024] 针对该第一级加热系统，所述控制系统具体用于，控制所述换热三通阀的第一出口和所述回水三通阀的第二出口开启，以及控制所述循环泵和所述加热器停止工作；

[0025] 当从第二级开始的至少一级所述加热系统与所述热量产生及输送系统液路连通时：

[0026] 针对与所述热量产生及输送系统液路连通的所述加热系统，所述控制系统具体用于，控制所述换热三通阀的第一出口、各所述回水三通阀的第二出口、各所述电动阀、各所述增压泵开启，以及控制各所述循环泵和各所述加热器停止工作。

[0027] 优选地，针对与所述热量产生及输送系统液路连通的所述加热系统，所述控制系统具体还用于，获取每一所述第三温度传感器的温度值，当该温度值小于第三设定温度时，控制与该第三温度传感器对应的水箱与所述热量产生及输送系统液路中断，并控制该水箱内的所述循环泵和所述加热器开始工作，以及控制与该水箱液路连通的所述回水三通阀的第一出口开启。

[0028] 优选地，当所述加热系统与所述热量产生及输送系统液路中断时：

[0029] 所述控制系统具体还用于，控制各所述循环泵、各所述加热器、各所述回水三通阀的第一出口开启。

[0030] 优选地，塔筒散热系统还包括设置在靠近地面的所述子塔筒外的散热系统，所述散热系统的入口与所述换热三通阀的第二出口液路相连，出口与所述热量产生及输送系统的冷却系统液路相连；

[0031] 当外界温度大于第一设定温度时；或当所述热量产生及输送系统与每一级加热系统均导通后，所述热源温度仍大于第二设定温度时：

[0032] 所述控制系统还用于，控制所述换热三通阀的第二出口开启，以及控制所述散热系统开启。

[0033] 优选地，塔筒散热系统还包括交流接触器，所述循环泵、所述加热器和所述增压泵均通过所述交流接触器与所述控制系统电连接。

[0034] 一种风力发电机组的塔筒，包括上述的风力发电机组的塔筒散热系统。

[0035] 一种风力发电机组，包括上述的风力发电机组的塔筒。

[0036] 一种上述的风力发电机组的塔筒散热系统的温度控制方法，包括：

[0037] 获取所述第一温度传感器监测到的外界温度，以及获取所述第二温度传感器监测到的热源温度值；

[0038] 根据所述外界温度和/或所述热源温度，控制所述热量产生及输送系统与各级加热系统的通断；以及根据所述外界温度和/或所述热源温度，控制每一级加热系统开启加热工作模式，或开启与所述热量产生及输送系统进行热交换工作模式，或停止工作。

[0039] 优选地，当外界温度小于第一设定温度，且所述热源温度大于第二设定温度时，该方法还包括：

[0040] 控制所述换热三通阀打开，以及依次控制各电动阀的打开和关闭，直到所述热源温度小于第二设定温度；以及控制与所述热量产生及输送系统液路导通的加热系统开启与所述热量产生及输送系统进行热交换工作模式，并控制与所述热量产生及输送系统液路中断的所有加热系统独立开启加热工作模式。

[0041] 优选地，当外界温度小于第一设定温度，且所述热源温度小于第二设定温度时，该方法还包括：

[0042] 控制每一级所述加热系统独立开启加热工作模式。

[0043] 优选地，当外界温度大于第一设定温度时；或当所述热量产生及输送系统与每一级加热系统均导通后，所述热源温度仍大于第二设定温度时，该方法还包括：

[0044] 控制所述换热三通阀的第二出口开启，并控制散热系统开启。

[0045] 相比于现有技术，本发明的方案具有以下有益效果：

[0046] 本发明实施例提供的风力发电机组的塔筒散热系统，包括：设置于塔筒内底部的热量产生及输送系统、分设于多级子塔筒内的多级加热系统、控制系统、用于监测外界温度的第一温度传感器、用于监测所述热量产生及输送系统的热源温度的第二温度传感器；各级加热系统之间的液路相连，相邻两级加热系统的入液口之间通过电动阀相连；热量产生及输送系统的出液口通过换热三通阀与每级加热系统的入液口相连；控制系统，用于根据外界温度和/或热源温度，控制热量产生及输送系统与各级加热系统的通断；以及根据外界温度和/或热源温度，控制每一级加热系统开启加热工作模式，或开启与热量产生及输送系统进行热交换工作模式，或停止工作。当外界温度和热源温度均较低时，控制系统可以控制每一级加热系统开启加热工作模式，来加热塔筒内关键部位的环境；当外界温度较低，且热源温度较高时，控制系统可以控制每一级加热系统开启与热量产生及输送系统进行热交换工作模式，这样能够利用热量产生及输送系统的热源产生的热量来加热塔筒内关键部位的环境；当外界温度较高时，控制系统可以控制每一级加热系统停止工作；因此，与现有技术相比，本发明实施例能够实现塔筒关键部位的温度的控制，降低由于环境因素造成的对塔筒及连接螺栓材质性能的需求。

[0047] 并且，本发明实施例当外界温度小于第一设定温度，且热源温度小于第二设定温度时：控制系统，还用于控制每一级加热系统独立开启加热工作模式；这样，能够加热塔筒内关键部位的环境，降低由于环境因素造成的对塔筒及连接螺栓材质性能的需求。

[0048] 此外，由于本发明实施例提供的塔筒散热系统还包括增压泵，增压泵的入口与上一级加热系统连接的电动阀的出口液路相连，出口与下一级加热系统包括的水箱的入口液路相连；这样就能够将位于低处的液体较方便的运到高处。

[0049] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

[0050] 本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

[0051] 图1是现有风力发电机组的塔筒的结构示意图；

[0052] 图2是本发明实施例提供的一种风力发电机组的塔筒散热系统的结构示意图；

[0053] 图3是本发明实施例提供的一种塔筒散热系统的具体结构示意图；

[0054] 图4是本发明实施例提供的另一塔筒散热系统的具体结构示意图；

[0055] 图5a和图5b是本发明实施例提供的不同级子塔筒的截面结构示意图；

[0056] 图6a和图6b是本发明实施例提供的不同级子塔筒的立体结构示意图；

[0057] 图7是本发明实施例提供的塔筒散热系统的常态循环图；

[0058] 图8是本发明实施例提供的塔筒散热系统的开启塔筒内加热系统后的循环图；

[0059] 图9是本发明实施例提供的塔筒散热系统的开启塔筒内加热系统后的另一循环图；

[0060] 图10是本发明实施例提供的塔筒散热系统的开启塔筒内加热系统后的又一循环图；

[0061] 图11是本发明实施例提供的塔筒散热系统的开启塔筒内加热系统后的再一循环图；

[0062] 图12是本发明实施例提供的一种风力发电机组的塔筒散热系统的温度控制方法流程图。

[0063] 下面说明本发明实施例各附图标记表示的含义：

[0064] 1-变流器；2-第一级子塔筒；3-第二级子塔筒；4-第三级子塔筒；5-进入第一级子塔筒的平台及护栏；

[0065] 10-热量产生及输送系统；103-第二温度传感器；106-换热三通阀；202-第一温度传感器；201-控制系统；113-第一电动阀；114-第二电动阀；10a-第一级加热系统；10b-第二级加热系统；10c-第三级加热系统；

[0066] 101-水冷泵；102-内循环加热器；104-散热板；105-散热三通阀；112-增压泵；

[0067] 107-第一级加热系统的水箱；108-第一级加热系统的循环泵；109-第一级加热系统的第三温度传感器；110-第一级加热系统的加热器；111-第一级加热系统的回水三通阀；10.1-第一级加热系统的散热片；

[0068] 107-1-第二级加热系统的水箱；108-1-第二级加热系统的循环泵；109-1-第二级加热系统的第三温度传感器；110-1-第二级加热系统的加热器；111-1-第二级加热系统的回水三通阀；10.2-第二级加热系统的散热片；

[0069] 107-2-第三级加热系统的水箱；108-2-第三级加热系统的循环泵；109-2-第三级加热系统的第三温度传感器；110-2-第三级加热系统的加热器；111-2-第三级加热系统的回水三通阀；10.3-第三级加热系统的散热片；

[0070] 11-设置在靠近地面的子塔筒外的散热系统；11.1-子塔筒外的散热系统中的第一散热片；11.2-第二散热片；11.3-第三散热片；12.1-子塔筒外的散热系统中的第一散热风扇；12.2-第二散热风扇；12.3-第三散热风扇；

[0071] 203、204、205.1、205.2、205.3、206、207、208、206-1、207-1、206-2和207-2-(都表示)交流接触器。

具体实施方式

[0072] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

[0073] 本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

[0074] 本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

[0075] 下面结合附图介绍本发明实施例的技术方案。

[0076] 本发明的发明人，鉴于现有技术存在的不足，提供一种风力发电机组的塔筒散热系统。

[0077] 如图2所示，图2是本发明提供的一种风力发电机组的塔筒散热系统的结构示意图，该塔筒散热系统包括：设置于塔筒内底部的热量产生及输送系统10、分设于多级子塔筒内的多级加热系统(如：第一级加热系统10a，第二级加热系统10b，第三级加热系统10c)、控制系统201、用于监测外界温度的第一温度传感器202、用于监测热量产生及输送系统10的热源温度的第二温度传感器103。

[0078] 各级加热系统之间的液路相连，相邻两级加热系统的入液口之间通过电动阀(如：第一电动阀113，第二电动阀114)相连；热量产生及输送系统10的出液口通过换热三通阀
106与每级加热系统的入液口相连。

[0079] 控制系统201，用于根据外界温度和/或热源温度，控制热量产生及输送系统10与各级加热系统的通断；以及，用于根据外界温度和/或热源温度，控制每一级加热系统开启加热工作模式，或开启与热量产生及输送系统10进行热交换工作模式，或停止工作。

[0080] 由于本发明提供的风力发电机组的塔筒散热系统包括：热量产生及输送系统10、多级加热系统、控制系统201、第一温度传感器202、第二温度传感器103和电动阀；当外界温度和热源温度均较低时，控制系统201可以控制每一级加热系统开启加热工作模式，来加热塔筒内关键部位的环境；当外界温度较低，且热源温度较高时，控制系统201可以控制每一级加热系统开启与热量产生及输送系统10进行热交换工作模式，这样能够利用热量产生及输送系统10的热源产生的热量来加热塔筒内关键部位的环境；当外界温度较高时，控制系统201可以控制每一级加热系统停止工作；因此，与现有技术相比，本发明能够实现塔筒关键部位的温度的控制，降低由于环境因素造成的对塔筒及连接螺栓材质性能的需求。

[0081] 较佳地，如图2所示，当外界温度小于第一设定温度，且热源温度大于第二设定温度时：控制系统201，用于控制换热三通阀106打开，以及依次控制各电动阀(如：第一电动阀113，第二电动阀114)的打开和关闭，直到热源温度小于第二设定温度，使得热量产生及输送系统10与至少一级加热系统相连通(如：可以仅与第一级加热系统10a相连通，也可以同时与第一级加热系统10a和第二级加热系统10b相连通，还可以同时与第一级加热系统10a、第二级加热系统10b和第三级加热系统10c相连通)；以及用于控制与热量产生及输送系统
10液路相连通的加热系统开启与热量产生及输送系统10进行热交换工作模式，并控制与热量产生及输送系统10液路中断的所有加热系统独立开启加热工作模式。

[0082] 较佳地，如图2所示，当外界温度小于第一设定温度，且热源温度小于第二设定温度时：控制系统201，还用于控制每一级加热系统独立开启加热工作模式；这样，能够加热塔筒内关键部位的环境，降低由于环境因素造成的对塔筒及连接螺栓材质性能的需求。

[0083] 较佳地，如图3所示，热量产生及输送系统10包括：水冷泵101、内循环加热器102、散热板104和散热三通阀105；水冷泵101为进入散热板104的液体循环提供增压(或驱动)，使得流过散热板104的冷却液具备有需求的流量及压力；第二温度传感器103实时监测进入到散热板104内液体的温度，当温度较低时，启动内循环加热器102进行加热，当温度较高时，启动散热三通阀105。

[0084] 优选地，散热板104为变流器的散热板，即使是在冬季严寒时节，当风力发电机组处于满发状态时，变流器的散热系统依旧在满功率运行，因此，当本发明具体实施例中的散热板104为变流器的散热板时，能够利用变流器发出的废气的热量来加热塔筒内关键部位的环境，这样，充分利用了风力发电机组内部资源，避免内部资源的浪费。

[0085] 较佳地，如图3所示，每一级加热系统设置于相邻两级子塔筒的连接处，每一级加热系统包括：水箱、散热片、回水三通阀；每一级加热系统中的水箱内设置有：循环泵、加热器和第三温度传感器；该水箱的第一入口与换热三通阀106的第一出口液路相连，第二入口与回水三通阀的第一出口液路相连，出口与散热片的入口液路相连；回水三通阀的入口与散热片的出口液路相连，第二出口与热量产生及输送系统10的冷却系统液路相连。本发明具体实施例中的加热系统能够为塔筒连接部件的塔筒及塔筒连接部位、连接螺栓提供加热功能。

[0086] 具体地，如图3所示，针对第一级加热系统10a，包括：水箱107、散热片10.1、回水三通阀111；水箱107内设置有：循环泵108、加热器110和第三温度传感器109；水箱107的第一入口与换热三通阀106的第一出口液路相连，第二入口与回水三通阀111的第一出口液路相连，出口与散热片10.1的入口液路相连；回水三通阀111的入口与散热片10.1的出口液路相连，第二出口与热量产生及输送系统10的冷却系统(如水冷泵101)液路相连。

[0087] 水箱107储备一定量的水冷液，循环泵108为第一级加热系统10a提供循环动力，加热器110为第一级加热系统10a提供热量，第三温度传感器109实时检测水箱内部的温度，判断加热器110启动或关闭；当第一级加热系统10a作为水冷系统的散热系统使用时，回水三通阀111使得整个回水回到风力发电机组水冷系统中(如回到热量产生及输送系统10的冷却系统中)；当第一级加热系统10a未作为水冷系统的散热系统使用时，回水三通阀111回水回到水箱107内。

[0088] 具体地，如图3所示，针对第二级加热系统10b，包括：水箱107-1、散热片10.2、回水三通阀111-1；水箱107-1内设置有：循环泵108-1、加热器110-1和第三温度传感器109-1；水箱107-1的第一入口与换热三通阀106的第一出口液路相连，第二入口与回水三通阀111-1的第一出口液路相连，出口与散热片10.2的入口液路相连；回水三通阀111-1的入口与散热片10.2的出口液路相连，第二出口与热量产生及输送系统10的冷却系统(如水冷泵101)液路相连。

[0089] 水箱107-1储备一定量的水冷液，循环泵108-1为第二级加热系统10b提供循环动力，加热器110-1为第二级加热系统10b提供热量，第三温度传感器109-1实时检测水箱内部的温度，判断加热器110-1启动或关闭；当第二级加热系统10b作为水冷系统的散热系统使用时，回水三通阀111-1使得整个回水回到风力发电机组水冷系统中(如回到热量产生及输送系统10的冷却系统中)；当第二级加热系统10b未作为水冷系统的散热系统使用时，回水三通阀111-1回水回到水箱107-1内。

[0090] 具体地，如图3所示，针对第三级加热系统10c，包括：水箱107-2、散热片10.3、回水三通阀111-2；水箱107-2内设置有：循环泵108-2、加热器110-2和第三温度传感器109-2；水箱107-2的第一入口与换热三通阀106的第一出口液路相连，第二入口与回水三通阀111-2的第一出口液路相连，出口与散热片10.3的入口液路相连；回水三通阀111-2的入口与散热片10.3的出口液路相连，第二出口与热量产生及输送系统10的冷却系统(如水冷泵101)液路相连。

[0091] 水箱107-2储备一定量的水冷液，循环泵108-2为第三级加热系统10c提供循环动力，加热器110-2为第三级加热系统10c提供热量，第三温度传感器109-2实时检测水箱内部的温度，判断加热器110-2启动或关闭；当第三级加热系统10c作为水冷系统的散热系统使用时，回水三通阀111-2使得整个回水回到风力发电机组水冷系统中(如回到热量产生及输送系统10的冷却系统中)；当第三级加热系统10c未作为水冷系统的散热系统使用时，回水三通阀111-2回水回到水箱107-2内。

[0092] 较佳地，如图3所示，塔筒散热系统还包括增压泵112，增压泵112的入口与上一级加热系统连接的电动阀的出口液路相连，出口与下一级加热系统包括的水箱的入口液路相连；具体地，增压泵112的入口与第一电动阀113的出口液路相连，出口与第二级加热系统10b包括的水箱107-1的入口液路相连。

[0093] 具体地，如图3所示，由于塔筒高度较高，存在水压力不足的情况，当第一电动阀113开启后，增压泵112启动，这样就能够将位于低处的液体运到高处；当然，在实际设计时，还可以再增加设置一个增压泵，设置在第二电动阀114之前。

[0094] 较佳地，如图4所示，循环泵(包括第一级加热系统10a的循环泵108、第二级加热系统10b的循环泵108-1和第三级加热系统10c的循环泵108-2)、加热器(包括第一级加热系统10a的加热器110、第二级加热系统10b的加热器110-1和第三级加热系统10c的加热器110-
2)、回水三通阀(包括第一级加热系统10a的回水三通阀111、第二级加热系统10b的回水三通阀111-1和第三级加热系统10c的回水三通阀111-2)、增压泵112均与控制系统201电连接；控制系统201为风力发电机组的主PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)，检测各个温度传感器的温度并控制全部电气部件的动作，控制系统201亦可单独采用其它的PLC或者其它具备有控制能力的控制器。

[0095] 较佳地，如图4所示，当第一级加热系统10a与热量产生及输送系统10液路连通时：针对该第一级加热系统10a，控制系统201具体用于，控制换热三通阀106的第一出口和回水三通阀111的第二出口开启，以及控制循环泵108和加热器111停止工作；这时，热量产生及输送系统10将换热介质(如水)输送到第一级加热系统10a中进行热交换。

[0096] 如图4所示，当从第二级开始的至少一级加热系统(如：第二级加热系统10b和第三级加热系统10c)与热量产生及输送系统10液路连通时：针对与热量产生及输送系统10液路连通的加热系统，控制系统201具体用于，控制换热三通阀106的第一出口、各回水三通阀(如回水三通阀111-1和回水三通阀111-2)的第二出口、各电动阀(如第一电动阀113和第二电动阀114)、各增压泵112开启，以及控制各循环泵(如循环泵108-1和循环泵108-2)和各加热器(如加热器110-1和加热器110-2)停止工作；这时，热量产生及输送系统10将换热介质(如水)输送到与该热量产生及输送系统10液路连通的加热系统中进行热交换。

[0097] 较佳地，如图4所示，针对与热量产生及输送系统10液路连通的加热系统，控制系统201具体还用于，获取每一第三温度传感器的温度值，当该温度值小于第三设定温度时，控制与该第三温度传感器对应的水箱与热量产生及输送系统10液路中断，并控制该水箱内的循环泵和加热器开始工作，以及控制与该水箱液路连通的回水三通阀的第一出口开启。

[0098] 即，当热量产生及输送系统10将换热介质输送到与该热量产生及输送系统10液路连通的加热系统中进行热交换后，加热系统的温度仍较低时，这时可以关闭电动阀，终端加热系统与热量产生及输送系统10的液路，中断后，该加热系统包括的加热器开始进行加热工作，这样，能够很好的对塔筒内关键部位的环境加热。

[0099] 较佳地，如图4所示，当加热系统与热量产生及输送系统10液路中断时：控制系统201具体还用于，控制各循环泵(循环泵108、循环泵108-1和循环泵108-2)、各加热器(加热器110、加热器110-1和加热器110-2)、各回水三通阀(回水三通阀111、回水三通阀111-1和回水三通阀111-2)的第一出口开启；这时，每一级加热系统均能实现单独的加热功能，从而当外界温度较低时，能够很好的对塔筒内关键部位的环境进行加热，降低由于环境因素造成的对塔筒及连接螺栓材质性能的需求。

[0100] 较佳地，如图4所示，塔筒散热系统还包括设置在靠近地面的子塔筒外的散热系统11，散热系统11的入口与换热三通阀106的第二出口液路相连，出口与热量产生及输送系统
10的冷却系统(与热量产生及输送系统10的水冷泵101)液路相连；换热三通阀106控制整个水冷系统是使用外散热器(即散热系统11)进行散热，还是启动塔筒内部循环系统提供散热(即采用各级加热系统包括的散热片进行散热)。

[0101] 当外界温度大于第一设定温度时；或当热量产生及输送系统10与每一级加热系统均导通后，热源温度仍大于第二设定温度时：控制系统201还用于，控制换热三通阀106的第二出口开启，以及控制散热系统11开启，采用外散热器进行散热。

[0102] 具体地，如图5a、图5b、图6a和图6b所示，散热系统11包括：第一散热片11.1、第二散热片11.2、第三散热片11.3、第一散热风扇12.1、第二散热风扇12.2和第三散热风扇12.3；第一散热风扇12.1被固定在第一级子塔筒2上，并正对第一散热片11.1，第二散热风扇12.2被固定在第一级子塔筒2上，并正对第二散热片11.2，第三散热风扇12.3被固定在第一级子塔筒2上，并正对第三散热片11.3。

[0103] 具体地，如图5a、图5b、图6a和图6b所示，散热系统11被安装在贴近第一级子塔筒2的下端，距离地面或安装水平面一定高度的位置上，第二级子塔筒3和第三级子塔筒4外壁未安装散热系统11；当然，在实际设计时，第二级子塔筒3和第三级子塔筒4外壁也可以安装散热系统11，但由于第二级子塔筒3和第三级子塔筒4相对地面的高度较高，一般优选不安装散热系统11。

[0104] 较佳地，如图4所示，塔筒散热系统还包括交流接触器，循环泵、加热器和增压泵112均通过交流接触器与控制系统201电连接。

[0105] 具体地，如图4所示，部件203、部件204、部件205.1、部件205.2、部件205.3、部件206、部件207、部件208、部件206-1、部件207-1、部件206-2、部件207-2均为交流接触器(注：
均可为具备有通断控制能力的其他电气部件，例如伺服控制器、固态继电器、软启动器等等)，交流接触器控制水冷泵101、内循环加热器102、第一散热风扇12.1、第二散热风扇
12.2、第三散热风扇12.3、循环泵108、加热器110、增压泵112、循环泵108-1、加热器110-1、循环泵108-2和加热器110-2的启动或者关闭。

[0106] 下面结合附图详细介绍一下当外界温度、热源温度不同时，塔筒散热系统的具体工作过程。

[0107] 本发明具体实施例热量产生及输送系统的热源以变流器的散热板为例进行介绍。

[0108] 循环方式一：(常态循环)

[0109] 如图7所示，图7为本发明具体实施例提供的塔筒散热系统的常态循环图，当第一温度传感器202检测到外界温度大于第一设定温度(即外部环境温度未达到需要启动塔筒内部加热系统的温度)时，热量产生及输送系统按照图中箭头所示的水循环流向进行循环，此时控制系统201的控制逻辑与正常水冷系统的控制逻辑相同，这里不再赘述。

[0110] 如图7所示，控制系统201根据第二温度传感器103所检测到的温度来决定是否开启散热系统11，如果第二温度传感器103所检测到的温度超过了设定温度，则开启换热三通阀106的第二出口，开启散热系统11。

[0111] 循环方式二：(变流器不需要散热)

[0112] 如图8所示，图8为本发明具体实施例提供的塔筒散热系统的开启塔筒内加热系统后的循环图，当第一温度传感器202检测到外界温度小于第一设定温度，且第二温度传感器103所检测到的温度小于第二设定温度时，此时风力发电机组包括的变流器没有产生过多的热量，热量产生及输送系统按照图中箭头所示的水循环流向进行循环。

[0113] 如图8所示，由于外界温度小于第一设定温度，此时各级加热系统开始单独进行运转，每一级加热系统独立开启加热工作模式，每一级加热系统按照图中箭头所示的水循环流向进行循环；具体地，以第一级加热系统10a为例，控制系统201控制循环泵108开启，并根据第三温度传感器109检测到的温度，控制加热器110的开启或关闭，此时每一级加热系统内的冷却液均是独立循环运行的。

[0114] 循环方式三：(变流器需要散热，开启第一级加热系统作为散热系统)[0115] 如图9所示，图9为本发明具体实施例提供的塔筒散热系统的开启塔筒内加热系统后的另一循环图，当第一温度传感器202检测到外界温度小于第一设定温度，且第二温度传感器103所检测到的温度大于第二设定温度时，此时风力发电机组包括的变流器存在多余的热量，控制系统201控制换热三通阀106的第一出口打开，使得热量产生及输送系统10与第一级加热系统相连通，控制系统201控制第一级加热系统开启与热量产生及输送系统10进行热交换工作模式，第一级加热系统和热量产生及输送系统10按照图中箭头所示的水循环流向进行循环。

[0116] 如图9所示，控制系统201控制散热三通阀105、换热三通阀106、回水三通阀111三个三通阀同时开启，此时散热片10.1被用在机组水冷系统的散热器，同时，控制系统201控制加热器110停止加热工作。

[0117] 如图9所示，由于外界温度小于第一设定温度，此时，第二级加热系统和第三级加热系统在控制系统201的控制下，独立开启加热工作模式，每一级加热系统按照图中箭头所示的水循环流向进行循环。

[0118] 循环方式四：(变流器需要散热，开启第一、第二级加热系统作为散热系统)[0119] 如图10所示，图10为本发明具体实施例提供的塔筒散热系统的开启塔筒内加热系统后的又一循环图，当控制系统201控制第一级加热系统开启与热量产生及输送系统10进行热交换工作模式后，第二温度传感器103所检测到的温度仍大于第二设定温度，此时控制系统201控制第二级加热系统开启与热量产生及输送系统10进行热交换工作模式，第二级加热系统和热量产生及输送系统10按照图中箭头所示的水循环流向进行循环。

[0120] 如图10所示，在保持原有部件状态的情况下，控制系统201控制第一电动阀113、增压泵112和回水三通阀111-1同时开启，此时散热片10.1和散热片10.2均被用在机组水冷系统的散热器，同时，控制系统201控制110-1停止加热工作。

[0121] 如图10所示，由于外界温度小于第一设定温度，此时，第三级加热系统在控制系统201的控制下，独立开启加热工作模式，第三级加热系统按照图中箭头所示的水循环流向进行循环。

[0122] 另外，若第三温度传感器109-1检测到的温度值小于第三设定温度(即热量产生及输送系统10不能给第二级加热系统提供热交换需要的足够热量)时，控制系统201控制水箱107-1与热量产生及输送系统10液路中断，并控制加热器110-1开始工作。

[0123] 另外，当控制系统201控制第一级加热系统开启与热量产生及输送系统10进行热交换工作模式后，第二温度传感器103所检测到的温度仍大于第二设定温度，此时也可以不与第二级加热系统进行热交换，而通过散热系统11完成散热。

[0124] 循环方式五：(变流器需要散热，开启第一、第二、第三级加热系统作为散热系统)[0125] 如图11所示，图11为本发明具体实施例提供的塔筒散热系统的开启塔筒内加热系统后的再一循环图，当控制系统201控制第二级加热系统开启与热量产生及输送系统10进行热交换工作模式后，第二温度传感器103所检测到的温度仍大于第二设定温度，此时控制系统201控制第三级加热系统开启与热量产生及输送系统10进行热交换工作模式，第三级加热系统和热量产生及输送系统10按照图中箭头所示的水循环流向进行循环。

[0126] 如图11所示，在保持原有部件状态的情况下，控制系统201控制第二电动阀114和回水三通阀111-2同时开启，此时散热片10.1、散热片10.2和散热片10.3均被用在机组水冷系统的散热器，同时，控制系统201控制110-2停止加热工作。

[0127] 在特殊情况下，若三级加热系统均作为散热系统使用，冷却液的温度还是达不到所需要的温度时，此时需要采用设置在靠近地面的子塔筒外的散热系统11进行散热，此时需要将换热三通阀106变为可调节双向开度的三通阀，控制系统201控制换热三通阀106的第一出口和第二出口同时开启。

[0128] 也可以在第一级子塔筒2贴近地面的位置处设置换热器，使用换热器进行液体-液体换热。

[0129] 基于同一发明构思，本发明还提供了一种风力发电机组的塔筒，该塔筒包括本发明提供的上述风力发电机组的塔筒散热系统。本发明提供的风力发电机组的塔筒具有风力发电机组的塔筒散热系统的全部有益效果。

[0130] 基于同一发明构思，本发明还提供了一种风力发电机组，该风力发电机组包括本发明提供的上述风力发电机组的塔筒。

[0131] 基于同一发明构思，本发明还提供了一种上述风力发电机组的塔筒散热系统的温度控制方法，如图12所示，该方法包括：

[0132] S101、获取第一温度传感器202监测到的外界温度，以及获取第二温度传感器103监测到的热源温度值；

[0133] S102、根据外界温度和/或热源温度，控制热量产生及输送系统10与各级加热系统的通断；以及根据外界温度和/或热源温度，控制每一级加热系统开启加热工作模式，或开启与热量产生及输送系统10进行热交换工作模式，或停止工作。

[0134] 针对上述步骤S102，较佳地，当外界温度小于第一设定温度，且热源温度大于第二设定温度时，该方法包括：

[0135] 控制换热三通阀106打开，以及依次控制各电动阀的打开和关闭，直到热源温度小于第二设定温度；以及控制与热量产生及输送系统液路导通的加热系统开启与热量产生及输送系统进行热交换工作模式，并控制与热量产生及输送系统液路中断的所有加热系统独立开启加热工作模式。这种工作方式对应的循环图可参见图9、图10和图11所示。

[0136] 针对上述步骤S102，较佳地，当外界温度小于第一设定温度，且热源温度小于第二设定温度时，该方法还包括：控制每一级加热系统独立开启加热工作模式。这种工作方式对应的循环图可参见图8所示。

[0137] 针对上述步骤S102，较佳地，当外界温度大于第一设定温度时；或当热量产生及输送系统与每一级加热系统均导通后，热源温度仍大于第二设定温度时，该方法还包括：控制换热三通阀106的第二出口开启，并控制散热系统11开启，此时，热量产生及输送系统10对应的循环图可参见图7所示。

[0138] 综上所述，本发明提供的一种风力发电机组的塔筒散热系统，具有如下有益效果：

[0139] 当外界温度和热源温度均较低时，控制系统可以控制每一级加热系统开启加热工作模式，来加热塔筒内关键部位的环境；当外界温度较低，且热源温度较高时，控制系统可以控制每一级加热系统开启与热量产生及输送系统进行热交换工作模式，这样能够利用热量产生及输送系统的热源产生的热量来加热塔筒内关键部位的环境；当外界温度较高时，控制系统可以控制每一级加热系统停止工作；因此，与现有技术相比，本发明具体实施例能够实现塔筒关键部位的温度的控制，降低由于环境因素造成的对塔筒及连接螺栓材质性能的需求。

[0140] 以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。