专利名称：一种油水冷却装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种油水冷却装置及其控制方法，具体说是一种针对发热量大、使用安全性能要求高的设备设计的油水冷却装置及其冷却方法。
背景技术：
随着新技术的研究发展和工业化生产，设备的工作功率不断增大，有效散热已经成为保证设备安全运行和性能正常发挥的重要基础。其中，电力行业的高压及特高压直流输电、柔性输变电、风力发电、核电等技术领域，对冷却技术提出了非常高的要求。传统的冷却方式不外乎风冷、水冷或两者的结合，风冷大都采用强迫进风冷却，在冷却效率上不能满足大功率设备的散热要求，且需要较大的冷却空间，冷却设备体积大，占用空间大；水冷以及冷却液冷却虽然能满足大功率设备的散热要求，但在设备整体内的综合散热上仍具有很·大的局限性；风冷和水冷结合冷却，如专利号为201120085378. 8公开的一种汽车自动变速器冷却装置，采用风冷油冷器和水冷油冷器串联实现冷却，该种结合方式存在的不足之处在于无论风冷油冷器或水冷油冷器的哪一个处于整个冷却系统中的第二个冷却部分，它的有效冷却效率相对较低，利用率差，无形中提高了使用成本。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本发明提供了一种结构简单、紧凑，设计合理，设备利用率高，散热效率高，使用成本低，使用安全的油水冷却装置，该冷却装置的控制方法采用温度、压力控制实现冷却系统的稳定、安全换热冷却，满足发电机、减速机等各种恶劣使用环境下的安全运行要求。本发明采用的技术方案是一种油水冷却装置，其特征在于包括油水热交换器、风冷水换热器和电机水泵组，油水热交换器的一端连接电机水泵组，油水热交换器的另一端连接风冷水换热器，风冷水换热器连接电机水泵组，风冷水换热器和电机水泵组均与PLC控制系统连接。所述电机水泵组包括水泵电机和水泵，水泵的进、出口上均接有测试接头，水泵电机和测试接头连接PLC控制系统。所述风冷水换热器包括风扇电机和风扇，风扇电机连接PLC控制系统。所述油水热交换器的冷却液管路与电机水泵组之间设有过滤器。所述油水热交换器的冷却液管路与电机水泵组之间设有排水阀。所述电机水泵组的水泵进口上设有温度传感器。所述电机水泵组的水泵出口上连接安全管路，安全管路上设置测试接头。所述安全管路上依次设有自动排气阀、压力表、膨胀罐、安全阀、压力开关、注水阀和测试接头，测试接头连接电机水泵组的水泵出口。一种油水冷却装置的控制方法，包括以下步骤
(I)打开PLC控制系统，输入油水换热器的油管路侧设定温度to，设定风扇启动温度tl、停机温度t2，水泵内循环压力PO，设定最小压力值P1，最大压力溢流值P2 ；
(2)PLC控制系统时间清零，风扇电机、水泵电机不启动；
(3)当油水换热器的油管路内温度传感器检测到的油温tO< tl时风冷水换热器的风扇电机不启动，油水换热器的冷却液管路内的冷却液无须换热；
(4)当油水换热器的油管路内温度传感器检测到的油温tO彡tl时，PLC控制系统使风冷水换热器风扇电机、水泵电机启动，冷却液经风冷换热后由水泵抽返油水热交换器；
(5)风冷换热冷却后，油水换热器的油管路内温度传感器检测到的油温tO< t2时，PLC控制系统使风扇电机、水泵电机停止运行；
(6)第一、二测试接头上外接实时测试水泵内冷却液压力，当冷却液进入油水热交换器前的压力PO ( Pl时，压力开关的触点动作，向PLC控制系统发出报警信号，由膨胀罐或注 水阀向水泵内供冷却液，确保冷却液在水泵内压力PO不低于Pl ；
(7)当冷却液进入油水热交换器前的压力PO^ P2时，安全阀或排水阀开启溢流，确保冷却液在水泵内压力PO不大于P2。与现有技术相比，本发明具有以下优点油水热交换器油管路与冷却液管路间进行换热，吸热后的冷却液送入风冷水换热器，风扇电机带动风扇对冷却液进行风冷，风冷后的冷却液由水泵电机带动水泵泵回油水热交换器冷却液管路，完成冷却装置的冷却循环。在整个冷却循环过程中，温度传感器实时探测油水热交换器油管路内温度，与PLC控制系统设定温度范围tl-t2进行比较，从而控制装置内各电机的启停；当冷却循环内冷却液压力因意外发生变化时，由PLC控制系统控制自动排气阀排气、控制注水阀及时补充冷却液、控制排水阀排出多余冷却液，或冷却循环内冷却液压力因温度产生变化时，由膨胀阀满足系统压力内部调节，使冷却循环的压力保持在设定范围P1-P2之间，从而有效确保系统运行稳定、安全。本发明采用油水热交换器的冷却液管路外接风冷水换热器，对油水热交换器的冷却液进行冷却以提高综合冷却效率，配合带有安全管路的电机水泵组确保系统运行的压力稳定，实现整体冷却装置的高利用率、冷却效率、使用性能、安全性能和低使用成本。
图I为本发明结构示意 图2为本发明冷却装置控制方法的控制框图。图中油水热交换器1，冷却液管路2，油管路3，温度传感器4，风冷水换热器5，风扇电机6，风扇7，电机水泵组8，水泵电机9，水泵10，第一测试接头11，第二测试接头12，排水阀13，过滤器14，注水阀15，压力开关16，安全阀17，膨胀罐18，压力表19，自动排气阀20，PLC控制系统21。
具体实施例方式以下结合附图对本发明作进一步说明。图I所示，一种油水冷却装置包括油水热交换器I、风冷水换热器5、电机水泵组8、第一测试接头11、第二测试接头12、排水阀13、过滤器14、注水阀15、压力开关16、安全阀17、膨胀罐18、压力表19、自动排气阀20和PLC控制系统21。油水热交换器I包括冷却液管路2、油管路3和温度传感器4，风冷水换热器5包括风扇电机6和风扇7，电机水泵组8包括水泵电机9和水泵10，冷却液管路2出口经风冷水换热器5的风冷管路连接至水泵9进口，风扇电机6连接对应风冷管路的风扇7，水泵电机9连接水泵10，水泵10的出口依次经排水阀13、过滤器14连接至油水热交换器I的冷却液管路2进口，水泵10的出口上由内向外依次设有第二测试接头12、注水阀15、压力开关16、安全阀17、膨胀罐18、压力表19和自动排气阀20，水泵10的进口上设有第一测试接头11 ；
温度传感器4、风扇电机6、水泵电机9、第一测试接头 11、第二测试接头12、排水阀13、过滤器14、注水阀15、压力开关16、安全阀17、膨胀罐18、压力表19和自动排气阀20均连接PLC控制系统21。图2所示为本发明冷却装置控制方法的控制框图，一种油水冷却装置的控制方法，包括以下步骤
(1)打开PLC控制系统，输入油水换热器的油管路侧设定温度t0，设定风扇启动温度tl、停机温度t2，水泵内循环压力PO，设定最小压力值P1，最大压力溢流值P2;
(2)PLC控制系统时间清零，风扇电机、水泵电机不启动；
(3)当油水换热器的油管路内温度传感器检测到的油温tO< tl时风冷水换热器的风扇电机不启动，油水换热器的冷却液管路内的冷却液无须换热；
(4)当油水换热器的油管路内温度传感器检测到的油温tO彡tl时，PLC控制系统使风冷水换热器风扇电机、水泵电机启动，冷却液经风冷换热后由水泵抽返油水热交换器；
(5)风冷换热冷却后，油水换热器的油管路内温度传感器检测到的油温tO< t2时，PLC控制系统使风扇电机、水泵电机停止运行；
(6)第一、二测试接头上外接实时测试水泵内冷却液压力，当冷却液进入油水热交换器前的压力PO ( Pl时，压力开关的触点动作，向PLC控制系统发出报警信号，由膨胀罐或注水阀向水泵内供冷却液，确保冷却液在水泵内压力PO不低于Pl ；
(7)当冷却液进入油水热交换器前的压力PO^ P2时，安全阀或排水阀开启溢流，确保冷却液在水泵内压力PO不大于P2。
权利要求
1.一种油水冷却装置，其特征在于包括油水热交换器、风冷水换热器和电机水泵组，油水热交换器的一端连接电机水泵组，油水热交换器的另一端连接风冷水换热器，风冷水换热器连接电机水泵组，风冷水换热器和电机水泵组均与PLC控制系统连接。
2.根据权利要求I所述的一种油水冷却装置，其特征是所述电机水泵组包括水泵电机和水泵，水泵的进、出口上均接有测试接头，水泵电机和测试接头连接PLC控制系统。
3.根据权利要求I所述的一种油水冷却装置，其特征是所述风冷水换热器包括风扇电机和风扇，风扇电机连接PLC控制系统。
4.根据权利要求I所述的一种油水冷却装置，其特征是所述油水热交换器的冷却液管路与电机水泵组之间设有过滤器。
5.根据权利要求I所述的一种油水冷却装置，其特征是所述油水热交换器的冷却液管路与电机水泵组之间设有排水阀。
6.根据权利要求2所述的一种油水冷却装置，其特征是所述电机水泵组的水泵进口上设有温度传感器。
7.根据权利要求2所述的一种油水冷却装置，其特征是所述电机水泵组的水泵出口上连接安全管路，安全管路上设置测试接头。
8.根据权利要求7所述的一种油水冷却装置，其特征是所述安全管路上依次设有自动排气阀、压力表、膨胀罐、安全阀、压力开关、注水阀和测试接头，测试接头连接电机水泵组的水泵出口。
9.一种油水冷却装置的控制方法，其特征在于包括以下步骤 打开PLC控制系统，输入油水换热器的油管路侧设定温度tO，设定风扇启动温度tl、停机温度t2，水泵内循环压力PO，设定最小压力值P1，最大压力溢流值P2; PLC控制系统时间清零，风扇电机、水泵电机不启动； 当油水换热器的油管路内温度传感器检测到的油温tO < tl时风冷水换热器的风扇电机不启动，油水换热器的冷却液管路内的冷却液无须换热； 当油水换热器的油管路内温度传感器检测到的油温to ^ tl时，PLC控制系统使风冷水换热器风扇电机、水泵电机启动，冷却液经风冷换热后由水泵抽返油水热交换器； 风冷换热冷却后，油水换热器的油管路内温度传感器检测到的油温tO < t2时，PLC控制系统使风扇电机、水泵电机停止运行； 第一、二测试接头上外接实时测试水泵内冷却液压力，当冷却液进入油水热交换器前的压力PO ( Pl时，压力开关的触点动作，向PLC控制系统发出报警信号，由膨胀罐或注水阀向水泵内供冷却液，确保冷却液在水泵内压力PO不低于Pl ； 当冷却液进入油水热交换器前的压力PO ^ P2时，安全阀或排水阀开启溢流，确保冷却液在水泵内压力PO不大于P2。
全文摘要
本发明涉及一种油水冷却装置及其控制方法，油水冷却装置包括油水热交换器、风冷水换热器和电机水泵组，油水热交换器的一端连接电机水泵组，油水热交换器的另一端连接风冷水换热器，风冷水换热器连接电机水泵组，风冷水换热器和电机水泵组均与PLC控制系统连接。装置结构简单、紧凑，设计合理，设备利用率高，散热效率高，使用成本低，使用安全，控制方法采用温度、压力控制实现冷却系统的稳定、安全换热冷却，满足发电机、减速机等各种恶劣使用环境下的安全运行要求。
文档编号F25D9/00GK102914112SQ20121041520
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月26日 优先权日2012年10月26日
发明者秦伯进, 黄刚, 徐建 申请人:江苏兆胜空调有限公司