整机散热

起初在风电行业发展的初期，散热问题是不需要过分考虑的。另外，当时的变流柜、箱变以及等设备往往是风机旁边的地面上的。随着风力发电行业的发展，随着降成本的考虑以及降低工程造价，开始将原本放置于塔筒外面的设备都开始慢慢移到塔筒内。在机组容量尚小时，机组内部的变流柜和电控柜使用自然风冷，或者强迫风冷，热量直接排到机组内部，没有整机的散热系统。如塔底的变流柜和电控柜直接将热空气排放到塔筒内。但是在这样的情况下，还是会有自然的烟囱效应可以起到促使风机内部的空气流动的作用。

随着风电机组单机容量的继续增大，机组内的发热部件的发热量不断增大，虽然人们对机组内部各个部件的散热给予了更多的关注，加强了散热设计，但是由于热量虽然排出了机柜，但是由于排出的热量聚集在了机组内部，机组内环境的温度不断升高，机柜所处的散热环境也不断恶劣，最终导致过温。

在此种情况下，人们开始重视起了机组内环境的温度控制。

专利《风力发电机组的冷却系统及风力发电机组》中提出了利用机头部位的动静结合处的缝隙进风，如叶根与轮毂罩结合处的缝隙。气流从叶根处的缝隙进入轮毂，经底座沿塔筒而下，最后从塔底的塔筒壁上而出。在出风口设置抽风机，来提供空气流动的动力。这个方案的优点是可以利用比地面温度更低的高空空气来冷却风机内部的发热部件。这在风机机组逐渐趋向于大型化，发热功率不断提高的当下，寻找廉价的冷源来给机组的发热部件进行降温成为越来越迫切的需求。高空冷空气具有比近地面空气更低的温度，这使其在作为冷源方面具有较高的性价比优势。但随之而来的缺点是，空气在塔筒内的流动是逆着烟囱效应的，塔筒内的空气流动容易形成涡流，为实现设计目的，需要增大塔底抽风机的功率，以及在风路上设置多个抽风机，实现中间接力。

另外，存在的另一个问题是，从叶根与轮毂之间的缝隙进入的空气难以过滤，在具有沙尘暴的地区，或者高盐雾的海上应用环境情况下，机组内环境难以控制。由于这个方案没有湿度控制功能，只能应用于空气干燥的地区。

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为解决上述问题，专利《风力发电机组的内部环境控制系统》改变了上面方案的空气流动方向，改为从塔底近地面处进风，沿塔筒而上，进入机头，然后从叶根与轮毂之间的缝隙流出。塔底侧壁面上的抽风机改为送风机。这样把送风机产生的热量也一并带入了机组内，原本近地面的空气温度就比高空空气温度高，还需要另外加入送风机产生的热量，这无疑是雪上加霜。为了弥补冷源不够冷的缺憾，这套方案在机组内设置了中央空调作为补充。这无疑加大了冷源的获取成本。虽然中央空调的加入，使这套方案具备了给机组内环境除湿的能力，但空调除湿能力相对于进气量而言，依然是杯水车薪。这种方案依旧限制了它的应用范围，决定了其不适应高度潮湿地区。较高的冷源获取成本也决定了其运行费用较高。

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