专利名称：泵站用水冷电机全循环式水冷却系统

专利号：ZL202023098926.9

专利类型：实用新型

授权日期：2021年10月8日

专利权人：湖南省建筑设计院有限公司（已更名为湖南省建筑设计院集团股份有限公司）

发明人：周健；陈圆；许丹阳；徐舜开；匡兆平；江娟；周正

（一）发明创新点

自来水厂中一般都设有泵站，水厂泵站的水泵运转依靠电机带动，而现代电机大多采用较高的电磁负荷，长时间运行必然会使其温度升高。电机的温升直接影响着电机的性能，高温会破坏电机绕组的绝缘，降低电机的输出功率，对于永磁电机，高温会严重影响永磁体的磁性，甚至造成不可逆退磁，而从影响电机的性能和使用寿命，为了提高电机运行的稳定性和可靠性，需对电机进行冷却降温。

根据冷却方式的不同，电机可分为风冷电机和水冷电机。风冷电机冷却系统结构简单，造价便宜，但有严重的噪声污染，且会导致室内空气温度升高；水冷电机噪声污染小，室内空气温度变化小，但冷却系统结构复杂，造价较高。

水冷电机即通过高位水箱或专用水泵供给的冷却水，保证冷却水的进水压力使冷却水在进水盘管中保持较好的流速，当冷却水流经电动机上部的冷却盘管后水温升高，将电动机散发的热量带走，热水流出后进入下水道或设立专用回收系统。

本专利技术在不新增额外设备的情况下实现了冷却水循环利用，主要创新点如下：

1、装置组成简单：无需高位水箱或专用水泵等设备即可实现冷却水的循环利用。

2、节省投资：降低了专用冷却水管长度，节省材料费；同时也节省了高位水箱或专用水泵等设备费用；有效节省泵房占地面积，节省了泵房占地费用。

3、构造简单，便于日常运行维护，可实现实时监测，远程调控冷却水量的各个参数。

（二）应用领域和范围

该技术可广泛应用于城镇水厂泵站中，节省水泵冷却水系统投资，降低冷却水系统运行费用，节能降耗。

（三）实施效果

本专利技术利用水泵本身所必有的进水管与出水管的压力差来实现泵站中水冷电机的全封闭自循环冷却系统，降低冷却系统安装、运行费用，不需要额外提供冷却水源，不向外排放冷却水量，具有无噪声、节水、节能、节省投资、节省泵站有效面积等优点，在水厂泵站中具有广阔的应用前景。

（四）产业化及市场应用情况

本专利技术在不新增额外设备的情况下实现了冷却水循环利用，有利于降低水厂泵站的维护运行费用，减少了冷却水的排放，响应低碳要求。因此本专利技术在城镇水厂泵站中有广泛的应用前景。

目前，本专利技术已在郴州市东江给水工程、长沙市南湖水厂、洋湖水厂、猴子石水厂、银盆岭水厂、新河水厂、秀峰水厂、暮云水厂等水厂中得到推广应用。湖南省建筑设计院集团股份有限公司将本专利技术作为单位的重点推广的专利技术，并将在今后的水厂泵站设计工作中应用。

（五）技术优势

技术原理：全封闭自循环冷却系统装置利用泵站中水泵⑥进出水管的压力差从水泵出水管⑧上接出压力水进入水冷电机⑦的冷却水进水管①，再依次通过控制压力水流量、压力止回阀②、闸阀③、减压阀④，进入水冷电机⑦的冷却盘管，冷却水在冷却盘管中吸收热量后温度升高后从冷却水出水管⑤接入水泵进水管⑨，冷却水再通过水泵⑥提升，实现循环利用。

由于水泵⑥的水量很大，冷却水量温度的升高并不影响泵站中总体水量的温度，同时在冷水管进水管中还可辅以压力表、温度计、水表等附件，用于观测流量、压力和水温。加装电磁阀还可完成远控和遥控，理想地实现了水冷电机⑦的全封闭循环冷却。

技术优势：本专利技术在不新增额外设备的情况下实现了冷却水循环利用，主要创新点如下：

①装置组成简单：无需高位水箱或专用水泵等设备即可实现冷却水的循环利用。

②节省投资：降低了专用冷却水管长度，节省材料费；同时也节省了高位水箱或专用水泵等设备费用；有效节省泵房占地面积，节省了泵房占地费用。

③构造简单，便于日常运行维护，可实现实时监测，远程调控冷却水量的各个参数。

（六）专利运用及保护

专利应用：

本专利的所有权单位湖南省建筑设计院集团股份有限公司是一家以设计和咨询为主业的高新技术企业，非常注重专利的运用和保护。湖南省建筑设计院集团股份有限公司将本专利列为重点推广应用的技术之一，重点应用于本单位承接的市政项目中，用以提升设计服务的附加值，为城镇水环境项目提供更科学的治理方案和技术，产生更好的环境效益。

专利保护：

①本专利在授权后按规定缴纳年费，保证专利权在专利授权期内合法有效，最大限度地巩固专利技术的市场竞争优势，扩大市场份额，赢得最大限度的经济效益和社会效益。

②加强专利管理和保护，公司制定了《湖南省建筑设计院集团股份有限公司研发项目管理办法》、专利申请内部专家评审会等制度。

（七）效益分析

本项专利具有良好的经济效益和环境效益。

经济效益：以一台效率为95%，功率为1000kW水冷电机为例，其运行一天所散发的热量为1200kW▪h，即4.32×109J，若冷却水冷却前后温差为3℃，则一天所需水量为343m³，每年所需水量约为12.5×105m³，水费以0.5元/m³计，则一年所需节省水费为6.26万元。

环境效益：全封闭自循环冷却系统不向外排放冷却水量，以一台效率为95%，功率为1000kW水冷电机为例，较传统的冷却方式每年减少约12.5×105m³冷却废水排放。

（八）应用前景

在双碳战略背景下，节能降耗也是自来水公司一项重点工作。本专利技术在不新增额外设备、不增加运行能耗的情况下可以实现冷却水的全循环和零排放，对于自来水企业是一项节能降耗的有效措施，因此本专利技术在城镇水厂泵站中有广泛的应用前景。