變配電房通風(fēng)設(shè)計(jì)及控制分析

變配電房通風(fēng)設(shè)計(jì)及控制分析民用建筑的變配電機(jī)房常設(shè)置在建筑物的地下，變壓器發(fā)熱量較大，需設(shè)置機(jī)械通風(fēng)消除室內(nèi)余熱。夏季室外溫度較高的地區(qū),為保證變壓器等電氣設(shè)備正常工作，消除室內(nèi)余熱所需通風(fēng)量很大，有時(shí)土建條件不能滿足風(fēng)道尺寸和室外進(jìn)排風(fēng)口面積要求時(shí)，常設(shè)置空氣處理機(jī)組對(duì)空氣進(jìn)行冷卻降溫，以減少通風(fēng)量，而本文主要考慮使用通風(fēng)消除室內(nèi)余熱。一、變配電室熱量計(jì)算Q變配電室內(nèi)溫度太高，會(huì)影響設(shè)備的工作效率。一般要求房間內(nèi)溫度不超過(guò)40℃。室內(nèi)得熱包括：1）變壓器的熱損；2）高壓開(kāi)關(guān)柜、低壓開(kāi)關(guān)柜、高壓電容器柜、低壓電容器柜的發(fā)熱；3）電纜損耗功率；4）建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)得熱和房間照明散熱等。由于室內(nèi)溫度較高，后兩種得熱相對(duì)來(lái)說(shuō)所占份額很小，可忽略不計(jì)。其它各自散熱量如下：（1）、變壓器的發(fā)熱量Q1（kW）可由設(shè)備廠商提供或按以下公式計(jì)算（一般為變壓器功率的1.26%~1.52%）：Q1=（0.0126~0.0152）W其中，W為變壓器功率（kV·A）；（2）、高壓柜、高壓電容器柜及低壓柜、低壓電容器柜Q2（3）、電纜損耗功率Q3電纜的散熱量可由載流電纜的損耗求出。損耗功率是以一年最熱季節(jié)中可能產(chǎn)生的最大損耗進(jìn)行計(jì)算。由于Q3其計(jì)算比較繁瑣，可以估算如下：交直流母線的熱損失按傳輸功率的0.25%計(jì)算；各種動(dòng)力電纜及導(dǎo)線的熱損失可取為各傳動(dòng)機(jī)械電機(jī)功率的0.5%計(jì)算；二、變配電室通風(fēng)量計(jì)算消除室內(nèi)余熱的通風(fēng)機(jī)風(fēng)量（m3/h）按下式計(jì)算：L=（3600×Q）/（Cp×ρ×△t）；ρ=1.293[273/（273+t）]（B/101.3）；其中：t為實(shí)際的空氣溫度，℃；B為實(shí)際的大氣壓力，kPa；為空氣比定壓熱容，一般取1.01kJ/（kg·℃）；Q為室內(nèi)冷負(fù)荷，kW；ρ為空氣密度，kg/m3；△t為室內(nèi)溫度與夏季室外通風(fēng)計(jì)算干球溫度之差，℃。工程上，ρ一般取1.2kg/m3，則有：L≈（1000×Q）/（0.337×△t）

三、變配電室通風(fēng)機(jī)控制變配電機(jī)房設(shè)計(jì)熱負(fù)荷很大，致使其通風(fēng)量及風(fēng)機(jī)功率較大，因此可以考慮在設(shè)計(jì)熱負(fù)荷減小或室外空氣溫度較低時(shí)減少送風(fēng)量，可將送、排風(fēng)機(jī)設(shè)置為雙速風(fēng)機(jī)，根據(jù)室溫控制風(fēng)機(jī)全速、半速或間斷運(yùn)行。作為對(duì)溫度控制精度要求不高的機(jī)房，一般兩位控制即可，不考慮采用投資較高、控制復(fù)雜的風(fēng)機(jī)變頻控制。當(dāng)采用自動(dòng)控制時(shí)，風(fēng)機(jī)擋位切換臨界溫度可通過(guò)以下風(fēng)量、熱量、溫差的基本關(guān)系式分析確定。其分析如下：0.337×L≈（1000×Q）/（△t）=（1000×Q）/（tN-tW）式中，tN為室內(nèi)溫度，℃，最高設(shè)計(jì)溫度表示為tNj；tWj為室外新風(fēng)送風(fēng)溫度，℃，最高設(shè)計(jì)溫度表示為tWj；△t為室內(nèi)溫度與夏季室外通風(fēng)計(jì)算干球溫度之差，℃，最不利情況的設(shè)計(jì)溫度表示為△tj；實(shí)際運(yùn)行中，降低室溫、消除余熱所需風(fēng)量L由100%變?yōu)?0%的情況有3種：

1)tW不變，Q減少50%，此時(shí)如L不變，實(shí)際室溫tN1=tNj-（1/2）×△tj，即室溫下降了設(shè)計(jì)溫差值的1/2；2)Q不變，tW下降,

與設(shè)計(jì)室溫tNj的差值增大1倍，此時(shí)如L不變，實(shí)際室內(nèi)外溫差也不會(huì)變化，實(shí)際室溫會(huì)隨之下降，即tN1=tNj-△tj;3)L和Q同時(shí)下降，tN也下降；由于上述2)中的tN1數(shù)值低于1)中的數(shù)值，因此3種情況中，實(shí)際室溫tN1最低的最不利假設(shè)情況為第2)種情況，此時(shí)按2)計(jì)算得出的室溫

tN1可定為風(fēng)機(jī)低速半風(fēng)量運(yùn)行的“擋位切換臨界溫度”。為更安全起見(jiàn)，把此臨界溫度采用的室溫取值比設(shè)計(jì)室溫tNj降低2℃，并稱為“轉(zhuǎn)換控制采用的最高設(shè)計(jì)室溫”，表示為tN0(tN0=tNj-2),則風(fēng)機(jī)擋位切換臨界溫度由tN1=tNj-△tj改為tN1=tN0-△tj,其中關(guān)于設(shè)計(jì)送風(fēng)溫差△tj的室外溫度取值；對(duì)于深圳地區(qū)，其tNj取40℃；tWj為31.2℃，則△tj=40-31.2=8.8℃；tN1=tN0-△tj=tNj-2-△tj=40-2-8.8=29.2℃；假設(shè)室內(nèi)發(fā)熱量Q不變,達(dá)到tN1時(shí)的室外氣溫tW為t