簡(jiǎn)析變頻器電氣房間的通風(fēng)系統(tǒng)

耿迎旭

(遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 沈陽(yáng) 110006)

黃 欣 馬 坤

(大連市供水有限公司 116021)

大伙房水庫(kù)輸水應(yīng)急入連工程中，鞍山泵站和蓋州泵站的副廠房均配置了變頻器。由于這種電氣設(shè)備散熱量大，約有3%的電功率以散熱方式消耗;同時(shí)所在電氣房間的溫度影響系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性及功率元件的使用年限，因此為了使變頻器能長(zhǎng)期正常和安全地運(yùn)行，對(duì)變頻器所在電氣房間的溫度要求很?chē)?yán)格，為－5～45℃，穩(wěn)定變化應(yīng)不大于5℃/h。

1 變頻器散熱方式

變頻器的通風(fēng)散熱方式，根據(jù)電氣房間變頻器的布置，共有6種方式:

a.排風(fēng)管道散熱。

b.分體或柜式空調(diào)制冷散熱。

c.空氣水冷器散熱。

d.排風(fēng)管道+空氣水冷器散熱。

e.排風(fēng)管道+空調(diào)制冷散熱。

f.封閉獨(dú)立循環(huán)制冷散熱。

鞍山泵站和蓋州泵站的副廠房采用排風(fēng)管道散熱方式。變頻器頂部排風(fēng)機(jī)出口距室內(nèi)屋頂距離不大于2.5m，通風(fēng)管道系統(tǒng)安裝距離較短，且通風(fēng)管道可以無(wú)障礙直接穿出屋面至室外，因此通過(guò)變頻器頂部排風(fēng)機(jī)接口，直接安裝通風(fēng)管道穿出屋面，將熱風(fēng)排出室外。如下圖所示。

排風(fēng)管道散熱方式圖

2 排風(fēng)管道散熱方式特點(diǎn)

排風(fēng)管道散熱方式的主要特點(diǎn)如下:

a.主要適合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境清潔、空氣中灰塵少，并且環(huán)境溫度能夠滿足設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定要求的場(chǎng)合。

b.如果變頻器頂部自帶風(fēng)機(jī)距室外出風(fēng)口較近(小于2.5m，中間無(wú)轉(zhuǎn)折)，出風(fēng)口可不裝設(shè)輔助排風(fēng)機(jī)。如果出風(fēng)口的現(xiàn)場(chǎng)施工存在不便，風(fēng)道需要有轉(zhuǎn)折，則應(yīng)該考慮裝設(shè)風(fēng)機(jī)強(qiáng)迫排風(fēng)排，排風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量必須不小于變頻器頂部自帶風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量。

c.注意事項(xiàng)。百葉進(jìn)風(fēng)口面積必須足夠大，防止室內(nèi)形成負(fù)壓。進(jìn)風(fēng)口必須裝設(shè)方便拆卸的防塵過(guò)濾網(wǎng)，防塵過(guò)濾網(wǎng)必須定期更換、沖洗。

d.排風(fēng)管道材料。采用噴漆的冷軋鋼板、鍍鋅鋼板或不銹鋼。

e.百葉進(jìn)風(fēng)口的下邊沿不能過(guò)低，一般在距地面0.5～1.0m 處。該工程百葉進(jìn)風(fēng)口的下邊沿距地面0.6m。

f.排風(fēng)管道散熱的優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn):由于是直接排除廢熱氣體，通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，可靠性高，散熱效果好，使變頻器周?chē)纳岘h(huán)境良好。缺點(diǎn):不能使用于現(xiàn)場(chǎng)比較臟，灰塵比較大的環(huán)境。

g.出風(fēng)口、進(jìn)風(fēng)口的選置。排風(fēng)管道散熱效果的好壞與變頻系統(tǒng)放置的地點(diǎn)、進(jìn)風(fēng)口位置、出風(fēng)口位置有著密切關(guān)系。

?出風(fēng)口與周?chē)系K物的距離不得小于1m，不能設(shè)置在迎風(fēng)處，出風(fēng)口處的環(huán)境壓強(qiáng)不應(yīng)高于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，不能向密閉的環(huán)境、放置有發(fā)熱電器的環(huán)境、高溫環(huán)境等排放變頻系統(tǒng)熱風(fēng)。由于變頻器使用的風(fēng)機(jī)正常情況是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，因此出風(fēng)口不得設(shè)計(jì)成逆著風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的方向;

?進(jìn)風(fēng)口要遠(yuǎn)離灰塵源、熱源，盡量靠近變頻系統(tǒng)吸風(fēng)的地方;

?通風(fēng)管道出風(fēng)口風(fēng)速一般控制在10m/s 以?xún)?nèi)。

h.風(fēng)道散熱計(jì)算。變頻器的排風(fēng)量由兩部分組成:功率柜的排風(fēng)量和變頻柜的排風(fēng)量。其中，功率柜的排風(fēng)量占2/3，變頻柜的排風(fēng)量占1/3。

假定進(jìn)風(fēng)口的風(fēng)速v 不超過(guò)4m/s，由通風(fēng)量計(jì)算公式Qf=Sv 可知，進(jìn)風(fēng)口的面積S≈Qf/v。如果百葉進(jìn)風(fēng)口面積越小，則進(jìn)風(fēng)速度就越大，那么空氣所攜帶的灰塵就會(huì)越多、顆粒就越大，防塵濾網(wǎng)就很容易積存灰塵，發(fā)生堵塞，從而造成送風(fēng)量減小、維護(hù)的工作量加大，變頻室容易造成負(fù)壓，散熱效果不好。

風(fēng)冷系統(tǒng)的散熱原理為

式中 △Q——系統(tǒng)總的耗損功率;

△t——空氣進(jìn)口與出口的溫差;

Qf——總的通風(fēng)量;

Cp——空氣的比熱為1.0kJ/(kg·℃);

ρ——空氣的密度為1.29kg/m3。

3 其他常用的排風(fēng)方式

排風(fēng)管道散熱是很高效實(shí)用的散熱方式，如果施工現(xiàn)場(chǎng)情況允許，應(yīng)多采用這種方式。經(jīng)常用到的還有以下的幾種排風(fēng)方式。

a.房間隔層加向外排熱。此方式主要使用在電氣房間較小，且障礙物較多，或者室內(nèi)變頻器布置較多的場(chǎng)合。在變頻器頂部風(fēng)機(jī)下方安裝隔層，將送風(fēng)區(qū)、排風(fēng)區(qū)分開(kāi)，在房間下部設(shè)置送風(fēng)口(盡量接近變頻器吸風(fēng)口)，在隔層上方設(shè)置排風(fēng)口，并且要把系統(tǒng)的散熱風(fēng)機(jī)改成前后出風(fēng)的形式。

b.通風(fēng)管道加排風(fēng)機(jī)。如果變頻器頂部風(fēng)機(jī)距出風(fēng)口較遠(yuǎn)，或者出風(fēng)口的現(xiàn)場(chǎng)施工存在不便，風(fēng)道需要有轉(zhuǎn)折，則可以考慮裝設(shè)風(fēng)機(jī)強(qiáng)迫排風(fēng)，排風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量必須不小于變頻器頂部風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量。在房間下部設(shè)置送風(fēng)口(盡量接近變頻器吸風(fēng)口)，通過(guò)變頻器頂部排風(fēng)機(jī)接口，安裝通風(fēng)管道、排風(fēng)機(jī)，將熱風(fēng)排出室外。

c.房間隔層加排風(fēng)機(jī)向外排熱。在變頻器頂部風(fēng)機(jī)下方安裝隔層，將送風(fēng)區(qū)、排風(fēng)區(qū)分開(kāi)，在房間下部設(shè)置送風(fēng)口(盡量接近變頻器吸風(fēng)口)，在隔層上方的墻壁上裝設(shè)排風(fēng)機(jī)(1臺(tái)或者多臺(tái))，其排風(fēng)量一定不能小于系統(tǒng)總風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量。

d.導(dǎo)風(fēng)板加排風(fēng)機(jī)。用于變頻器頂部風(fēng)機(jī)出風(fēng)口離墻太近、開(kāi)放式進(jìn)風(fēng)的場(chǎng)合，可以避免系統(tǒng)吹出的熱風(fēng)再次進(jìn)入系統(tǒng)再循環(huán);或用于出風(fēng)口至墻體間有障礙物，不能安裝風(fēng)道或者隔層的場(chǎng)合。導(dǎo)風(fēng)板的角度與系統(tǒng)離墻的距離有關(guān);排風(fēng)機(jī)的安裝高度與系統(tǒng)離墻的距離及導(dǎo)風(fēng)板的角度有關(guān)。