USP間的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

孫月秋

（渤海船舶職業(yè)學(xué)院，遼寧興城125105）

USP間的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

孫月秋

（渤海船舶職業(yè)學(xué)院，遼寧興城125105）

UPS間為放置不間斷電源裝置的房間，屬于電氣設(shè)備用房，具有設(shè)備布置密集、設(shè)備發(fā)熱量大、室溫要求較低等特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)某廠房UPS間空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)，并與常規(guī)條件下不同建筑形式的UPS間空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比和分析，從簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、減少投資、節(jié)能降耗等方面提出合理化建議，為其他類(lèi)似設(shè)計(jì)提供參考。

UPS；空調(diào)通風(fēng)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

0　引言

UPS（Uninterrupted Power Supply）間為放置不間斷電源裝置的房間，屬于電氣設(shè)備用房。該類(lèi)房間具有設(shè)備布置密集、設(shè)備發(fā)熱量大、室溫要求較低等特點(diǎn)。設(shè)計(jì)人員通常根據(jù)工程實(shí)際，采用機(jī)械通風(fēng)加空調(diào)降溫的方式。該方式既吸取了機(jī)械通風(fēng)降溫簡(jiǎn)單及節(jié)能的特點(diǎn)又體現(xiàn)了空調(diào)降溫的快捷和靈活。但如何合理設(shè)計(jì)并布置通風(fēng)設(shè)備，要既體現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保又便利施工、減少投資，需要進(jìn)行具體分析。因此，本文結(jié)合某工程實(shí)例進(jìn)行UPS間空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并為其他類(lèi)似設(shè)計(jì)提供參考建議。

1　工程概況及設(shè)計(jì)思路

1.1工程概況

該廠房位于某市，其UPS間為內(nèi)部一層無(wú)窗房間，兩側(cè)均為大型生產(chǎn)車(chē)間，二層為空調(diào)機(jī)房。圖1為房間位置概況示意圖。

圖1　房間位置概況示意圖

該UPS間建筑面積為300 m2，層高為6 m。電氣設(shè)備發(fā)熱量為130 KW，電氣專(zhuān)業(yè)要求室內(nèi)溫度為0～25℃。兩側(cè)生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)設(shè)有全空氣中央空調(diào)，夏季及過(guò)渡季室內(nèi)空調(diào)溫度為19℃，冬季室內(nèi)空調(diào)溫度為17℃；生產(chǎn)車(chē)間一內(nèi)為正壓，正壓漏風(fēng)量為30 000 m3/h。

1.2設(shè)計(jì)思路

由于夏季室外空調(diào)計(jì)算干球溫度（31.3℃）遠(yuǎn)高于室內(nèi)要求溫度（≤25℃），若單純從室外引入新風(fēng)，勢(shì)必會(huì)增加室內(nèi)冷負(fù)荷，從而增加投資和運(yùn)行費(fèi)用。故結(jié)合實(shí)際情況，夏季利用生產(chǎn)車(chē)間一內(nèi)的空調(diào)正壓漏風(fēng)（19℃）吸收一部分熱量，同時(shí)設(shè)單元式空調(diào)柜機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制制冷，吸收剩余的熱量。過(guò)渡季室外平均氣溫20℃左右，結(jié)合實(shí)際情況，設(shè)計(jì)利用生產(chǎn)車(chē)間一內(nèi)的空調(diào)正壓漏風(fēng)（19℃）吸收一部分熱量，同時(shí)設(shè)單元式空調(diào)柜機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制制冷，吸收剩余的熱量。冬季利用生產(chǎn)車(chē)間一內(nèi)的空調(diào)正壓漏風(fēng)（17℃）吸收一部分熱量，同時(shí)設(shè)單元式空調(diào)柜機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制制冷，吸收剩余的熱量。該方式直接采用已有冷風(fēng)源進(jìn)行通風(fēng)降溫，系統(tǒng)簡(jiǎn)單、運(yùn)行方便。

2　設(shè)計(jì)過(guò)程

2.1吸熱量計(jì)算

吸熱計(jì)算公式：Q=0.278×1.01×ρL×（tn-tw）

式中c——空氣質(zhì)量定壓熱容，c=1.01 kJ/ kg℃

經(jīng)計(jì)算，冬季采用20 000 m3/h的正壓漏風(fēng)（17℃）吸收53 KW的余熱；夏季、過(guò)渡季采用20 000 m3/h的正壓漏風(fēng)（19℃）吸收40 KW的熱量。

2.2設(shè)備選型

夏季及過(guò)渡季除正壓漏風(fēng)（19℃）吸收40 KW的余熱外，剩余90 KW余熱需要單元式空調(diào)進(jìn)行降溫處理。同理，冬季除正壓漏風(fēng)（17℃）吸收53 KW的余熱外，剩余77 KW余熱需要單元式空調(diào)進(jìn)行降溫處理。故設(shè)計(jì)選用兩臺(tái)LF58N型單元式空調(diào)柜機(jī)進(jìn)行降溫處理，單臺(tái)額定制冷量為57.8 KW。同時(shí)，設(shè)計(jì)選擇一臺(tái)GXF-8-A型斜流風(fēng)機(jī)進(jìn)行機(jī)械排風(fēng)，機(jī)械排風(fēng)量為20 000 m3/h，功率為3 KW。

2.3設(shè)備投資估算

根據(jù)設(shè)計(jì)選型設(shè)備進(jìn)行投資估算，具體采用單元式空調(diào)柜機(jī)LF58N型2臺(tái)和斜流風(fēng)機(jī)GXF-8-A型1臺(tái)，總設(shè)備投資約為19萬(wàn)元。

2.4平面布置

綜合上述設(shè)計(jì)過(guò)程，進(jìn)行通風(fēng)空調(diào)的平面布置。具體如圖2所示。

圖2　UPS間通風(fēng)、空調(diào)平面圖

由于正壓送風(fēng)口為自然通風(fēng)百葉風(fēng)口，經(jīng)過(guò)計(jì)算，設(shè)計(jì)選用2個(gè)百葉風(fēng)口，單個(gè)百葉風(fēng)口大小為2.0x1.6 m（寬x高），單個(gè)送風(fēng)風(fēng)速為0.86 m/s，滿(mǎn)足要求。

平面圖中，為了形成均勻的氣流場(chǎng)，送風(fēng)口底標(biāo)高距地1.50 m，排風(fēng)口設(shè)置在梁下，且成斜對(duì)角布置?？照{(diào)柜機(jī)室內(nèi)機(jī)落地安裝，室外機(jī)設(shè)置在屋面混凝土基礎(chǔ)臺(tái)上。為了順利排除空調(diào)凝水，將該空調(diào)凝水管引至相鄰車(chē)間內(nèi)的地漏口處。

3　常規(guī)設(shè)計(jì)

上述廠房?jī)?nèi)的UPS間利用相鄰車(chē)間內(nèi)的正壓空調(diào)漏風(fēng)進(jìn)行降溫設(shè)計(jì)，有其特殊性。假設(shè)不存在該特殊條件，對(duì)外的UPS間和不對(duì)外的UPS間在通風(fēng)、空調(diào)設(shè)計(jì)有哪些內(nèi)容，下面舉例進(jìn)行說(shuō)明。

假設(shè)有UPS間一和UPS間二，位于某市。設(shè)計(jì)條件同上。其中，UPS間一為對(duì)外的房間，UPS間二為不對(duì)外的房間。UPS間一采用壁式軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行機(jī)械排風(fēng)，自然補(bǔ)風(fēng)。同時(shí)設(shè)單元式柜式空調(diào)進(jìn)行降溫處理。所需機(jī)械排風(fēng)量為10 000 m3/h。UPS間二采用屋頂斜流風(fēng)機(jī)加豎井的方式進(jìn)行機(jī)械排風(fēng)，機(jī)械進(jìn)風(fēng)。同時(shí)設(shè)單元式柜式空調(diào)進(jìn)行降溫處理。所需機(jī)械送、排風(fēng)量均為13 000 m3/h。

3.1余熱量計(jì)算

通過(guò)冷負(fù)荷系數(shù)法和吸熱量計(jì)算公式，可以得出：對(duì)于UPS間一來(lái)說(shuō)，夏季余熱量為171.1 KW，過(guò)渡季余熱量為122.2 KW；對(duì)于UPS間二來(lái)說(shuō)，夏季余熱量為136.6 KW，過(guò)渡季余熱量為108.1 KW。

3.2設(shè)備選型

UPS間一選用3臺(tái)單元式空調(diào)柜機(jī)進(jìn)行降溫處理，單臺(tái)額定制冷量為57.6 KW。同時(shí)選用2臺(tái)DFBZ-I-4.5型壁式軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行機(jī)械排風(fēng)，機(jī)械排風(fēng)量為5 870 m3/h，功率為0.25 KW。

UPS間二選用3臺(tái)單元式空調(diào)柜機(jī)進(jìn)行降溫處理，單臺(tái)額定制冷量為57.6 KW。同時(shí)，選用2臺(tái)GXF-7-A型斜流風(fēng)機(jī)進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)，風(fēng)量為13 000 m3/h，功率為3 KW。

3.3設(shè)備投資估算

根據(jù)設(shè)計(jì)選型設(shè)備進(jìn)行投資估算，具體估算后，UPS間一的通風(fēng)設(shè)備投資為27.6萬(wàn)元UPS間二的通風(fēng)設(shè)備投資為28.6萬(wàn)元。

3.4平面布置

UPS間一的外門(mén)下應(yīng)設(shè)置進(jìn)風(fēng)百葉口，以防止室內(nèi)補(bǔ)風(fēng)不足，負(fù)壓過(guò)大，從而出現(xiàn)排風(fēng)不暢的問(wèn)題。UPS間二的排風(fēng)百葉盡量均勻布置，避免死角，進(jìn)而能及時(shí)排除設(shè)備余熱。送排風(fēng)風(fēng)機(jī)設(shè)在屋面時(shí)，應(yīng)盡量布置在不同方向不同高度；若在同向同一高度，平面距離應(yīng)滿(mǎn)足不小于10 m的要求。

4　對(duì)比分析及結(jié)論

4.1對(duì)比分析

第一，UPS間一為對(duì)外房間，通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)只設(shè)置風(fēng)機(jī)進(jìn)行機(jī)械排風(fēng)，進(jìn)風(fēng)可以通過(guò)門(mén)窗縫隙滲透進(jìn)入；UPS間二為不對(duì)外房間，通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)，需設(shè)置風(fēng)機(jī)進(jìn)行機(jī)械送、排風(fēng)，同時(shí)設(shè)送、排風(fēng)豎井。相對(duì)來(lái)講，UPS間一的通風(fēng)設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單、施工便利。

第二，同樣的電氣設(shè)備發(fā)熱量，UPS間一的機(jī)械排風(fēng)量為10 000 m3/h，而UPS間二的機(jī)械排風(fēng)量為13 000 m3/h，排風(fēng)量相對(duì)于UPS間一增加了30%。這是由于UPS間一冬季外圍護(hù)結(jié)構(gòu)帶走一部分熱量所致。故有外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的UPS間一冬季能夠充分利用室外自然冷源，更加節(jié)能環(huán)保。

第三，在夏季最不利工況下，UPS間一余熱量為171.1 KW，UPS間二余熱量為136.6 KW。二者余熱量相差34.5 KW，主要是由于UPS間一夏季外圍護(hù)結(jié)構(gòu)吸收一部分室外熱量所致。故無(wú)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的UPS間二夏季能夠充分避免室外熱源的侵入，節(jié)省能耗。

第四，UPS間一和UPS間二的設(shè)備投資相差無(wú)幾，但相對(duì)于采用已有空調(diào)正壓送風(fēng)的UPS間來(lái)說(shuō)，初投資增加了50%。

4.2結(jié)論

通過(guò)上述對(duì)比分析，得到如下結(jié)論：

第一，在夏季較為炎熱的南方地區(qū)，UPS間宜設(shè)置為不對(duì)外房間，從而避免室外熱源的侵入。這樣可以有效地降低空調(diào)能耗，減少運(yùn)行成本。

第二，對(duì)于北方地區(qū)，由于夏季室外溫度不是太高，天數(shù)較短，UPS間宜設(shè)置為對(duì)外房間。雖然一定程度上增加了空調(diào)能耗，但設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、方便，冬季可以充分利用室外冷源進(jìn)行自然降溫。

第三，在進(jìn)行空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)，盡量利用一切已有冷源。如上述某UPS間采用相鄰車(chē)間的空調(diào)正壓漏風(fēng)進(jìn)行降溫的形式。

對(duì)于UPS間采取何種通風(fēng)、空調(diào)降溫方式，需要綜合考慮各方面因素：不同地點(diǎn)、不同建筑形式，采用何種冷源及通風(fēng)、空調(diào)設(shè)計(jì)相應(yīng)也不同。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)要從實(shí)際出發(fā)，多方面認(rèn)真比對(duì)選擇，爭(zhēng)取以整體設(shè)計(jì)最優(yōu)化的方案來(lái)滿(mǎn)足各方面的需求。

［1］李燕臣.通風(fēng)與空調(diào)工程常見(jiàn)問(wèn)題及防范［J］.建設(shè)監(jiān)理，2008（1）：67-68+71.

［2］劉連國(guó).采暖通風(fēng)空調(diào)工程設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題［J］.科技資訊，2010（8）：49.

［3］王秀峰.淺談低溫加工間空調(diào)及通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.低溫與特氣，2008（4）：19-20.

［4］楊富強(qiáng)，李錫沖，李磊.大型廠房空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2004（12）：31-34.

［責(zé)任編輯：劉月］

The Design of Air Conditioning and Ventilation System in the USP Room

SUN Yueqiu
(Bohai Shipbuilding Vocational College,Xingcheng 125105,China)

UPS room is a room for laying the uninterrupted power device,and it belongs to the electrical equipment room.It has the characteristics of intensive equipment arrangement,large quantity of heat and low temperature requirement.Through the specific design of air conditioning and ventilation system in a plant UPS room,and the comparison and analysis in different architectural forms under normal conditions,the researcher puts forwards reasonable suggestions from the aspects of simplifying design,reducing investment,saving energy and reducing consumption,which provides a reference for other similar design.

UPS；air conditioning and ventilation system;system design

TU834.4

A

2095-5928（2016）04-36-03

10.16850/j.cnki.21-1590/g4.2016.04.011

2016-05-11

孫月秋（1978-），女，山東即墨人，講師，碩士，研究方向：制冷空調(diào)。