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变配电机房通风空调节能方案 选择、计算和控制 北京市建筑设计研究院 黄季宜 孙敏生 摘要 对变配电机房消除室内余热常用通风空调方案进行了介绍。从节能角度提出采用空气处理机组对空气进行冷却降温时应限制冷却量，并总结了设备选择的设计计算方法。分析了优先使用机械通风、通风机变风量控制、冬季盘管的防冻控制等技术措施和控制策略，使变配电机房通风空调设计更合理和节能。 关键词 变配电机房 通风空调方案 设备选择计算 盘管防冻 控制 0 引言 大中型公共建筑的变配电机房常设置在建筑物的地下，变压器发热量较大（一般为变压器功率的1.26%～1.52%）[1]，需设置机械通风消除室内余热。 从节能角度变配电机房设计室温不宜太低，以充分利用室外新风作冷源，一般设定在电气设备能够正常工作的37～45℃。实际运行中，室外空气常低于室外设计温度（夏季通风室外计算温度），变压器满负荷运行时间也较少，大部分时间室温会低于设计温度，但人员长期停留的值班室等应考虑另设空调设备。 夏季室外温度较高的地区，为保证变压器等电气设备正常工作允许的环境温度，消除室内余热所需通风量很大，有时土建条件不能满足风道尺寸和室外进排风口面积要求，常设置空气处理机组对空气进行冷却降温，以减少通风量。 变配电机房通风机耗能量相当可观；即使为减少通风量，也不应无限制地增加人工冷却量，造成更大能耗。本文对变配电机房通风空调常用方案、采用空气处理机组时的冷却量限制和设备选择计算方法，以及节能控制策略等进行了研究总结。 变配电机房通风空调常用方案 方案1 （简称“通风”） 优先选用夏季新风不经过降温处理，设送、排风机通风的方案。方案2（简称“空调机组”） 当土建条件确实不能满足机械通风风量时，可以采用设空气处理机组约5℃以上方案2－1：空气处理机组设置送风机和回风机（兼做排风机）（简称“双风机空气处理机组”） 方案2－2：空气处理机组设送风机，另设排风机（简称“单风机空气处理机组＋排风”） 比1减少通风量，但增加供冷量。系统控制较复杂变压器满负荷工况，设计工况的最小新风量可通过温度和风量平衡关系式求得但变压器负荷和发热量是变化的，因此室温和新回风比也是变化的，无法计算确定；因此新回风比很难采用简单的2位调节方式。 方案2－1 可采用调节新、回、排风阀控制新回风比和排风量，但送风机和回风机负担阻力和回风阀处零压点均需认真计算和调节。 方案2－2 排风机很难适应新风比的改变。方案3（简称“通风＋循环风空气处理机组”） 当土建条件确实不能满足机械通风风量时，设送、排风机通风和循环风空气处理机组冷却降温，夏季联合运行方案特点1）增加一套循环风空调系统；但新风不设水盘管无冻结危险，不需设回风。 2）夏季满负荷时套系统同时开启时运行功率较大；但非夏季满负荷时仅开通风机，新风系统阻力较小风机功率也较小。 3）按室温设定值启停循环风空气处理机组，控制简单 变配电机房通风空调设备选择计算 本节设备选择计算式中：Qn：室内发热量(kW)tn、tw、ts分别为室内设计温度、外温度送风温度（℃）tn建议取37℃～45℃；Iw、I分别为通风空气状态焓值（kJ/kg）； m3）的乘积，再除以3600s/h的换算系数。 方案1（通风）消除室内余热通风机风量Vt Vt≈1000Qn/[0.337(tn–tw)]（m3/h） 方案2（空气处理机组）空气处理机组为干工况运行，不对室外空气进行除湿变配电机房基本无散湿量，热湿比W：室外通风状态点，可根据当地室确定S：送风状态点室外点W的机器露点（等含湿量线与90％相对湿度线的交点）。1.5～2.3m/s，表冷器排数一般为6～12排，单位长度翅片数约为0.55/mm[4]。变配电机房空调相对于常温送风属于高温送风，可通过选择较高的迎面风速、较少的表冷器排数及单位长度翅片数量，以减小表冷器的换热面积（此时高风速下表冷器阻力并不过大）；并通过减小冷冻水流量实现图1实线所示的干工况。 由于目前空气处理机组配套的表冷器均是为常用的湿工况空气处理服务的，其规格有限，且选型计算对迎面风速有一定限制（一般不宜大于3.0m/s），因此在现有表冷器实际选型时，有可能无法保证空气出口温湿度与S点完全吻合。为保证室温满足设计要求，应首先保证空气出口温度为S点温度，且允许空气处理过程有少量除湿，实际过程如图1虚线所示，表冷器出口状态点为S’点，实际室内工况点为较为干燥的N’点。 经过对国产JW型系列表冷器和特灵空气处理机组的选型试算得知，对于北京地区，S’点相对湿度一般在85%~90%之间，S’点的相对湿度越小，冷却量越大。在尚未进行表冷器选型计算前，可先假设S’点的相对湿度为85%，再通过风量与空气处理焓差计算获得空气处理机组的冷却