機艙智能通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

冷雪敏 陳炫宏 高陽 于杰承

摘 要：在風(fēng)電機艙當(dāng)中，其增速齒輪箱以及發(fā)電機在工作過程中最容易發(fā)熱，因此在正常發(fā)電的過程中基本上都會通過齒輪箱或者是發(fā)電機的外壁去傳導(dǎo)大量的熱，而且這些熱量都會直接到機艙內(nèi)，使機艙內(nèi)溫度升高。那么如果機艙內(nèi)的溫度一旦升高過快，甚至到了工藝能夠承受的溫度以上，這個時候就必須要進行相應(yīng)的排風(fēng)和散熱。在進行排風(fēng)的過程中所使用的主要設(shè)備則是排風(fēng)扇，通過排風(fēng)扇就能夠?qū)C艙內(nèi)高溫的空氣直接通入到大氣環(huán)境當(dāng)中。而對于外界冷空氣來說也可以通過吸風(fēng)口被吸入到機艙內(nèi)部，從而達到降低機艙溫度的效果。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電機艙；齒輪箱；排風(fēng)扇

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.175

1 引言

在風(fēng)電機艙排風(fēng)的過程中所使用的主要設(shè)備則是排風(fēng)扇，通過排風(fēng)扇就能夠?qū)C艙內(nèi)高溫的空氣直接通入到大氣環(huán)境當(dāng)中。而對于外界冷空氣來說也可以通過吸風(fēng)口被吸入到機艙內(nèi)部，從而達到降低機艙溫度的效果。

2 機艙散熱排風(fēng)扇分類及選擇

機艙散熱排風(fēng)扇主要分為：混流風(fēng)扇、離心風(fēng)扇、貫流式風(fēng)機和 軸流風(fēng)扇。

對于普通型的軸流風(fēng)機來說，基本上能夠在一般的工廠、倉庫、辦公室當(dāng)中進行使用，主要的效果就是實現(xiàn)通風(fēng)和換氣，而且還可以用于對冷風(fēng)機（空氣冷卻器）進行通風(fēng)等，這種通風(fēng)一般都是強制性的，且不影響其他單元的布局。

通過以上四種排風(fēng)扇的類型及其特點的比較，在風(fēng)機機艙內(nèi)部應(yīng)安裝軸流風(fēng)機來完成機艙智能通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計。

軸流風(fēng)機已經(jīng)成為當(dāng)前風(fēng)機市場當(dāng)中最為常見的一種風(fēng)機類型，而且已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到了很多場所當(dāng)中，也正是因為如此，這種風(fēng)機的環(huán)境質(zhì)量也在不斷得到改善，在機艙智能通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計中還應(yīng)考慮到不同地點、不同類型的風(fēng)機所應(yīng)用的軸流風(fēng)機類型，而且需要按照實際情況去選擇適合的風(fēng)機類型。就目前市場情況來看，軸流風(fēng)機主要的類型是一般軸流風(fēng)機以及多級軸流風(fēng)機兩種，它們之間有一定的區(qū)別，但是也有著一些共同之處[1-3]。

不同的場所在對相應(yīng)風(fēng)機進行選擇的時候需要參考的標(biāo)準(zhǔn)也不同，出于通風(fēng)條件差、環(huán)境溫度高、空氣流通阻力較大，需要有較高壓力的軸流風(fēng)機。而對于單級的軸流風(fēng)機來說，由于它會受到比較明顯的葉輪尺寸以及轉(zhuǎn)速方面的影響，因此其全壓也不會太高。因此有的時候也需要采用多級軸流風(fēng)機來滿足相應(yīng)要求。

從實際運行情況來看，由于多級軸流風(fēng)機在工作原理方面就要比一般的軸流風(fēng)機更加復(fù)雜，因此它在使用時就會直接進入到葉輪當(dāng)中，這個時候也在其翼背上會形成一個相應(yīng)的升力，并且在翼腹上形成一個與之大小相等但是方向完全相反的作用力，通過這個力就能夠使得氣體排出葉輪，并且還會呈現(xiàn)出螺旋形，同時還會沿軸向進行一個向前的運動。同時，在風(fēng)機的進口處實際上會出現(xiàn)一定的壓差，這個時候氣體也會被吸入到系統(tǒng)當(dāng)中。通過這樣的方式就會完成整個通風(fēng)過程。

3 通風(fēng)組件需求條件

機艙排風(fēng)扇在安裝之前必須經(jīng)過一系列的測試得到具體數(shù)據(jù)，風(fēng)機機艙在溫度過高需要啟動風(fēng)扇的情況下所產(chǎn)生的熱量數(shù)據(jù)以及需要送風(fēng)量的多少都需要作出合理預(yù)測。而了解系統(tǒng)的總耗電量是確定降溫所需風(fēng)量的前提因素，及時降低機艙溫度，維持機艙溫度在一個穩(wěn)定的水平內(nèi)是工程師的研究重點。通過事實表達，冷卻系統(tǒng)完備可以在一定程度上讓風(fēng)機機組工作到它的禁止使用日期之前。通風(fēng)組件的優(yōu)劣主要從六個方面考慮[4-7]：

（1）氣體利用率達到最高級；（2）尺寸不宜過大；（3）降低噪音影響；（4）耗電量少；（5）牢靠結(jié)實，使用年限長；（6）經(jīng)濟性能好，性價比高。

選擇讓熱量消失的機器或排熱扇需要：

（1）確保三個關(guān)鍵理由在總降溫制冷的要求范圍內(nèi)；（2）計算溫差（）；（3）抵消轉(zhuǎn)換熱量的瓦特數(shù)（）；（4）風(fēng)量即為需移除的熱量（）。

系統(tǒng)的有用運行的決定性決策是總讓熱量消失的請求。只有在理想的運作條件下，系統(tǒng)才能達到最大效率，才能使系統(tǒng)內(nèi)所有元件均能達到規(guī)定的使用壽命。

選擇一般用的風(fēng)扇馬達的方式如下：

（1） 根據(jù)設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的熱量選擇；

（2） 根據(jù)設(shè)備室內(nèi)所能容忍的溫度上升的幅度選擇；

（3） 根據(jù)風(fēng)量的計算方程式選擇；

（4） 根據(jù)設(shè)備用的系統(tǒng)阻抗選擇；

（5） 在選擇送風(fēng)風(fēng)扇時根據(jù)固定的特征曲線進行。

前提是系統(tǒng)設(shè)備室內(nèi)的能量與容許上升的總溫度，可得到送風(fēng)降溫制冷裝置所要求的風(fēng)的大小。以下式1.1為基本的熱轉(zhuǎn)換方程式：

（1.1） 其中：=熱轉(zhuǎn)換量；=空氣比熱；=設(shè)備內(nèi)溫度的增加量；=流動空氣重量；

已知式：

（1.2） 其中：=空氣密度；

戶外的氣體運動時，系統(tǒng)室內(nèi)組件會打擾氣流的跑動，導(dǎo)致空氣并不能自由自在的運動。為了得知每一單元的降溫制冷的數(shù)量，最大的風(fēng)的多少通過送風(fēng)電扇的有用電扇特征曲線決定的，系統(tǒng)的涼風(fēng)阻擾曲線會提前給出。風(fēng)越多，受到的損毀越嚴(yán)重。系統(tǒng)機的構(gòu)件會丟失涼風(fēng)壓力，這也就是這個體系阻值的定義[8]。體系特征曲線的含義是：

（1.3）

其中：=系統(tǒng)特定系數(shù)；=風(fēng)量；=阻流原因，，水平氣流時，；混亂氣流時，。

系統(tǒng)指揮動作點指體系特征曲線與電扇特征曲線的相交之處，電扇的完美動作點與系統(tǒng)指揮動作點重合。

操作工作點：在動作點可以達到電扇特征曲線的斜率最小，最低體系特征曲線。

設(shè)計時應(yīng)考慮條件：

（下轉(zhuǎn)第170頁）

（上接第197頁）

（1）只管不要阻擾氣體運動，不要栓塞進風(fēng)口與出風(fēng)口；

（2）大部分確保氣流豎直通過體系，此時氣流流通為最佳情形，可以提升制冷降溫的效果；

（3） 空氣流動阻撓是加裝過濾空氣的網(wǎng)格應(yīng)考慮在內(nèi)的理由。

4 結(jié)論

在風(fēng)機機艙內(nèi)部安裝軸流風(fēng)機來完成機艙智能通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計。能夠?qū)C艙內(nèi)高溫的空氣直接通入到大氣環(huán)境當(dāng)中。而對于外界冷空氣來說也可以通過吸風(fēng)口被吸入到機艙內(nèi)部，從而達到降低機艙溫度的效果。

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