簡析變頻器電氣房間的通風系統

耿迎旭

(遼寧省水利水電勘測設計研究院 沈陽 110006)

黃 欣 馬 坤

(大連市供水有限公司 116021)

大伙房水庫輸水應急入連工程中，鞍山泵站和蓋州泵站的副廠房均配置了變頻器。由于這種電氣設備散熱量大，約有3%的電功率以散熱方式消耗;同時所在電氣房間的溫度影響系統運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期正常和安全地運行，對變頻器所在電氣房間的溫度要求很嚴格，為－5～45℃，穩定變化應不大于5℃/h。

1 變頻器散熱方式

變頻器的通風散熱方式，根據電氣房間變頻器的布置，共有6種方式:

a.排風管道散熱。

b.分體或柜式空調制冷散熱。

c.空氣水冷器散熱。

d.排風管道+空氣水冷器散熱。

e.排風管道+空調制冷散熱。

f.封閉獨立循環制冷散熱。

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

排風管道散熱方式圖

2 排風管道散熱方式特點

排風管道散熱方式的主要特點如下:

a.主要適合現場環境清潔、空氣中灰塵少，并且環境溫度能夠滿足設備運行穩定要求的場合。

b.如果變頻器頂部自帶風機距室外出風口較近(小于2.5m，中間無轉折)，出風口可不裝設輔助排風機。如果出風口的現場施工存在不便，風道需要有轉折，則應該考慮裝設風機強迫排風排，排風機的排風量必須不小于變頻器頂部自帶風機的排風量。

c.注意事項。百葉進風口面積必須足夠大，防止室內形成負壓。進風口必須裝設方便拆卸的防塵過濾網，防塵過濾網必須定期更換、沖洗。

d.排風管道材料。采用噴漆的冷軋鋼板、鍍鋅鋼板或不銹鋼。

e.百葉進風口的下邊沿不能過低，一般在距地面0.5～1.0m 處。該工程百葉進風口的下邊沿距地面0.6m。

f.排風管道散熱的優缺點。優點:由于是直接排除廢熱氣體，通風系統結構簡單，成本低，可靠性高，散熱效果好，使變頻器周圍的散熱環境良好。缺點:不能使用于現場比較臟，灰塵比較大的環境。

g.出風口、進風口的選置。排風管道散熱效果的好壞與變頻系統放置的地點、進風口位置、出風口位置有著密切關系。

?出風口與周圍障礙物的距離不得小于1m，不能設置在迎風處，出風口處的環境壓強不應高于標準大氣壓，不能向密閉的環境、放置有發熱電器的環境、高溫環境等排放變頻系統熱風。由于變頻器使用的風機正常情況是逆時針旋轉，因此出風口不得設計成逆著風機旋轉的方向;

?進風口要遠離灰塵源、熱源，盡量靠近變頻系統吸風的地方;

?通風管道出風口風速一般控制在10m/s 以內。

h.風道散熱計算。變頻器的排風量由兩部分組成:功率柜的排風量和變頻柜的排風量。其中，功率柜的排風量占2/3，變頻柜的排風量占1/3。

假定進風口的風速v 不超過4m/s，由通風量計算公式Qf=Sv 可知，進風口的面積S≈Qf/v。如果百葉進風口面積越小，則進風速度就越大，那么空氣所攜帶的灰塵就會越多、顆粒就越大，防塵濾網就很容易積存灰塵，發生堵塞，從而造成送風量減小、維護的工作量加大，變頻室容易造成負壓，散熱效果不好。

風冷系統的散熱原理為

式中 △Q——系統總的耗損功率;

△t——空氣進口與出口的溫差;

Qf——總的通風量;

Cp——空氣的比熱為1.0kJ/(kg·℃);

ρ——空氣的密度為1.29kg/m3。

3 其他常用的排風方式

排風管道散熱是很高效實用的散熱方式，如果施工現場情況允許，應多采用這種方式。經常用到的還有以下的幾種排風方式。

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，或者室內變頻器布置較多的場合。在變頻器頂部風機下方安裝隔層，將送風區、排風區分開，在房間下部設置送風口(盡量接近變頻器吸風口)，在隔層上方設置排風口，并且要把系統的散熱風機改成前后出風的形式。

b.通風管道加排風機。如果變頻器頂部風機距出風口較遠，或者出風口的現場施工存在不便，風道需要有轉折，則可以考慮裝設風機強迫排風，排風機的排風量必須不小于變頻器頂部風機的排風量。在房間下部設置送風口(盡量接近變頻器吸風口)，通過變頻器頂部排風機接口，安裝通風管道、排風機，將熱風排出室外。

c.房間隔層加排風機向外排熱。在變頻器頂部風機下方安裝隔層，將送風區、排風區分開，在房間下部設置送風口(盡量接近變頻器吸風口)，在隔層上方的墻壁上裝設排風機(1臺或者多臺)，其排風量一定不能小于系統總風機的排風量。

d.導風板加排風機。用于變頻器頂部風機出風口離墻太近、開放式進風的場合，可以避免系統吹出的熱風再次進入系統再循環;或用于出風口至墻體間有障礙物，不能安裝風道或者隔層的場合。導風板的角度與系統離墻的距離有關;排風機的安裝高度與系統離墻的距離及導風板的角度有關。