工业厂房内变配电室通风设计

龙传民

(化工部长沙设计研究院，湖南长沙 410116)

工业厂房的变配电室一般设置在地面以上。工业厂房变配电室通常包含变压器及高、低压配电设备，其中高、低压配电设备的发热量小，而变压器的发热量大。在现有的设计标准中尚无明确的带变压器的变配电室的通风设计。笔者结合工程设计对此类变配电室通风设计进行了探讨。现将有关问题归纳成文，以供同行参考。

1 变配电室通风的必要性

变压器在变配电室室内运行时会散发出较大的热量，如不及时排出这些热量，则导致室内温度积聚增高。当室内气温达到45℃时，变压器的负荷率降低，损耗增大。文献［1］规定:变压器室的排风温度不宜高于45℃，进风与排风温差不宜大于15℃。为确保变压器能正常工作，因此设置通风是完全必要的。

2 变配电室通风量的计算方法

变配电室的通风目的主要是消除余热。目前国内比较常见采用换气次数的方法来估算通风量。鉴于变配电室包括变压器与高、低压配电设备，因此在估算通风换气次数的时候将变压器室与配电室的换气次数一起相加。变配电室换气次数文献［2］［3］为13次/h，文献［4］换气次数为8次/h～12次/h。文献［5］通风量的计算为变配电室换气次数为10次/h的换气量加上变压器消除余热所需的通风量。文献［5］也指出:如能准确计算出变配电室室内设备发热量的总和，应取排除余热所需的通风量并推荐采用正压通风系统，即:机械送风，机械排风;且送风量比排风量大10%以确保室内正压。

3 通风系统设计原则及计算公式

1)对于周围空气不干净或处于风沙地带，或夏季室外通风计算温度高于28℃低于33℃的地区，推荐采用正压通风系统。即机械送风、机械排风，且送风量比排风量大10%。2)进风口应尽量设置在非太阳直射区、空气洁净区;当环境条件处于风沙地带时，送风应经过过滤网后送入室内。3)变配电室排风量按下式计算:其中，Q为余热量，kW;L为变配电室的机械排风量，m3/h;tp为变配电室排风温度，℃，应不大于45℃;tj为变配电室进风温度，℃，如直接从室外进风，tj取当地夏季通风室外计算温度;ρ为进排风空气平均密度，kg/m3;cp为空气比热容，取 1.01 kJ/(kg·℃)。

4 设计实例

新疆戈壁滩中有一工业变配电室，位于主厂房的二楼，变配电室总面积为510 m2，层高3.7 m，室内设4台2 000 kVA的干式变压器及95台高、低压配电设备，平面布置如图1所示。当地室外通风计算温度为32℃时为其设计通风系统。由样本查得，变压器的负荷热损耗为18 150 W/台。

图1 变配电室通风系统示意图

5 通风方案

由于本变配电室位于多风沙的新疆戈壁滩中，空气中含尘多，且由于主厂房的热空气上升处于变配电室的四周，因此采用正压通风方案。在变配电室左边隔墙处设一送风柜，由室外进风经过滤网后直接送入变配电室室内;在室外进风同侧室外墙上设排风口，由排风柜排出。进排风距离为21 m，且排风口位于风向的下风侧。通风系统布置见图1。

变配电室室内得热量包括变压器的热损耗、高低压配电柜的发热量(其中包括以后扩建预留增加的配电柜的发热量)、室内低压电容器柜发热量、建筑围护结构得热量、电缆发热量和室内照明散热量等，其中后三种得热量相对于前面三种得热量来说所占比例很少，因此在计算时可忽略不计。而高低压配电柜的发热量可以估算，向生产设备厂家咨询后，都按300 W/台进行计算。因此:Q=18 150×4+95×300=101 100 W。求得变配电室的热负荷为101 100 W。根据得到消除变配电室余热所需的通风量为:L=3 600×101.1/［1.106 ×1.01 ×(40 －32)］=40 728 m3/h。经计算变配电室总换气次数为21.6次/h。

6 通风设备选择

1)排风设备。总排风量为40 728 m3/h;选择DBF-Ⅱ-800排风柜:风量41 260 m3/h，全压 340 Pa，转速 350 r/min，功率 7.5 kW。2)送风设备。由于变配电室位于主厂房的二楼，无论在冬、夏季主厂房产生的热空气都积聚在配电室的四周，为确保通风效果，保持正压的风量比排风量大10%。41 260×1.1=45 386 m3/h。选一台DBF-Ⅱ-900送风柜，风量为47 180 m3/h，全压440 Pa，转速380 r/min，功率15 kW;包括过滤段、送风机段。对于送风管，室外空气经过滤后先流经发热量小的高、低压柜，再流入发热量大的变压器，因此变压器附近排风管大，因此可以很好的利用室外空气消除变配电室的余热，节能方案合理可靠。

7 结语

经过近5年的运行，对于处于被上升热气流包围的二层变配电室来说，采用正压通风系统，变配电室的通风效果良好，配电室内的温度始终低于40℃，这为电气设备的正常运转奠定了良好的条件。通过变配电室的实际设备运行，变配电室的设计应注意以下事项:1)对于变配电室宜设置在地面一层或地下层，不宜设置在厂房有上升热气流包围的二层平面上。2)变配电室的设计应根据电气设备布置、所处环境、室外参数条件以及建筑专业来综合考虑。本着节省投资、节约运行成本、方案合理的原则来确定变配电室的适当位置。3)变配电室的通风设计应与消防防排烟系统互锁。当火灾报警系统探测到火灾时，风管内带易熔片的防火阀关闭，并立即切断通风排烟系统电源关闭通风、排烟风机。4)由于戈壁滩中夏季日晒强烈，天气干燥炎热，室外空气温度达到38℃，变配电室应增加一拖多空调制冷设备作为夏季通风工况的备用。由于工厂效益非常好，为保证工厂运行更加平稳可靠，在工厂现场业主增加了空调制冷量为120 kW的空调设备作为夏季通风的备用。目前为止，变配电室运行了5年其运行情况良好。

［1］工业与民用配电设计手册［M］.第3版.北京：中国电力出版社，2005.

［2］孙一坚.简明通风设计手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，1997.

［3］陆耀庆.实用供热空调设计手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，1993.

［4］全国民用建筑工程设计技术措施 暖通空调·动力［Z］.中国建筑标准设计研究所，2003.

［5］李善化.火力发电厂及变电所供暖通风空调设计手册［M］.北京：中国电力出版社，2001.