了解全国不同气候条件下柴油发电机房的通风量要求
自备柴油发电机作为备用电源、消防应急、人防战时应急设备,在民用建筑中设置十分普遍。由于发电机运行过程中发热量大,其通风设计一直是暖通专业的难点。以往设计的发电机房,很多工程项目实际设置的通风量,均无法满足发电机长期使用要求,要保障夏季室温低于35℃,几乎不可能。
按照《全国民用建筑工程设计技术措施》2009版(以下简称措施09)表4.4.1的要求发电机房的室温应小于35℃。如果发电机房采用空气冷却方式,则发电机房通风应按消除余热来确定通风量,则按措施09式4.1.5为:
L—通风换气量(m3/h)
Q—室内显热发热量(w)
t p—室内排风设计温度—按措施09取值为35℃
tn—送风温度—为发电机设置地夏季通风室外计算温度
为便于比较(1)式变换单位得:
通风量单位为m3/min
Q为冷却空气应带走的热量,不同厂家不同机型,数据不同,本文按措施09 P59推荐取值:
全封闭机组取发电机额定功率的0.3~0.35
半封闭机组取发电机额定功率的0.5
由式(1)可知冷却柴油发电机房所需的通风量与柴油机设置地气候关系极大。
下表以额定功率200 KW及400 KW全封闭及半封闭柴油发电机为例,计算其在不同气候条件下设置的冷却风量。
额定功率200kW发热量:
全封闭机发热量Q全=01 33×200=66kW
半封闭机发热量Q半=01 5×200=100kW
额定功率400KW发热量:
全封闭机发热量Q全=01 33×400=132kW
半封闭机发热量Q半=01 5×400=200kW
取全国典型城市,不同夏季通风计算温度按(2)式计算得到下表一:
表一 输出功率 200kW,400kW 不同气候条件下需要的通风量
表二 典型柴油发电机房进排风面积计算 (供参考)
从表一看出,要达到夏季机房设计温度不大于35℃的要求,对于夏季通风计算温度30℃及以上的城市,通风量是非常巨大的。对于夏季通风计算温度达35℃及以上的城市,完全不能采用空气冷却的方式。必须采用其他的冷却方式。过去发电机房通风设计基本上是以厂家给出的参数或者国家标准图集取值,没有按各地气候进行核算。表二为国家建筑标准设计图集-(备用电源)95D202-1~2之P18页表格部分:
比较表一和表二可知,国家标准图集给出的通风量基本上与夏季通风计算温度为26℃时的计算值吻合。也就是说按国标图集取值只适合大连,呼和浩特等寒冷地区。对于我国大部分地区,按该图集给出的通风量设计,无法保障机房温度低于35℃。柴油发电机本身占地面积小,一般机房面积在20~50m2以内,且大多设置于建筑地下室内,即使采用表格中提供的通风量,在设计过程中要合理设置进风竖井、百叶、排风竖井、百叶,同时还得避免冷热串风,需保障进排风口的距离,都是相当困难的,如果再5~10倍地增加进排风量,是完全不现实的。
由于柴油发电机房温度要求摘自《民用建筑电气设计规范》J GJ160,笔者不敢武断地认为此温度要求不对,只是想通过以上分析,指出采用空气冷却对于发热量极大的柴油发电机房,要全国统一,保持机房温度小于35℃,各地不同气候下通风量差别极大。是否有必要保持这一温度要求,应该由柴油发电机企业或研究机构做细致的工作,研究柴油发电机环境温度与发电机效率之间的关系,找到一个既必要又可行的机房温度值,这样才能彻底解决柴油机房的通风问题,使技术措施能有效执行。
分析(表一)风量数据可知,要使全国大部分地区,比如夏季通风计算温度32℃及以下地区,设计消除余热计算通风量与国家标准图集相符,必须将机房容许温度提高至40℃,这样才能使进排风温差大于8℃。是否能如变配电房一样采用40℃作为柴油机房的容许温度值?期待着同行及专家们关注这一问题,使之得到合理的解决。
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