简析变频器电气房间的通风系统

耿迎旭

(辽宁省水利水电勘测设计研究院 沈阳 110006)

黄 欣 马 坤

(大连市供水有限公司 116021)

大伙房水库输水应急入连工程中，鞍山泵站和盖州泵站的副厂房均配置了变频器。由于这种电气设备散热量大，约有3%的电功率以散热方式消耗;同时所在电气房间的温度影响系统运行的可靠性及功率元件的使用年限，因此为了使变频器能长期正常和安全地运行，对变频器所在电气房间的温度要求很严格，为－5～45℃，稳定变化应不大于5℃/h。

1 变频器散热方式

变频器的通风散热方式，根据电气房间变频器的布置，共有6种方式:

a.排风管道散热。

b.分体或柜式空调制冷散热。

c.空气水冷器散热。

d.排风管道+空气水冷器散热。

e.排风管道+空调制冷散热。

f.封闭独立循环制冷散热。

鞍山泵站和盖州泵站的副厂房采用排风管道散热方式。变频器顶部排风机出口距室内屋顶距离不大于2.5m，通风管道系统安装距离较短，且通风管道可以无障碍直接穿出屋面至室外，因此通过变频器顶部排风机接口，直接安装通风管道穿出屋面，将热风排出室外。如下图所示。

排风管道散热方式图

2 排风管道散热方式特点

排风管道散热方式的主要特点如下:

a.主要适合现场环境清洁、空气中灰尘少，并且环境温度能够满足设备运行稳定要求的场合。

b.如果变频器顶部自带风机距室外出风口较近(小于2.5m，中间无转折)，出风口可不装设辅助排风机。如果出风口的现场施工存在不便，风道需要有转折，则应该考虑装设风机强迫排风排，排风机的排风量必须不小于变频器顶部自带风机的排风量。

c.注意事项。百叶进风口面积必须足够大，防止室内形成负压。进风口必须装设方便拆卸的防尘过滤网，防尘过滤网必须定期更换、冲洗。

d.排风管道材料。采用喷漆的冷轧钢板、镀锌钢板或不锈钢。

e.百叶进风口的下边沿不能过低，一般在距地面0.5～1.0m 处。该工程百叶进风口的下边沿距地面0.6m。

f.排风管道散热的优缺点。优点:由于是直接排除废热气体，通风系统结构简单，成本低，可靠性高，散热效果好，使变频器周围的散热环境良好。缺点:不能使用于现场比较脏，灰尘比较大的环境。

g.出风口、进风口的选置。排风管道散热效果的好坏与变频系统放置的地点、进风口位置、出风口位置有着密切关系。

ⓐ出风口与周围障碍物的距离不得小于1m，不能设置在迎风处，出风口处的环境压强不应高于标准大气压，不能向密闭的环境、放置有发热电器的环境、高温环境等排放变频系统热风。由于变频器使用的风机正常情况是逆时针旋转，因此出风口不得设计成逆着风机旋转的方向;

ⓑ进风口要远离灰尘源、热源，尽量靠近变频系统吸风的地方;

ⓒ通风管道出风口风速一般控制在10m/s 以内。

h.风道散热计算。变频器的排风量由两部分组成:功率柜的排风量和变频柜的排风量。其中，功率柜的排风量占2/3，变频柜的排风量占1/3。

假定进风口的风速v 不超过4m/s，由通风量计算公式Qf=Sv 可知，进风口的面积S≈Qf/v。如果百叶进风口面积越小，则进风速度就越大，那么空气所携带的灰尘就会越多、颗粒就越大，防尘滤网就很容易积存灰尘，发生堵塞，从而造成送风量减小、维护的工作量加大，变频室容易造成负压，散热效果不好。

风冷系统的散热原理为

式中 △Q——系统总的耗损功率;

△t——空气进口与出口的温差;

Qf——总的通风量;

Cp——空气的比热为1.0kJ/(kg·℃);

ρ——空气的密度为1.29kg/m3。

3 其他常用的排风方式

排风管道散热是很高效实用的散热方式，如果施工现场情况允许，应多采用这种方式。经常用到的还有以下的几种排风方式。

a.房间隔层加向外排热。此方式主要使用在电气房间较小，且障碍物较多，或者室内变频器布置较多的场合。在变频器顶部风机下方安装隔层，将送风区、排风区分开，在房间下部设置送风口(尽量接近变频器吸风口)，在隔层上方设置排风口，并且要把系统的散热风机改成前后出风的形式。

b.通风管道加排风机。如果变频器顶部风机距出风口较远，或者出风口的现场施工存在不便，风道需要有转折，则可以考虑装设风机强迫排风，排风机的排风量必须不小于变频器顶部风机的排风量。在房间下部设置送风口(尽量接近变频器吸风口)，通过变频器顶部排风机接口，安装通风管道、排风机，将热风排出室外。

c.房间隔层加排风机向外排热。在变频器顶部风机下方安装隔层，将送风区、排风区分开，在房间下部设置送风口(尽量接近变频器吸风口)，在隔层上方的墙壁上装设排风机(1台或者多台)，其排风量一定不能小于系统总风机的排风量。

d.导风板加排风机。用于变频器顶部风机出风口离墙太近、开放式进风的场合，可以避免系统吹出的热风再次进入系统再循环;或用于出风口至墙体间有障碍物，不能安装风道或者隔层的场合。导风板的角度与系统离墙的距离有关;排风机的安装高度与系统离墙的距离及导风板的角度有关。