预制舱（集装箱）应用

智能散防洁系统的充电桩应用

     智能环控系统在预制舱(集装箱)应用

     概述

     智能环控系统具有很好解决场站预制舱和现场的电气设备集装箱散热、除湿、保温、防尘、防雨水和潮气入、换气和消防联动的需求,保障电气设备稳定和安全运行。

     智能环控系统可单独或与空调联动运行，大幅节电降碳,节能率≧90%，既能助力用户节能省钱增效，还能助力降低碳排放，是优秀电气设备预制舱或集装箱的优秀环境解决方案。

     适用的预制舱(集装箱)类型

     环境和安全需求

1）散热：箱内放置大量发热电气柜或装置，因此需要良好散热,保障温度适宜

2）防尘：箱内的电气柜或装置上的电路板和导体,容易被灰尘覆盖而发热、烧毁,因此既需风冷散热，且防尘等级也须达到IP6X，解决风冷散热时灰尘进入的隐患

3）防雨水、除湿和防凝露：野外安装，其散热气流通道防水等级应≧IPX5，解决散热或换气的进气流,将雨雪抽进的难题

     雨雪雾天气时，散热的进出气流会产生除湿、凝露；

     箱体会有抽潮气效应，会从地基和电缆沟抽入潮气,然后由于温差，造成箱内侧壁和顶部凝露和滴水的隐患

4）保温：冬季寒冷地区，需要保持箱内适宜的温度，尤其是储能电池集装箱更需要保温和防低温，因此利用其内部设备自发热来保温，就能保温和防低温，还大量节能降碳

5）安全性：常规机柜除水除冰系统中的加热膜,在反复高、低温循环工况下，破裂、老化，最终放电、漏电的问题,甚至失火的隐患

6）换气及换气量,，根据标准DL/T5035-2016，换气次数默认6次/小时(可设置)

7）节能降碳，所配置空调耗电极高，不符合节能和双碳政策的要求。根据实际情况,发热量与空调制冷量约为1:1.5时，温升约8K,对应发热量与空调耗能比例为1:0.5，即:2.5MW PCS双向变流器集装箱须配置约50KW制冷量空调,对应耗电量约15KW发热量5KW的预制舱舱，须配置7.5KW制冷量空调,对应耗电量约2.5KW

8）消防联动要求：根据标准DL/T5035-2016，消防报警信号时,应能关闭外气循环流风道、防止火灾扩大蔓延

9）智能运行、减免人工，须解决室外设备分散广，运维时长等。

     单独空调散热的优缺点

1）优点：内外可完全密封，具有制冷散热功能，同时防灰尘效果好

2）缺点

▲  降温难

     降温所需的空调制冷倍数

     住宅与商用楼的常规制冷倍数

     住宅内的热源基本就是人的发热量和电视等发热量，20平房间发热量(热源)按照200W，需要配置1.5P空调(制冷量3500W，耗电量1.1KW)，制冷量是发热量的17.5倍，才能有效降温。

     工业电气设备所需空调制冷倍数 

     根据考察实际安装空调的电气设备或电气房间，以及实际做发热源与空调降温的温升试验得出的结论： 

     空调制冷量≈(0.5*发热量)时,温升约17K；

     空调制冷量≈(1*发热量)时,温升约12K

     空调制冷量≈(2*发热量)时,温升约6K

     空调制冷量≈(3*发热量)时,温升约0K

     空调制冷量≧2.5*电气设备发热量时，温升才可能会是0，即外部大气温度35℃时，内部温度也是35℃。

     制冷量与发热量相等时，为什么温升还那么高?

     根据实际考察和试验，发现空调制冷量≈(1*发热量)时,温升约12K,这打破了我们常规认知,因为制冷量与发热量相等时，不应该有温升了才对，但实际温升却高达12K。

     在试验中发现，原因是空调外机的周围形成了热岛，由空调内机为中心温度逐渐由高到低，而空调的最终散热也是通过外机利用温差将热量散热大气中，但是由于热岛的存在，外机周围的温度比大气温度通常高出≧15K，因而实际空调外机排风口的散热温差不是与大气温度的温差,而是与热岛周围的温差，即大气温度35℃，外机热岛的温度约50℃，因此制冷量与发热量相等时，温升还是很高，须增加制冷量补偿热岛与大气的温差,，才能有效降低温升和降温。

     空调制冷散热的实际温升案例：

     某北方电气室内的电气设备发热量约80KW，配置4台空调，制冷量共104KW，耗电40KW,实际温升12℃。

     21.7.7日下午15时左右，室外温度28℃,室内温度40℃，见下图

     高温天气时，处于隐患运行状态：当地7月温度高达34℃，则室内温度可达46℃

                                                                       电气室发热设备、空调参数及室内实际温度

▲  耗电费极高

     空调的散耗比约2.5:1，即散热功率（空调即制冷量）2.5KW，耗电功率1KW,在常年运行的预制舱、储能双向变流器(PCS)和储能电池集装箱，耗电量就非常巨大了

      2.5MW的储能集装箱，发热功率预计120KW，采用空调制冷方案,经过实践,测试至少配置制冷功率250KW的空调，才能在夏季将集装箱内部温度控制在与大气温度持平的状况，即大气温度35℃时，集装箱内部环境温度35℃。

▲  凝露隐患频发

     空调出风口温度往往≦20℃，而电气设备运行发热而循环排出的热空气≧40℃，两股气流交汇,20K的温差，循环排出的湿度30%RH，都能产生凝露,这也就电气预制舱或集装箱电气元件和顶部凝露的原因。

▲  缺少换气功能

     根据标准DL/T5035-2016，电气预制舱或集装箱，应每小时换气内外换气6次，而空调往往没有换气功能。

     但是还需要换气,这样换气时，室外的高温空气遇到空调的低温控制，很容易在顶部产生凝露，并滴落,造成闪络、放电甚至烧毁、炸毁。

     智能环控机及系统解决预制舱或集装箱环控方案 

     智能环控机及系统可有效解决电气预制舱或集装箱环境控制的整体需求，并能大幅节能降碳,具体性能和功能如下：

▲  有效散热：散热功率8KW、16KW、24KW、36KW和64KW，并可组合；如：2.5MW储能系统，PCS双向变流器集装箱配置32KW或36KW散热功率的环控机及系统，对应5MWH的储能集装箱配置3套36KW(48KW)的环控机及系统。

▲  有效防尘方案：:防尘等级IP6X，空气对流压差≦2kPa工况下，即外循环通道开启,强迫风冷时，仍完好防尘，解决IP5X通风过滤装置在有气压差的强迫风冷散热工况下，不防尘的难题；

▲  有效防雨水方案：防水等级IPX5防喷水，同时进风速3.5m/s时，即外循环通道开启,强迫风冷时，防水等级仍达到IPX5，解决了需要散热的工况，遇雨雪天气雨雪进入箱变的隐患；

▲  有效除湿方案：内外湿度势差的气流外循环风干除湿、气流内循环进行均温均湿和加强烘干除湿、可增配联动冷凝除湿，除湿量（散热功率4KW规格:除湿量≧5L/h；散热功率8KW规格:除湿量≧10L/h）、雨天量化关合风门减少或防止潮气进入；保温，低温天气，自动量化关合外气流循环通道，进行保温（苛刻低温天气,可保温使箱内部温度≧10℃）；

▲  保温方案：低温天气，自动量化关合外气流循环散热通道，利用设备运行自发热进行保温（苛刻低温天气,可保温使塔基内部温度≧10℃），无需加热耗电或些微加热，大幅节能；

▲  消防报警联动关闭外气流通道：根据标准DL/T5035-2016和消防要求，收到消防报警信号时，具有自动关闭空气外循环通道（风门）、风扇、加热器等功能,防止火灾扩大或蔓延；

▲  自洁,减免人工：智能自维，自动清洁滤材灰尘，减免人工；

▲  工作友好环境，通过散热、防尘、防雨水、除湿和保温等内部环境管理，建立夏天不热、冬天不冷、沙尘天气无沙尘、雨天无潮湿的适宜人员适宜工作和维护的友好环境 

▲  耗电量分析完全采用环控机及系统的耗电费分析如下：

▲  智能自维，减免人工

     自洁、风阻动态量化管理散热量与散热裕量、智能内外湿度势差量化管理风干除湿量

▲  替换空调或联动空调

     天气温度≦30℃的地区，可以替换空调；

     天气温度>30℃的地区，大气温度≦30℃时，智能环控运行散热,温度>30℃时，联动空调运行，既能节能增效,还能解决高温天气的散热问题。

▲  环控机及系统与工业空调性能、功能和节能增效对比