SVG室散热防尘和除湿经济的智能化改造方案

智能尘密通风除湿自洁系统改造方案

——通风、散热、尘密、自洁和除湿的卓越表现

1 沙尘暴中卓越通风防尘的案例

1.1 沙尘暴天气的苛刻性

      每年春天沙尘暴比往年都来得多，来得猛。21年4月15日又有一次大强度的沙尘暴席卷北方，

      图1.1是张家口地区沙尘暴的实况发布，图1.2是场站沙尘实况。

1.2 沙尘暴天气的苛刻性

     1） 案例1

     地点及天气状况

      该SVG位于张家口地区，在2020年进行了智能通风防尘改造，每年都经历多次沙尘暴的大考。

      智能通风防尘方案改造状况，参见图1.3、图1.4和图1.5。

     设备配置与安装

     在21年4月15~16日强烈沙尘暴的天气中， 该SVG室配置的智能尘密通风除湿自洁系统配置加强滤材自洁的控制逻辑，运行良好，既防止了沙尘暴进入SVG时，同时沙尘没有堵塞滤材，通风保持通畅，SVG室内无负压产生。

     2）案例2

     地点及天气状况

      该SVG集装箱位于内阿拉善附近区域，沙尘天气非常频繁，采用其它防尘方案改造过，但防尘效果一般，但更容易产生负压和集装箱内温升过高，缺乏室内环境检测和智能自动控制，又采用本方案进行二次改造

     设备配置与安装

     3）沙尘暴期间，卓越散热与尘密的效果展示

     3.1）室内空气质量优

       SVG室外处于沙尘暴天气，但SVG室内的灰尘颗粒浓度≦12ug/m³（根据空气质量定义，灰尘颗粒浓度≦50ug/m³，为优质空气级别），为非常优质的空气级别，见图1.6

   即使装了内外空气隔绝散热装置，室内的灰尘颗粒浓度通常≦12ug/m³。

     3.2）沙尘暴过后，SVG室内地面洁净如镜

     沙尘暴过后，进入SVG室观察，其地面无灰尘积覆，见视频 

     3.3）系统自洁功能卓越，无堵塞，通风通畅

  经过沙尘暴的考验，智能通风防尘系统的滤材自洁功能卓越，无堵塞、通风通畅，室内温升≦6℃。

     3.4）SVG室内无负压

     由于无堵塞、通风通畅，室内无负压。

1.3 SVG改造除湿效果典型案例

      地点及天气状况   

      该SVG所在场站位于内蒙阴山附近，夏季多雨，冬天多雪，SVG经常由于潮湿造成故障停机，业主采用在SVG外部盖了房子，见图1.8，并采用其它防尘和水的分离装置进行改造，但每年仍由于潮湿凝露和灰尘造成SVG跳闸停机，并停机后经常能在SVG装置上发现凝露水珠，且存在灰尘和负压问题。

      设备配置与安装

      配置智能尘密通风除湿自洁系统，其中通风尘密除湿装置安装在SVG集装箱进风窗、现场控制箱安装在SVG控制室、远程操控系统安装在用户中控室，见图1.9。

     卓越散热尘密和除湿效果展示

     散热尘密效果显著，不再赘述。

     除湿效果非常明显，22年7月22日，当地一天下雨，场站大气湿度≧90%RH，参见图1.10（当地旗县湿度）。

     通过该系统的自动除湿，在进风量≧56K m³/h 工况下，SVG集装箱的湿度≦68%RH（见图1.11），湿度降低了20%RH之多，在雨天气大进风量的工况下，很好解决了除湿的难题。

2 SVG灰尘和潮湿问题成因简析

2.1 灰尘进入的原因

1）滤材在强风压下，不能防灰尘

     强迫风冷散热的电气设备，存在大量灰尘进入的问题，通常是因为通风散热装置（如过滤风窗、防尘滤网）防尘等级≦IP5X而造成的。

     依据标准，IP5X防尘等级的过滤风扇或防尘网，仅适用于非强迫风冷（无强迫空气对流的静态）的电气设备防尘，不适用在强迫风冷电气设备的防尘。

     SVG进风滤材所承受的压力分析

     SVG进风窗的面积通常在1㎡左右，SVG所配置离心风扇运行时产生的压强通常≧500Pa，那么集中在1㎡的进风窗滤材上抽力≧500N，相当于50Kg物体重力的抽力，因此防尘效果的好坏关键是滤材在大风压产生的抽力下，宏观和微观都不变形。

     SVG、逆变器（变流器）及各种强迫风冷的电气设备本身配置离心风扇或轴流风扇，风扇运行产生高风压、大风量，配置常规IP5X通风滤尘装置是不能防灰尘进入的，这是灰尘进入的主要原因，应该采用IP6X级别的通风滤尘装置。

2）不符合防尘标准

  标准：标准GB4208-2017外壳防护等级（见图1-3），IP5X（即防尘5级别）不能防止灰尘进入，因此采用IP5X的通风过滤装置不能防止灰尘进入，根据该标准在强迫风冷工况下且要求防尘等级，应符合尘密IP6X的标准（即防尘6的标准）。

3）通风滤尘装置缺少自洁功能，从而灰尘进入，增加人工和降低发电量

     通风防尘滤材使用一段时间后，灰尘被滤材挡住而灰尘积累在滤材，如果不能及时自动清灰（自洁），灰尘堵塞滤材，在离心风扇的强风压下，滤材承受压力到了一定程度，灰尘会被压力拉进电气设备内。

     缺少防堵塞功能，不但会增加人工成本，同时还会还在影响发电量，原因是滤材被堵塞后，通风量下降，集装箱内温度上升，被迫人为调低发电功率，从而降低发电量。

4）负压的产生

     负压是由于SVG进风窗滤材堵塞，在SVG所配离心风扇强大风压下，产生的负压，解决办法是智能自动控制进行滤材自洁，保持能较长时间通风良好和无堵塞。

2.2 潮湿的成因及常用解决方案

2.2.1 成因分析

1）液态水（即雨水）进入

     雨雪天气，雨、雪在风压下，被抽入集装箱。

     该情况，采用耐风压防水的IP65防水等级即可，通常进风速在≦4m/s工况下，雨雪应不进入；

2）气态水（水蒸气）进入

     雨雪雾天气时，空气湿度几乎100%湿度，在SVG等电气设备强迫风冷散热，气态水蒸气随空气被抽入SVG装置内，因而SVG容易产生因潮湿凝露而产生各种故障。

     气态水是空气中的一种成分，其分子量（18）小于空气平均分子量（29），空气能进去的地方，气态水蒸气更容易进入。

3）温差变化，产生潮湿凝露

     逆变器运行时，其本身和集装箱内温度均高，待机状态时，发热量微小，温度快速下降，由于快速温差变化，容易产生潮湿凝露。

2.2.2 气态水除湿防凝露的常用方案

1）空气降温冷凝的方法除湿

降温冷凝的方法除湿，即采用主动降温将气态水冷凝成液态水排掉，该除湿方案利用的是降温部气态水析成液态水原理：温度下降，空气承载的绝对水蒸气量下降，因而降一部分气态水冷凝成了液态水排掉，从而除湿。

该除湿方法以工业除湿机和冷凝除湿机为代表。工业除湿机通常用在库房、厂房等几乎无大量空气交换对流的工况。

由于风冷SVG装置是空气易交换型结构，尤其是运行时，每小时几万甚至十几万立方米空气的对流，将雨雾天气时100%湿度空气将至70%，在大气温度28℃、风量≧40Km³工况下，每小时需要的除水量≧330Kg。

2）热胀降低相对湿度的方法除湿

热胀降低相对湿度的方法除湿，即采用加热升温将气态水的相对湿度降低，该除湿方案利用的热胀原理：升温时，含水蒸气的空气膨胀，分子距离变大，水蒸气分子距离也随之变大，相对湿度降低，即使空气中含有较大的绝对水蒸气量，但是也能降低相对湿度，从而除湿。

温度上升，湿度降低，那么水蒸气去哪里了呢？主要是气体膨胀，扩大体积，减少了单位体积内的水蒸气量。

3 SVG的智能尘密通风除湿自洁系统方案

威能通公司采用SVG智能尘密通风除湿自洁系统方案，解决SVG通风散热、防尘和除湿防潮的问题，同时还可以对原配离心风机进行各路独立变频调速改造。

SVG智能通风防尘和除湿方案的重点功能：

1） 检测与控制

SVG室内的温度、湿度和灰尘浓度实时检测，并根据参数自动控制通风、防尘、清灰和除湿，形成SVG内部微环境闭环控制

自动控制，手动远程控制（解决异常天气情况的环境控制）

2） 通风散热且防灰尘方案

2.1） 采用IP65防护等级进风窗，保障高效通风散和完好防尘

配置IP65防尘级别的过滤风扇及风窗（已通过中国合格评定国家认可委员会（CNAS）机构IP65防护等级型式检验），保障强迫风冷对流散热（即存在内外压差≦2Kpa且空气对流的工况下，即动态），防止灰尘进入。

防护等级IP6X：设备正常工作周期壳内的气压低于周围大气压力, 例如热循环效应引起，在压差≦2KPa 时，应无灰尘进入，简称动态防尘或尘密，该测试标准针对柜体内外存在强迫空气循环时，也须是防尘的；

2.2） 配置自动滤材自洁功能，以灰尘防堵塞滤材

该系统能根据温度和灰尘浓度，自动控制IP65过滤风扇清洁被滤材挡住的灰尘，以保障通风散热良好和延长滤材使用的期限，降低维护更换间隔和成本。

该功能也很好的解决了滤材透尘的隐患。

2.3） 滤材需要清理提示

该系统自动根据室内温度和灰尘浓度，提示滤材清理或更换的需求信息，更加智能运维和更好的保障SVG室运行环境良好。

3） 防液态水（雨水）进入方案

配置IP65防尘级别的过滤风扇及风窗，防水级别提升至IPX5，该产品在进风速≦4m/s工况下，仍能防止雨水进入。

注：根据GB/T 4208-2017《外壳防护等级（IP 代码）》为防止室外大雨时体水进入，SVG进风窗应符合防水级别IPX5并应通过CNAS试验室型式试验测试

防水级别IPX5的测试方法：每单独通风滤尘装置，每分钟喷射水12.5升，连续喷3分钟，应无水进入。

4） 气态水（水蒸气）除湿防凝露

我们采用热胀降低相对湿度的方法除湿。

由于SVG通风量巨大，需要对巨大风量实时除湿，工业除湿机的能耗太大，且占用较多空间，而影响SVG内的电气安全距离。

采用热胀降低相对湿度的方法，有两种：进风界面除湿和SVG室内露点控制除湿。

4.1）进风界面处除湿

SVG运行时，采用进风界面处除潮，对潮湿的进气流进行除湿，空气进入室后，SVG运行时发热，借助SVG运行时产生的热量，使湿度继续下降到50~70%，这样空气中的气态水就不会对SVG设备产生危害。

进风界面除湿，可应用在SVG运行和SVG停机时除湿，系统会根据实时温度、湿度状况，自动进行除湿。

5） SVG原配离心风机的变频改造

智能通风防尘系统可检测达32台离心风机所在SVG装置的温度，并可将数据提供给系统控制器，系统控制器可根据采集到的各SVG的温度，独立PID调速控制各离心风机的转速，以使发热量与散热能力匹配，进行有效散热。

6） 中控室闭环监控

配置中控室监控箱，实现中控室对SVG室内的环境数据监视，也可以实现远程手动操作，如雪天时，可远程手动控制滤材外表面清雪，或者湿度异常时等。

7） 针对性方案

每个SVG室（集装箱）灰尘状况、潮湿状况，都有自有独特性，我司经验丰富，善于根据SVG室的特点和难点做出针对性方案。

4 经济性与维护性分析

4.1 初装经济性好

本SVGIP65尘密通风除湿系统方案，经济性好：

1）初装成本低，能够为用户节省成本；

2）施工方便，布线少、快捷；

3）大幅度节省上新水冷SVG的成本。

4.2 运行经济性好

1）运行耗电低：某17Mvar的SVG改造后运行1年半，耗电约1.4万度，月均耗电≦800KWH，图5.1为与空调方案对比的耗电费用。

1）人工维护成本低：具有自动控制功能，自动通风散热、自动自洁，减少了大量人工维护成本，开门式设计结构，维护非常便利；

2）耐候性强：全金属设计，耐高温、耐低温，产品生命周期长

4.3 智能化程度好

1）远程监控：SVG室（集装箱）内，实时温度、湿度和灰尘浓度检测与显示，远程可启停控制和设置参数，解决SVG运行时人员不便进入而无法监控的难题；

2）自动运行：自动加强通风散热、自动自洁、自动除湿和自动保护等等

4.4 可集成扩展SVG离心风机变频调速改造

本方案可扩展SVG原配离心风机变频调速改造，实现风量与温度正比例控制，既满足通风散热，又有效减少大气温度低时的进风量（雨、雪、沙尘天气，往往温度低，风量低，单位时间内灰尘积累少，结合自洁功能，能更长效的免维护），还能大量节省电费

5 联系我们

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