ضوابط طراحی تهویه مناسب اتاق‌های تابلو و ترانسفورماتور

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز، برای طراحی تهویه مناسب اتاق‌های تابلو و ترانسفورماتور‌ها، هوای اتاق باید شرایط مختلفی را برآورده کند. نکته مهم این است که دما نباید بیش از حد مجاز باشد. مقادیر محدودی برای رطوبت و کیفیت هوا، به عنوان مثال میزان گرد و غبار نیز ممکن است نیاز به کنترل داشته باشد.


تابلو و تابلو‌های با عایق گاز (پست‌های gis) دارای حداکثر دما کوتاه مدت ۴۰ درجه سانتیگراد و حداکثر مقدار ۳۵ درجه سانتیگراد برای میانگین ۲۴ ساعت است. الزامات نصب سازندگان باید برای ترانسفورماتور‌های کمکی، ترانسفورماتور برق و تاسیسات ثانویه رعایت شود. گزینه‌های مکانی برای تهویه نیز باید در نظر گرفته شود.

مقاطع مجاری تهویه ممکن است توسط محفظه‌های کمکی و ساختمان‌ها محدود شود. در صورت لزوم، گرمای تولیدی می‌تواند از طریق هواکش تخلیه شود.

در صورت نصب HVAC (تهویه هوا) و مجاری هوا، فضای مورد نیاز و پیکربندی باید در مراحل اولیه برنامه ریزی گنجانده شود.

درنهایت باید جنبه‌های اقتصادی از جمله تهیه و هزینه‌های عملیاتی و همچنین قابلیت اطمینان (منبع تغذیه اضطراری و پشتیبان) تهویه را در نظر گرفت. در دمای هوای بیرون تا ۳۰ درجه سانتیگراد، تهویه طبیعی به طور کلی کافی است. در دما‌های بالاتر این خطر وجود دارد که از دمای مجاز برای تجهیزات فراتر رود.



شکل ۱ – تهویه اتاق تابلو: الف) تهویه محفظه ساده، ب) تهویه محفظه با هود اگزوز بالای تابلو، ج) تهویه با کف کاذب، د) تهویه با سیستم خنک کننده چرخشی

راندمان تهویه تحت تأثیر تنظیمات و اندازه کانال هوای ورودی و خروجی، افزایش ارتفاع هوا (اندازه دریچه هوای ورودی نسبت به هوای خروجی)، مقاومت در مسیر هوا و دما است. تفاوت بین هوای ورودی و هوای خروجی. دریچه هوای ورودی و دریچه هوای خروجی باید به صورت مورب بر خلاف یکدیگر قرار بگیرند تا از اتصال‌های کوتاه تهویه جلوگیری شود.

اگرسطح مقطع تهویه مطبوع محاسبه شده یا دهانه خروجی برای اطمینان از تبادل هوا کافی ایجاد نشود، باید فن نصب شود. این فن باید برای مقدار لازم هوا و فشار پرشر طراحی شود.

اگر دمای اتاق فقط کمی بالاتر یا خیلی بالاتراز دمای مجاز بیرون بیرون باشد، از تجهیزات برودتی یا تهویه هوا برای کنترل دما استفاده می‌شود.

در اتاق‌های که از تجهیزات برودتی و یا سیستم‌های تهویه استفاده شده است و پرسنل در آن به مدت طولانی باید حضور داشته باشند باید قوانین مربوط به هوای اتاق استاندارد DIN ۱۹۴۶ رعایت شود

مقاومت مسیر هوایی به طور کلی این چنین است: R = R۱ +m۲ R۲

که:

R۱ مقاومت و شتاب در مجاری هوای ورودی.

R۲ مقاومت و مقاومت شتاب در مجرای خروجی

M نسبت متر از سطح مقطع A۱ مجرای ورودی هوا به مقطع A۲ مجرای خروجی

شکل ۲ ساختار متداول را نشان می‌دهد.



شکل ۲ – سطح مقطع از طریق سلول‌های ترانسفورماتور. الف) هوای ورودی از روی زمین و زیر ترانس هدایت می‌شود، هوای خروجی از طریق دریچه خروج بیرون میرود. b) همانطور که درهمانند شکل الف، اما بدون دود کش؛ ج) هوای ورودی از زیر سطح زمین هدایت می‌شود، هوای خروجی از طریق دریچه باز شده در دیواره محفظه ترانسفورماتور خارج می‌شود. د) محفظه ترانسفورماتور با فن

که

A۱ = مقطع هوای ورودی،

A۲ = مقطع هوای خروجی،

ارتفاع H = “دودکش”،

۱ = فن،

۲ = اسلات هوای اگزوز،

۳ = توری هوای ورودی یا شکاف هوا،

۴ = دامن،

۵ = سقف.

مقاومت کلی از مؤلفه‌ها در کنار هم تشکیل شده است. مقادیر زیر برای مقادیر مقاومت و شتاب می‌تواند برای تقریب اولیه استفاده شود:



** مقادیر کمتر برای نسبت سطح مقطع هوای تازه به سطح مقطع محفظه ۱: ۲ اعمال می‌شود، مقدار بیشتر برای ۱:۱۰.

محاسبه مقدار هوای خنک کننده:

با تصحیح دما و ارتفاع، موارد زیر برای جریان هوای ورودی اعمال می‌شود:

V ۰ = جریان هوای استاندارد در سطح دریا، p ۰ = ۱۰۱۳ mbar، T ۰ = ۲۷۳ K = ۰ ° C،
T ۱ = دمای هوای خنک کننده (در K)،
T ۲ = دمای هوای اگزوز (در K)،
g = شتاب گرانشی، g = ۹.۸۱ m / s ۲
H ۰ = ارتفاع از سطح دریا،
R L = ثابت گاز هوا، RL = ۰.۲۸۷ kJ / kg · K
c pL = ظرفیت حرارتی خاص هوا، c pL = ۱.۲۹۸ kJ / m ۳ · K
Q L = مقدار کل گرمای ناشی از تهویه: Q L = P V + ΣQ،
P V = از دست دادن قدرت دستگاه،
ΣQ = تبادل گرما با محیط.

در اتلاف برق و دمای زیاد، می‌توان از تشعشع خورشیدی و هدایت حرارتی از طریق دیوار‌ها را نادیده گرفت. سپس Q L = P V.
مثال 

در دمای هوای ورودی و خروج هوا، اتلاف برق Pv باید توسط تهویه طبیعی انجام شود. حجم هوای مورد نیاز باید محاسبه شود:

T ۲ = ۴۰ ° C = ۳۱۳ K،

T ۱ = ۳۰ ° C = ۳۰۳ K،

P V = ۳۰kW = ۳۰ kJ / s،

ارتفاع بالاتر از سطح دریا = ۵۰۰ متر

تجربه عملی نشان داده است که اگر ترانسفورماتور به طور مداوم با بار کامل کار نکند، می‌توان از سطح مقطع تهویه کاست، محفظه در سمت شمال است یا فواصل مناسب دیگری برای خنک کردن وجود دارد. بخش کوچکی از گرما نیز از طریق دیواره‌های محفظه از بین می‌رود.

اگر هوای گرم به طور مستقیم از منبع هوای گرم خارج شود، این باعث افزای اختلاف دمای موثر ∆θ به مقدار دمای هوای خارجی و دمای خروجی دستگاه می‌ود. این باعث می‌شود حجم هوای خنک مورد نیاز کاهش پیدا کند

محاسبه مقاومت در مجرای هوا و مقطع تهویه: براساس مثال در شکل ۲a موارد زیر اعمال می‌شود:


اگر مجرای اگزوز ۱۰ ٪ بزرگتر از مجرای هوای ورودی است، پس از آن:

m = A۱/A۲ = ۱/۱.۱ = ۰.۹۱ and m۲ = ۰.۸۳

سپس R = ۲.۹ + ۰.۸۳·۵.۵ = ۷.۵

نسبت‌های تهویه را می‌توان با فرمول زیر محاسبه کرد:

معادله عددی با ∆υ در K، H در m، P V در kW و A ۱ در m ۲.