CN112528380A - 电房通风环境优化方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电房通风环境优化方法及系统，该方法包括：计算电房内变压器总功率的损耗量P变，计算风机排风量Lf，建立电房和变压器三维结构模型，电房上的出风口风量等于风机排风量Lf，通过ANASYS软件，对同排量出风口不同风道位置的电房和变压器三维结构模型的温度场进行仿真分析，从不同风道位置方案中选择最佳的设计方案。本申请提供的上述方案，通过ANASYS软件，对同排量出风口不同风道位置的电房和变压器三维结构模型的温度场进行仿真分析，再从不同风道位置方案中选择最佳的设计方案，从而可以显著提高电房中的通风效果，改变了以往风机安装位置全凭经验的情况。

Description

电房通风环境优化方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种电房通风环境优化方法及系统。
背景技术
目前大中型城市的配电站房通常分布于城中村、居民楼一层及地下室，而配电房中的供电设备往往需要通风散热以保证安全稳定运行。在设备运行过程中，由于电房通风设计缺乏指导，风机物资一般为轴流风机，不同类型的电房安装的风机型号和数量都是一样的，其通风散热效果不好，且风机运行噪音大，往往引起周边居民的投诉，而通过自然通风往往不足以满足设备的通风散热需求，通过加装空调或新风机的方式又大大增加了开支。
发明内容
基于此，有必要针对现有电房通风效果不好的问题，提供一种电房通风环境优化方法及系统。
本发明提供了一种电房通风环境优化方法，该方法包括：
计算电房内变压器总功率的损耗量P变；
计算风机排风量Lf，所述
Figure BDA0002845906430000011
其中，Q＝P变，Cp为空气比热容1005kj/(kg*℃)，ρ为空气密度1.11kg/m3，ΔT为电房内外空气温差；
建立电房和变压器三维结构模型，所述电房上的出风口风量等于所述风机排风量Lf；
通过ANASYS软件，对同排量出风口不同风道位置的电房和变压器三维结构模型的温度场进行仿真分析；
从不同风道位置方案中选择最佳的设计方案。
上述电房通风环境优化方法，通过ANASYS软件，对同排量出风口不同风道位置的电房和变压器三维结构模型的温度场进行仿真分析，再从不同风道位置方案中选择最佳的设计方案，从而可以显著提高电房中的通风效果，改变了以往风机安装位置全凭经验的情况。
在其中一个实施例中，所述P变＝0.8×Pe+P0，其中Pe为变压器总功率的负载损耗，P0为变压器总功率的空载损耗。
在其中一个实施例中，所述建立电房和变压器三维结构模型，包括：
判断所述电房的面积是否超过阈值；
若所述电房的面积未超过阈值，则在所述电房上设置一个进风口和一个出风口。
在其中一个实施例中，所述进风口上设置有百叶窗，所述出风口上设置有风机。
在其中一个实施例中，所述进风口和所述出风口朝向所述电房外侧的一侧上均设置有防雨罩。
在其中一个实施例中，所述出风口朝向所述电房内侧的一侧上设置有滤网。
在其中一个实施例中，所述风机上设置有温度传感器，所述温度传感器与所述风机上的控制器连接。
在其中一个实施例中，所述判断所述电房的面积是否超过阈值之后，该方法还包括：
若所述电房的面积超过阈值，则在所述电房上设置至少两个出风口。
在其中一个实施例中，所述在所述电房上设置至少两个出风口之后，该方法还包括：
计算出风口上的总声压级Lp，所述Lp＝10lg[10(Lp1/10)+10(Lp2/10)]，其中，Lp1为第一声源的声压级，dB；Lp2为第二声源的声压级，dB。
本发明还提供了一种电房通风环境优化系统，该系统包括：
第一计算单元，用于计算电房内变压器总功率的损耗量P变；
第二计算单元，用于计算风机排风量Lf，所述
Figure BDA0002845906430000031
其中，Q＝P变，Cp为空气比热容1005kj/(kg*℃)，ρ为空气密度1.11kg/m3，ΔT为电房内外空气温差；
建立单元，用于建立电房和变压器三维结构模型，所述电房上的出风口风量等于所述风机排风量Lf；
分析单元，用于通过ANASYS软件，对同排量出风口不同风道位置的电房和变压器三维结构模型的温度场进行仿真分析；
选择单元，用于从不同风道位置方案中选择最佳的设计方案。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的电房通风环境优化方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的电房中不同风道位置的设计；
图3为本发明一又实施例提供的电房中不同风道位置的设计；
图4为本发明一实施例提供的最优风道位置设计。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
如图1所示，本发明一实施例提供了一种电房通风环境优化方法，该方法包括：
步骤110，计算电房内变压器总功率的损耗量P变；
步骤120，计算风机排风量Lf，
Figure BDA0002845906430000051
其中，Q＝P变，Cp为空气比热容1005kj/(kg*℃)，ρ为空气密度1.11kg/m3，ΔT为电房内外空气温差；
步骤130，建立电房和变压器三维结构模型，电房上的出风口风量等于风机排风量Lf；
步骤140，通过ANASYS软件，对同排量出风口不同风道位置的电房和变压器三维结构模型的温度场进行仿真分析；
步骤150，从不同风道位置方案中选择最佳的设计方案。
具体地，本申请在建立电房和变压器三维结构模型之前，首先获取电房的材料属性和变压器的参数，然后根据电房的材料属性和变压器的参数利用3D建模软件对电房和变压器中的各部件进行初始的几何建模，得到电房和变压器的三维模型；随后利用有限元前处理软件将上述三维模型进行有限元网格划分，并将有限元网格模型的参数与电房和变压器的参数相匹配，得到电房和变压器的有限元网格模型；最后通过ANASYS软件，对同排量出风口不同风道位置的电房和变压器三维结构模型的温度场进行仿真分析，得到电房和变压器温度场结果及温度分布云图，然后从不同风道位置方案中选择最佳的设计方案。
采用上述技术方案，通过ANASYS软件，对同排量出风口不同风道位置的电房和变压器三维结构模型的温度场进行仿真分析，再从不同风道位置方案中选择最佳的设计方案，从而可以显著提高电房中的通风效果，改变了以往风机安装位置全凭经验的情况。
在一些实施例中，本申请中的P变＝0.8×Pe+P0，其中Pe为变压器总功率的负载损耗，P0为变压器总功率的空载损耗。
在一些实施例中，本申请中的建立电房和变压器三维结构模型，包括：
判断电房的面积是否超过阈值；
若电房的面积未超过阈值，则在电房上设置一个进风口和一个出风口。
如图2、图3并结合图4所示，其中01为电房、02为变压器、03为百叶窗、04为风机，当电房上设置一个进风口和一个出风口时，在进风口上设置百叶窗03，在出风口上设置风机04，此时，百叶窗03和风机04的位置可以为图2中(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)、(i)、(j)、(k)、(l)或图3中的(m)、(n)、(o)、(p)、(q)、(r)、(s)、(t)、(u)、(v)、(w)、(x)所示，通过对上述24种类百叶窗03和风机04的位置仿真分析，得出进风口正对变压器时散热效果最好。
在一些实施例中，为了避免进风口和出风口上雨水流到电房内部，本申请在进风口和出风口朝向电房外侧的一侧上均设置有防雨罩。
在一些实施例中，本申请中的出风口朝向电房内侧的一侧上设置有滤网，该滤网具备防锈性能，网孔大小应满足防止小动物进入、又不堵塞灰尘的要求，例如滤网中的网孔大小为10mmx10mm。
在一些实施例中，为了方便风机的启动，本申请中的风机上设置有温度传感器，温度传感器与风机上的控制器连接。
当温度传感器检测到电房内的温度超过阈值时，温度传感器将检测信号发送给控制器，控制器控制风机启动，当温度传感器检测到电房内的温度低于阈值时，温度传感器将检测信号发送给控制器，控制器控制风机关闭。
在一些实施例中，本申请中的判断电房的面积是否超过阈值之后，该方法还包括：
若电房的面积超过阈值，则在电房上设置至少两个出风口。
同时计算出风口上的总声压级Lp，Lp＝10lg[10(Lp1/10)+10(Lp2/10)]，其中，Lp1为第一声源的声压级，dB；Lp2为第二声源的声压级，dB，通过计算可得，声压级相同的噪音叠加，噪音增加3dB。
本发明还提供了一种电房通风环境优化系统，该系统包括：
第一计算单元，用于计算电房内变压器总功率的损耗量P变；
第二计算单元，用于计算风机排风量Lf，
Figure BDA0002845906430000071
其中，Q＝P变，Cp为空气比热容1005kj/(kg*℃)，ρ为空气密度1.11kg/m3，ΔT为电房内外空气温差；
建立单元，用于建立电房和变压器三维结构模型，电房上的出风口风量等于风机排风量Lf；
分析单元，用于通过ANASYS软件，对同排量出风口不同风道位置的电房和变压器三维结构模型的温度场进行仿真分析；
选择单元，用于从不同风道位置方案中选择最佳的设计方案。
应当理解，上述系统中记载的诸单元或模块与参考图1描述的方法中的各个步骤相对应。由此，上文针对方法描述的操作和特征同样适用于系统及其中包含的单元，在此不再赘述。系统可以预先实现在电子设备的浏览器或其他安全应用中，也可以通过下载等方式而加载到电子设备的浏览器或其安全应用中。系统中的相应单元可以与电子设备中的单元相互配合以实现本申请实施例的方案。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电房通风环境优化方法，其特征在于，该方法包括：
计算电房内变压器总功率的损耗量P变；
计算风机排风量Lf，所述
Figure FDA0002845906420000011
其中，Q＝P变，Cp为空气比热容1005kj/(kg*℃)，ρ为空气密度1.11kg/m3，ΔT为电房内外空气温差；
建立电房和变压器三维结构模型，所述电房上的出风口风量等于所述风机排风量Lf；
通过ANASYS软件，对同排量出风口不同风道位置的电房和变压器三维结构模型的温度场进行仿真分析；
从不同风道位置方案中选择最佳的设计方案。
2.根据权利要求1所述的电房通风环境优化方法，其特征在于，所述P变＝0.8×Pe+P0，其中Pe为变压器总功率的负载损耗，P0为变压器总功率的空载损耗。
3.根据权利要求1所述的电房通风环境优化方法，其特征在于，所述建立电房和变压器三维结构模型，包括：
判断所述电房的面积是否超过阈值；
若所述电房的面积未超过阈值，则在所述电房上设置一个进风口和一个出风口。
4.根据权利要求3所述的电房通风环境优化方法，其特征在于，所述进风口上设置有百叶窗，所述出风口上设置有风机。
5.根据权利要求3或4所述的电房通风环境优化方法，其特征在于，所述进风口和所述出风口朝向所述电房外侧的一侧上均设置有防雨罩。
6.根据权利要求4所述的电房通风环境优化方法，其特征在于，所述出风口朝向所述电房内侧的一侧上设置有滤网。
7.根据权利要求4所述的电房通风环境优化方法，其特征在于，所述风机上设置有温度传感器，所述温度传感器与所述风机上的控制器连接。
8.根据权利要求3所述的电房通风环境优化方法，其特征在于，所述判断所述电房的面积是否超过阈值之后，该方法还包括：
若所述电房的面积超过阈值，则在所述电房上设置至少两个出风口。
9.根据权利要求8所述的电房通风环境优化方法，其特征在于，所述在所述电房上设置至少两个出风口之后，该方法还包括：
计算出风口上的总声压级Lp，所述Lp＝10lg[10(Lp1/10)+10(Lp2/10)]，其中，Lp1为第一声源的声压级，dB；Lp2为第二声源的声压级，dB。
10.一种电房通风环境优化系统，其特征在于，该系统包括：
第一计算单元，用于计算电房内变压器总功率的损耗量P变；
第二计算单元，用于计算风机排风量Lf，所述
Figure FDA0002845906420000021
其中，Q＝P变，Cp为空气比热容1005kj/(kg*℃)，ρ为空气密度1.11kg/m3，ΔT为电房内外空气温差；
建立单元，用于建立电房和变压器三维结构模型，所述电房上的出风口风量等于所述风机排风量Lf；
分析单元，用于通过ANASYS软件，对同排量出风口不同风道位置的电房和变压器三维结构模型的温度场进行仿真分析；
选择单元，用于从不同风道位置方案中选择最佳的设计方案。
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