CN113972565B - 一种预制舱变电站的防潮防凝露系统 - Google Patents
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Abstract
本种发明公开了一种预制舱变电站的防潮防凝露系统，包括通风调节组件、辅助加热组件、除湿组件、反馈管理组件以及综合管理组件；通风调节组件用于调节舱内的风流风速；所述辅助加热模块用于提升舱内的温度；除湿组件用于对舱进行除湿工作；反馈管理组件用于实时检测舱内的温度、湿度以及压力情况，并将所检测到的数据传输至综合管理组件；所述综合管理组件分别和所述通风调节组件、辅助加热组件、除湿组件相连接，用以根据所接收到的数据来控制所述通风调节组件、辅助加热组件、除湿组件的工作模式。针对不同的工作环境，通过检测数据，启动最优方案，确保舱的环境处于正常工作环境范围，提高效率的同时节约资源。
Description
技术领域
本发明涉及防潮防凝露技术领域，具体涉及一种预制舱变电站的防潮防凝露系统。
背景技术
随着电力行业对智能电网的绿色发展提出了更高的要求，预制舱变电站的应用满足了智能电网绿色发展的需求，其基于户外箱式变电站产品的成熟制造技术，结合“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”的要求，将变电站一次、二次系统设备在工厂内安装调试好装入一个可移动、密封、防潮、防锈的多层预制舱体内，实现系统集成化、生产工厂化、装配模块化、施工简单化地“四化”电站建设，是一种创新的快速配送式建站模式。
智能变电站预制舱的应用使变电站建设效率得到很大的提高，因预制舱应用场所广泛，工作环境复杂，尤其在广东地处南亚热带季风气候且临海，高温、高湿、高盐的海洋性大气环境，容易引起凝露，腐蚀等情况。研究表明，预制舱电站中出现潮湿及凝露现象主要是由于环境温度与空气温度温差比较大，缺少空气流通，水蒸气无法排除，预制舱内蒸气容易饱和，当舱体内部或表面温度低于露点温度，就会形成凝露。若预制舱内电气设备长期处于这种环境下运行，凝露水与电气设备接触会破坏其绝缘性能，设备的金属结构将逐渐生锈而破坏其使用效果。现解决方案中最为常见的方法是使用空调对舱体除湿，空调除湿的方法对于大空间舱体成本过高，噪音大，污染严重；对于小空间舱体除湿能力过剩，浪费资源。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种预制舱变电站的防潮防凝露系统。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种预制舱变电站的防潮防凝露系统，包括通风调节组件、辅助加热组件、除湿组件、反馈管理组件以及综合管理组件；
所述通风调节组件用于调节舱内的风流风速，使舱内形成强制通风系统，形成正压，加速舱内的空气流通，将原本舱内的气流挤压排出，在舱内湿度大于舱外湿度时，舱内外气流进行交换，使舱内部空气一直处于非饱和状态，破坏凝露形成的条件；
所述辅助加热模块用于提升舱内的温度；
所述除湿组件用于对舱进行除湿工作；
所述反馈管理组件用于实时检测舱内的温度、湿度以及压力情况，并将所检测到的数据传输至综合管理组件；
所述综合管理组件分别和所述通风调节组件、辅助加热组件、除湿组件相连接，用以根据所接收到的数据来控制所述通风调节组件、辅助加热组件、除湿组件的工作模式。
进一步地，所述通风调节组件包括空气调节设备，风道和通风控制模块；所述空气调节设备与风道连接，所述风道置于舱顶部并开设不同孔径风口；所述通风控制模块用于接收综合管理组件的控制命令来控制空气调节设备的工作。
进一步地，所述空气调节设备具有通风与制冷功能并置于舱内部，所述风道置于舱内顶部，所述空气调节设备与舱外环境连接处设置进风口，所述进风口装有吸湿材料与百叶窗，所述风道设置均匀通风孔且孔径沿着轴向逐渐增大。
进一步地，所述通风调节组件根据根据舱内、外的压强值Pin与Pout，并控制Pin-Pout>Npa，其中N为设定值；所述通风控制模块根据舱内部环境的温度值Tin与压强值Pin以及舱内、外相对湿度Bin、Bout控制通风调节组件的工作模式；
工作模式1：当Bin>Bout，且Bout小于50％时，所述通风控制模块启动通风模式，此时的功率为W1；
工作模式2：当Bin<Bout<50％时，所述通风控制模块关闭所述百叶窗；当50％<Bin<Bout且舱内环境温度Tin的取值大于28摄氏度时，所述通风控制模块启动制冷模式并关闭所述百叶窗，此时通风调节组件的功率为W2；其中W2表示为：
其中，ma为空气质量，h1和h2分别为初始状态和结束状态的空气焓值，C为空气的比热容，ΔT为始末状态的温度差，Pa是环境压强，T1为初始状态的舱内环境温度，V为舱内体积，R为常数。
进一步地，所述辅助加热组件包括电加热装置和加热控制模块，所述加热控制模块根据综合管理组件的控制指令来控制电加热装置的工作；所述除湿控制组件包括除湿装置和除湿控制模块，所述除湿控制模块根据综合管理组件的控制指令来控制除湿装置的工作。
进一步地，所述除湿装置与所述电加热装置安装位置根据预制舱的流场数值解析结果确定。
进一步地，所述加热控制模块根据舱内环境温度值Tin，舱内相对湿度值Bin调节加热功率；
工作模式3：当Tin>T2s且舱内相对湿度Bin>50％时，启动所述电加热装置，此时加热功率W3；其中Tin的取值范围为[26，38]摄氏度，露点温度T2s与舱内环境温度Tin、舱内相对湿度Bin的关系如下：
ma为空气质量，h1和h2分别为初始状态和结束状态的空气焓值，Pa是环境压强，T1为初始状态的舱内环境温度，V为预制舱内体积，R为常数。
进一步地，所述除湿控制模块根据预制舱内部环境相对湿度值Bin以及所设置的相对湿度目标值B1调节所述除湿装置的工作模式；
工作模式4：当相对湿度Bin≥50％且Tin的大于等于38摄氏度时，启动所述除湿装置，并将相对湿度降低至50％及以下，此时所述除湿装置的总功率为W4；
工作模式5：当相对湿度Bin≤B1≤50％时，所述除湿装置停止。
进一步地，所述的预制舱变电站的防潮防凝露系统还包括信息传输模块，所述所述信息传输模块将分别与通风控制模块，加热控制模块，除湿控制模块共享数据，并将数据集中存储于所述综合管理组件。
进一步地，所述综合管理组件基于所述信息传输模块传输的数据进行分析处理，选择功率最小的工作模式，并作用于对应的控制模块；
当工作模式2，工作模式3重叠时，优先工作模式2；
当工作模式2，工作模式4重叠时，优先功率小的模式
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：
所述通风调节组件用于调节舱内的风流风速，使舱内形成强制通风系统，形成正压，加速舱内的空气流通，将原本舱内的气流挤压排出，在舱内湿度大于舱外湿度时，舱内外气流进行交换，使舱内部空气一直处于非饱和状态，破坏凝露形成的条件；针对不同的工作环境，通过检测数据，启动最优方案，确保舱的环境处于正常工作环境范围，提高效率的同时节约资源。
附图说明
图1是本发明的一个实施结构例中预制舱变电站结构示意图；
图2是本发明的一个实施结构例中风道结构示意图；
图3是本发明的一个实施例方式的结构示意图；
图4是本发明的一个空气焓湿图h-d(t<50℃)图。
附图中：1、通风调节组件；11、空气调节设备；12、风道；13、通风控制模块；14、进风口；121、通风孔；141、吸湿材料；142、百叶窗；2、辅助加热组件；21、电加热装置；22、加热控制模块；3、除湿控制组件；31、除湿装置；32、除湿控制模块；4、反馈管理组件；41、温度传感器；42、湿度传感器；43、压力传感器；5、综合管理组件；6、信息传输模块。
具体实施方式
实施例：
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接、信号连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
下面将结合图1至图4，描述本发明实施例的一种预制舱变电站的防潮防凝露系统，包括通风调节组件1，辅助加热组件2，除湿控制组件3，反馈管理组件4，综合管理组件5以及信息传输模块6。
其中，通风调节组件1包括空气调节设备11，风道12和通风控制模块13，所述通风控制模块13对所述空气调节设备11进行智能控制，所述空气调节设备11与风道12紧密连接，启动所述空气调节设备11通过所述风道12给预制舱输送气流，使舱内形成强制通风系统，形成微正压，加速舱体内部的空气流通，将原本舱体内部的气流挤压排出，在舱内湿度大于舱外湿度时，舱内外气流进行交换，使预制舱内部空气一直处于非饱和状态，破坏凝露形成的条件；所述风道12置于预制舱顶部并开设不同孔径风口，保证气流分布均匀；
该辅助加热组件2包括电加热装置21和加热控制模块22，所述除湿控制组件3包括除湿装置31和除湿控制模块32，所述除湿装置31与所述电加热装置21安装位置根据预制舱的流场数值解析结果确定。
舱内处于高温低湿环境时，可启动通风调节组件1对舱内进行通风制冷工作；舱内处于高温高湿环境时，可启动除湿控制组件3对舱内进行除湿工作；当舱内处于低温高湿环境时，可启动辅助加热组件2对舱内进行升温工作；当舱内处于低温低湿环境时，系统无需操作。
该反馈管理组件4包括温度传感器41，湿度传感器42，压力传感器43。所述温度传感器41与所述湿度传感器42设定位置依据预制舱的流场数值仿真结果确定，用于检测舱体内部的温度，湿度；所述温度传感器41与所述湿度传感器42对舱体内部的温湿度数据实时检测，所述压力传感器43对舱体内部的压力数据实时检测，所述信息传输模块6对数据进行实时传输，再通过所述综合管理组件5进行动作控制通风调节组件1、辅助加热组件2、除湿组件2的工作，以通过智能化管理方式保证预制舱除凝露方法的智能性。
具体地，所述温度传感器41，所述湿度传感器42和所述压力传感器43收集数据信息储存到所述综合管理组件5，通过所述信息传输模块6传输，在云端，显示屏，上位机等显示端显示测量数据，可直观显示实时测量数据，方便记录观察；所述综合管理组件5控制所述通风调节系统1，所述辅助加热组件2和所述除湿系统3，针对不同的工作环境，启动最佳方案，提高效率的同时降低能耗。
一些实施例中，如图1，图2所示，所述空气调节设备11具有通风与制冷功能并置于预制舱内部，方便调节舱体内部的空气流动与温度，所述风道12置于预制舱内顶部，能够及时冷却干燥舱体内部设备向上散发出的高温气体，所述空气调节设备11与舱外环境连接处设置进风口14。
优选地，所述进风口14装有吸湿材料141与百叶窗142，采用物理除湿的方法，形成除湿防线，保证干燥的气流进入所述风道12，所述风道12设置均匀通风孔121且孔径沿着轴向逐渐增大，由所述空气调节设备11将干燥的气流输送入所述风道12后，再通过所述通风孔121将气流均匀地输送到舱体内部，孔径从所述风道12两端到中间，孔径逐渐增大的方式开设，保证气流分布均匀，避免风在所述风道12两端部分泄露完。
优选地，所述通风控制模块13根据预制舱内、外的压强值Pin与Pout；并控制Pin-Pout>Npa，其中N为设定值，取值范围为[5，15]，所述通风控制模块13计算预制舱内外压强差，且压强差大于设定值N，其中N的取值设定为[5，15]的原因是使预制舱内部形成微正压，利用压强作用排出舱内气流；所述通风控制模块13根据预制舱内部环境设置的温度值Tin与压强值Pin控制通风调节系统的工作模式，多参数判断控制保证操作准确性，减少不必要的操作；
例如，工作模式1：当Bin>Bout，且Bout小于50％时，所述通风控制模块13启动通风模式，舱内外形成通风状态，直接利用舱外低湿度流风降低舱内湿度，此时的功率为W1；
例如，工作模式2：当Bin<Bout<50％时，所述通风控制模块13关闭所述百叶窗142，避免受舱外湿度影响且可减少功耗；当50％<Bin<Bout且舱内环境温度Tin的取值大于28摄氏度时，所述通风控制模块13启动制冷模式并关闭所述百叶窗142，降低舱内温度，此时舱外温度高过于舱内温度，在舱外形成凝露，舱内保持冷却干燥，此时通风调节系统的功率为W2；其中W2表示为：
其中，ma为空气质量，h1和h2分别为初始状态和结束状态的空气焓值，C为空气的比热容，ΔT为始末状态的温度差，Pa是环境压强，T1为初始状态的舱内环境温度，V为预制舱内体积，R为常数。如此，通过上述方式，能耗最小。
优选地，所述辅助加热组件2中的所述电加热装置21的数量大于等于1，根据预制舱的流场数值解析结果确定所述电加热装置21的数量，为预制舱量身定做；所述加热控制模块22根据所述反馈管理组件4的舱内环境温度值Tin，舱内相对湿度值Bin调节加热功率，所述电加热装置及时调节舱内温度，减小舱体温度的波动幅度，可有效避免产生凝露；
例如，工作模式3：当Tin<T2s(露点温度)且舱内相对湿度Bin>50％时，启动所述辅助加热组件2，及时提高舱内温度，使舱内温度高于露点温度，减小舱内含湿量，此时加热功率W3；其中Tin的取值范围为[26，38]摄氏度，Tin过低会容易达到环境的露点温度，过高会影响舱内设备的正常工作，露点温度T2s与舱内环境温度Tin、舱内相对湿度Bin的关系如下：
其中，ma为空气质量，h1和h2分别为初始状态和结束状态的空气焓值，Pa是环境压强，T1为初始状态的舱内环境温度，V为预制舱内体积，R为常数。如此，通过上述方式，能耗最小。
优选地，所述除湿控制组件3中的除湿装置31的数量大于等于1，根据预制舱的流场数值解析结果确定所述除湿装置31的数量，所述除湿控制模块32根据预制舱内部环境相对湿度值Bin以及所设置的相对湿度目标值B1调节所述除湿装置31的工作模式；
例如，工作模式4：当舱内相对湿度Bin≥50％且Tin的大于等于38摄氏度时，启动所述除湿装置31，并将相对湿度降低至50％及以下，舱内温度大于等于38℃时，不宜采用升高舱内温度的方法，采用所述除湿装置31对舱内除湿，以降低空气中的含湿量，此时所述除湿装置31的总功率为W4；
例如，工作模式5：当相对湿度Bin≤B1≤50％时，所述除湿装置31停止，系统无需一直工作，减少功耗。如此，通过上述方式，能耗最小。
优选地，所述信息传输模块6将分别与通风控制模块13，加热控制模块22，除湿控制模块32共享数据，并将数据集中存储于所述综合管理组件5数据共享，便于实时监控数据及时做出反馈；数据主要包括舱内环境温度Tin，外界环境温度Tout，舱内环境相对湿度Bin，舱外环境相对湿度Bout，舱内环境压强Pin，舱外环境压强Pout；工作模式1的功率W1，工作模式2的功率W2，工作模式3的功率W3，工作模式4的功率W4。
优选地，所述综合管理组件5，基于所述信息传输模块6传输的数据进行分析处理，及时做出计算判断，选择功率最小的工作模式，并作用于对应的控制模块；
值得说明的是，当工作模式2，工作模式3重叠时，优先工作模式2，所述预制舱舱内正常工作温度不宜过高，会对舱内设备的工作状态产生影响，首选工作模式2通风冷却对舱内设备工作状态影响小；
当工作模式2，工作模式4重叠时，通过计算判断，优先选择功耗小的模式，达到减少功耗的效果；
其中W4＝105×ρV(x2-x1)÷1000×1.2，x2为除湿前空气含湿量(g/kg)，x1为除湿后空气含湿量(g/kg)，分别由对应的舱内环境温度Tin和舱内相对湿度Bin查h-d图所得。其中，ρ是舱内环境大气密度，V为预制舱内体积，T1为初始状态的舱内环境温度，R为常数。
优选地，所述预制舱的分舱采用T型交叉接头焊接拼装，所述预制舱与土建基础段焊固定，所述预制舱拼装缝隙部分为防水密封材料填充。
例如，所述预制舱过大，无法整装运输，可以采用分舱运输，现场拼接，所述预制舱的分舱采用T型交叉接头焊接拼装，T型交叉接头焊接拼装可以固定分舱，减小拼接缝隙，提高预制舱的稳定性；所述预制舱与土建基础段焊固定，可以固定所述预制舱与土建基础，减小焊接变形；所述预制舱拼装缝隙部分为防水材料密封填充，分舱焊接缝隙采用防水密封胶等防水物质填充，所述预制舱与土建基础段焊缝隙采用刮腻子粉，水泥，涂防水密封胶等方式填充，控制好拼接缝隙的误差小于10mm，从结构方面防止水汽渗透进入舱体，形成除湿一道防线。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种预制舱变电站的防潮防凝露系统，其特征在于，包括通风调节组件、辅助加热组件、除湿组件、反馈管理组件以及综合管理组件；
所述通风调节组件用于调节舱内的风流风速，使舱内形成强制通风系统，形成正压，加速舱内的空气流通，将原本舱内的气流挤压排出，在舱内湿度大于舱外湿度时，舱内外气流进行交换，使舱内部空气一直处于非饱和状态，破坏凝露形成的条件；
所述辅助加热组件用于提升舱内的温度；
所述除湿组件用于对舱进行除湿工作；
所述反馈管理组件用于实时检测舱内的温度、湿度以及压力情况，并将所检测到的数据传输至综合管理组件；
所述综合管理组件分别和所述通风调节组件、辅助加热组件和除湿组件相连接，用以根据所接收到的数据来控制所述通风调节组件、辅助加热组件和除湿组件的工作模式；
所述通风调节组件包括空气调节设备，风道和通风控制模块；所述空气调节设备与风道连接，所述风道置于舱顶部并开设不同孔径风口；所述通风控制模块用于接收综合管理组件的控制命令来控制空气调节设备的工作；
所述空气调节设备具有通风与制冷功能并置于舱内部，所述风道置于舱内顶部；所述空气调节设备与舱外环境连接处设置进风口，所述进风口装有吸湿材料与百叶窗，所述风道设置均匀通风孔且孔径沿着轴向逐渐增大；
所述通风调节组件根据舱内压强值P in与舱外的压强值P out，并控制P in - P out > N pa，其中N为设定值；所述通风控制模块根据舱内部环境的温度值T in与压强值P in以及舱内相对湿度B in、舱外相对湿度B out控制通风调节组件的工作模式；
工作模式1：当B in > B out，且B out小于50%时，所述通风控制模块启动通风模式，此时的功率为W1；
工作模式2：当B in <B out < 50%时，所述通风控制模块关闭所述百叶窗；当50%< B in <B out且舱内环境温度T in的取值大于28摄氏度时，所述通风控制模块启动制冷模式并关闭所述百叶窗，此时通风调节组件的功率为W2；其中W2表示为：
其中，为空气质量，/>和/>分别为初始状态和结束状态的空气焓值，/>为空气的比热容，/>为始末状态的温度差，/>是环境压强，/>为初始状态的舱内环境温度，/>为舱内体积，/>为常数；
所述辅助加热组件包括电加热装置和加热控制模块，所述加热控制模块根据综合管理组件的控制指令来控制电加热装置的工作；所述除湿组件包括除湿装置和除湿控制模块，所述除湿控制模块根据综合管理组件的控制指令来控制除湿装置的工作；
所述加热控制模块根据舱内环境温度值T in，舱内相对湿度值B in调节加热功率；
工作模式3：当T in > T 2s且舱内相对湿度B in> 50%时，启动所述电加热装置，此时加热功率W3；其中T in的取值范围为[26，38]摄氏度，露点温度T 2s与舱内环境温度T in、舱内相对湿度B in的关系如下：
为空气质量，/>和/>分别为初始状态和结束状态的空气焓值，/>是环境压强，/>为初始状态的舱内环境温度，/>为预制舱内体积，/>为常数。
2.如权利要求1所述的预制舱变电站的防潮防凝露系统，其特征在于，所述除湿装置与所述电加热装置安装位置根据预制舱的流场数值解析结果确定。
3.如权利要求1所述的预制舱变电站的防潮防凝露系统，其特征在于，所述除湿控制模块根据预制舱内部环境相对湿度值B in以及所设置的相对湿度目标值B 1调节所述除湿装置的工作模式；
工作模式4：当相对湿度B in ≥ 50%且T in的大于等于38摄氏度时，启动所述除湿装置，并将相对湿度降低至50%及以下，此时所述除湿装置的总功率为W4；
工作模式5：当相对湿度B in ≤ B 1 ≤ 50%时，所述除湿装置停止。
4.如权利要求3所述的预制舱变电站的防潮防凝露系统，其特征在于，还包括信息传输模块，所述信息传输模块将分别与通风控制模块、加热控制模块和除湿控制模块共享数据，并将数据集中存储于所述综合管理组件。
5.如权利要求4所述的预制舱变电站的防潮防凝露系统，其特征在于，所述综合管理组件基于所述信息传输模块传输的数据进行分析处理，选择功率最小的工作模式，并作用于对应的控制模块；
当工作模式2，工作模式3重叠时，优先工作模式2；
当工作模式2，工作模式4重叠时，优先功率小的模式。
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