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近年来,节能减排,发展低碳经济已经是当今世界的主题。电力是国家的能源基础产业,大型电力企业作为清洁能源的制造者,同时又是耗能大户,在节能与环保领域中扮演着重要的社会责任,已成为国家节能减排的重点领域。变电站节能减排的工作重点主要包括工艺设备部分和附属建筑及设备部分。本论文关注的重点是设备间空调方面的节能。
针对室内气流组织分布效果进行数值模拟的研究,在建筑领域内的应用已屡见不鲜,所涉及的领域也很广,然而专门针对电力系统变电站典型设备间这一特殊场所的研究在国内尚属空白。本文运用CFD模拟软件FLUENT的暖通空调专用模块(Airpak),对变电站典型设备间的气流组织进行数值模拟,对室内的温度场和速度场进行研究。
变电站典型设备间内电气盘柜的发热量是室内的主要热源,对室内气流组织有着重要的影响,因此如何获得设备间内电气盘柜的发热量便是进行数值模拟的先决条件。本文首先提出假设,假定电气盘柜设备的发热量在全年范围内基本保持稳定。通过实验测量变电站典型设备间的相关热工参数,计算设备间的冷热负荷,然后依据热平衡原理计算出电气盘柜的散热量。
根据计算和测量的相关参数,利用Airpak软件建立变电站典型设备间的模型,由Fluent求解器对冬季变电站典型设备间的气流组织进行数值模拟。分析不同设备间的温度场和速度场的分布特点,指出设备问气流组织存在的问题,并提出相应的优化方案和建议。同时论文将模拟值与现场的实测值进行了分析比较,验证了采用Airpak模拟变电站典型设备间气流组织的准确性和可行性。
研究的过程中,可以得到以下一些结论:1)针对继保室这样的典型设备间,宜采用多风口分散布置的送回风的空调方式,且垂直方向上送风,这样能使房间的温度分布更为均匀。2)散流器送风方式,比较适合于通讯室、直流室等,室内电气盘柜较少,布置较为简单的设备间。3)蓄电池室冬季使用自然对流加机械排风的通风方式,能保证电池组的通风,但在夏季效果较差。
本文的研究成果对变电站这类建筑物的空调系统设计,选择合理的气流组织提高空调系统的加热或者降温效果,从而节约能源有一定的现实指导意义。