何強(qiáng)

【摘要】此設(shè)計(jì)方案是在原有的發(fā)射臺(tái)站風(fēng)冷系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了大幅改進(jìn)，主要增加了對(duì)機(jī)房環(huán)境、潔凈度的要求，根據(jù)參數(shù)要求設(shè)計(jì)了配套的系統(tǒng)，同時(shí)采用了一種更高效的送冷方式，以上措施通過采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，最終達(dá)到了節(jié)能增效、提高設(shè)備運(yùn)行環(huán)境指標(biāo)的目的。

【關(guān)鍵詞】發(fā)射機(jī)房;風(fēng)冷系統(tǒng);潔凈度;冷凝器;自動(dòng)控制

中圖分類號(hào)：TN94? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2020.21.014

廣播電視發(fā)射臺(tái)站的主要設(shè)備是廣播電視發(fā)射機(jī)，由于設(shè)備功率大、發(fā)熱量高，直接空調(diào)制冷效果差、能耗高，為降低能耗，優(yōu)化機(jī)房運(yùn)行成本，一般均采用管道式送排風(fēng)方式進(jìn)行降溫，工作方式主要是把凈化過的室外風(fēng)送入發(fā)射機(jī)房，將設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的熱量輸送排出機(jī)房，降低機(jī)房運(yùn)行溫度。送風(fēng)系統(tǒng)主要包括進(jìn)風(fēng)口、空氣凈化裝置、送風(fēng)風(fēng)機(jī)、送風(fēng)管道、風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，排風(fēng)系統(tǒng)主要包括排風(fēng)管道、排風(fēng)風(fēng)機(jī)、排風(fēng)口、防雨裝置。這種系統(tǒng)有很大的局限性，主要表現(xiàn)在：①當(dāng)室外溫度低于室內(nèi)溫度時(shí)，送排風(fēng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)給設(shè)備降溫的效果，但是當(dāng)室外溫度高于室內(nèi)溫度時(shí)（比如夏季），就只能通過加裝室內(nèi)空調(diào)的方法進(jìn)行降溫。在夏季直接使用空調(diào)降溫，能耗高，經(jīng)濟(jì)性不好。②發(fā)射機(jī)房產(chǎn)生熱量大，需要較大的通風(fēng)量才能實(shí)現(xiàn)風(fēng)冷降溫，這就對(duì)進(jìn)風(fēng)口空氣凈化裝置提出了較高的要求，如果空氣凈化裝置凈化效果不達(dá)標(biāo)，會(huì)造成機(jī)房粉塵含量大，對(duì)發(fā)射機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性和使用壽命造成影響。如果空氣凈化裝置通風(fēng)量不夠，會(huì)造成機(jī)房降溫效果不好，也會(huì)形成負(fù)壓，機(jī)房粉塵含量也會(huì)加大。③系統(tǒng)缺乏自動(dòng)控制系統(tǒng)，不能夠根據(jù)機(jī)房降溫需要適時(shí)調(diào)整風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)，造成能源浪費(fèi)，或者形成負(fù)壓，機(jī)房不能保證潔凈度。

為了解決傳統(tǒng)進(jìn)排風(fēng)制冷系統(tǒng)存在的問題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一套新的風(fēng)冷系統(tǒng)，對(duì)原有機(jī)房進(jìn)行了改造，此次風(fēng)冷系統(tǒng)改造方案主要優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

①設(shè)計(jì)方案引入《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ19-87標(biāo)準(zhǔn)和《通風(fēng)與空調(diào)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50243-2002標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)設(shè)備運(yùn)行要求對(duì)機(jī)房潔凈程度提出了具體標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)機(jī)房裝修、結(jié)構(gòu)、空氣凈化裝置、風(fēng)機(jī)參數(shù)等提出了量化指標(biāo)。②設(shè)計(jì)方案采用下送風(fēng)上排風(fēng)的方式，進(jìn)風(fēng)通過地板下空間直接送入發(fā)熱設(shè)備內(nèi)部，降低空間冷量散失，冷卻效果好，效率高，節(jié)能減耗。③設(shè)計(jì)方案采用水冷空調(diào)，利用地下水制冷，電能消耗僅相當(dāng)于普通空調(diào)的三分之一。④設(shè)計(jì)方案將冷凝器直接置于每臺(tái)設(shè)備下部，通過送風(fēng)系統(tǒng)將冷量送入設(shè)備，制冷效率高。⑤設(shè)計(jì)方案中包含自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過風(fēng)壓傳感器、溫度傳感器、無(wú)極調(diào)速器、微電腦控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，保證機(jī)房正壓，并能夠根據(jù)機(jī)房降溫的需求適時(shí)調(diào)節(jié)所有進(jìn)排風(fēng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，也大大節(jié)省了空氣凈化耗材的消耗。⑥空調(diào)采用全送全排/送回風(fēng)切換模式，在保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，最大限度節(jié)約運(yùn)行功率，節(jié)約能源。

本次系統(tǒng)改造的發(fā)射機(jī)房位于海拔260米的山頂，屬于典型北溫帶大陸性氣候，冬季寒冷干燥，氣溫長(zhǎng)時(shí)間在零上8度到零下10度之間，夏季炎熱少雨，氣溫在30度到40度之間。由于山體植被覆蓋差，附近生產(chǎn)活動(dòng)多，造成常年空氣質(zhì)量差，空氣中粉塵含量大，這些環(huán)境條件都對(duì)機(jī)房運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。

本次改造的機(jī)房區(qū)域中設(shè)備運(yùn)行間共三間，分別為1號(hào)機(jī)房，發(fā)射設(shè)備8臺(tái)，2號(hào)機(jī)房，發(fā)射設(shè)備5臺(tái)，3號(hào)機(jī)房，發(fā)射設(shè)備6臺(tái)。設(shè)計(jì)潔凈間區(qū)域總面積280平方米，其中凈化送風(fēng)面積為200平方米，現(xiàn)場(chǎng)吊頂高度3米。整體三十萬(wàn)級(jí)凈化，溫度恒溫25攝氏度，相對(duì)濕度在50%±15%RH。方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)共包括三部分：

1.設(shè)備運(yùn)行間的結(jié)構(gòu)改造

為了達(dá)到降耗節(jié)能的要求，設(shè)計(jì)方案首先從物理結(jié)構(gòu)上對(duì)設(shè)備運(yùn)行間進(jìn)行改造，主要改造要點(diǎn)如下：

①三個(gè)設(shè)備運(yùn)行間按照指定位置安裝從地到頂?shù)母魤?，劃分為運(yùn)行區(qū)和觀察區(qū)。隔墻材質(zhì)可選用鋼化玻璃或凈化專用板材。要求隔墻表面光滑，不起塵，縫隙處采用無(wú)味密封膠填充，無(wú)死角，無(wú)積塵，最終達(dá)到氣閉隔離的效果。②每道隔墻中間按照指定位置安裝一扇檢修單門，可選用成品門，也可現(xiàn)場(chǎng)制作，厚度50mm，帶不銹鋼合頁(yè)，帶觀察窗，觀察窗尺寸400*300，不銹鋼執(zhí)手鎖。要求門體與隔墻整體風(fēng)格保持一致，不得破壞美感。③隔墻及門體按照要求，選用鋁型材或不銹鋼配件，表面處理為光面。④機(jī)房地面、墻面、房頂均按照防塵要求使用環(huán)氧樹脂材料處理。⑤所有防靜電地板高度提升50cm，預(yù)留下送風(fēng)空間和冷凝器安裝空間，注意保證下部空間的密閉性。⑥預(yù)留進(jìn)排風(fēng)管道進(jìn)出口、饋線出口、送風(fēng)夾墻、空調(diào)管道進(jìn)出口。

2. 風(fēng)冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 凈化空調(diào)及風(fēng)量計(jì)算

本項(xiàng)目?jī)艋瘏^(qū)域要求為30萬(wàn)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)凈化機(jī)組即可實(shí)現(xiàn)要求。因?yàn)闄C(jī)房設(shè)備總功率為25kw，且設(shè)備需要吸取室內(nèi)潔凈氣流降溫，根據(jù)《暖通空調(diào)設(shè)計(jì)指南》規(guī)定，每個(gè)潔凈空間滿足正壓要求，所需要風(fēng)量為3600CMH，運(yùn)行區(qū)設(shè)備吸風(fēng)總量為18500CMH，實(shí)現(xiàn)換氣8次/h。三個(gè)凈化區(qū)所需總制冷量為4.82萬(wàn)大卡。經(jīng)計(jì)算，本工程配置三臺(tái)凈化機(jī)組，第一臺(tái)、第二臺(tái)送風(fēng)量均為21000CMH。第三臺(tái)送風(fēng)量為20000CMH，配置制冷機(jī)組一臺(tái)，制冷量為5萬(wàn)大卡。室內(nèi)降溫采用風(fēng)機(jī)盤管降溫。每臺(tái)發(fā)射機(jī)均需要一一對(duì)應(yīng)一臺(tái)專用風(fēng)機(jī)盤管，抽取送入室內(nèi)的潔凈氣流進(jìn)行降溫，同時(shí)將潔凈氣流經(jīng)過降溫后送至精密設(shè)備下部，供設(shè)備降溫所用。

2.2 制冷系統(tǒng)平面設(shè)計(jì)圖：

2.3 通風(fēng)管道設(shè)計(jì)要點(diǎn)

①工程施工前將原有的排風(fēng)管道拆除一部分，并根據(jù)平面設(shè)計(jì)圖要求將發(fā)射機(jī)排列完畢，再進(jìn)行設(shè)備排風(fēng)口的改裝、連接。每臺(tái)設(shè)備安裝獨(dú)立的排風(fēng)管道，根據(jù)設(shè)備排風(fēng)量管道直徑340mm至670mm不等，外部安裝防雨罩，內(nèi)部與設(shè)備排風(fēng)口的連接。管道采用鍍鋅鋼板材質(zhì)角鐵法蘭風(fēng)管，吊裝安裝，同時(shí)在管道外部做好降噪和保溫，施工時(shí)應(yīng)特別注意轉(zhuǎn)角和過墻處理。②凈化送風(fēng)機(jī)組在室外安裝，安裝底部采用鍍鋅鋼管制作的底架支撐，安裝完畢后，采用風(fēng)管連接機(jī)組，并送至室內(nèi)。穿越墻體位置需開洞，預(yù)埋鋼制體過墻套管，開洞完畢需回填、密封、恢復(fù)原狀。③根據(jù)風(fēng)速要求，本工程所配置風(fēng)管采用鍍鋅鋼板材質(zhì)角鐵法蘭風(fēng)管。④送風(fēng)模式為為地下送風(fēng)。機(jī)組連接的風(fēng)管管道，通過送風(fēng)豎井，將氣流送入室內(nèi)地下技術(shù)夾層內(nèi)，通過格柵送風(fēng)地板，將清潔的氣流送至設(shè)備處，便于設(shè)備降溫。經(jīng)過設(shè)備循環(huán)后的高溫氣流通過排風(fēng)管道排出室外，保證室內(nèi)溫度。

3. 自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

自動(dòng)控制系統(tǒng)是整套風(fēng)冷系統(tǒng)的核心，根據(jù)設(shè)定的要求和外部環(huán)境變化，完成對(duì)系統(tǒng)各部分的調(diào)度，包括調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，調(diào)整制冷模塊工作狀態(tài)等，保證機(jī)房?jī)?nèi)部環(huán)境達(dá)到設(shè)計(jì)要求。其結(jié)構(gòu)主要包括室外＼室內(nèi)溫度傳感器、室外＼室內(nèi)風(fēng)壓傳感器、濕度傳感器、ECU、排風(fēng)＼送風(fēng)風(fēng)機(jī)電子調(diào)速器、可編程控制面板等，并連接制冷模塊控制總線和空氣凈化裝置，其實(shí)現(xiàn)的功能主要如下：

3.1 當(dāng)室外溫度低于設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉制冷模塊：

①室內(nèi)溫度高于設(shè)定值時(shí)，同步提高送＼排風(fēng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速;②室內(nèi)溫度低于設(shè)定值時(shí)，同步降低送＼排風(fēng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。

3.2 當(dāng)室外溫度高于設(shè)定值時(shí)，打開制冷模塊：

①室內(nèi)溫度高于設(shè)定值時(shí)，同步提高送＼排風(fēng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速;②室內(nèi)溫度低于設(shè)定值時(shí)，同步降低送＼排風(fēng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。

3.3 實(shí)時(shí)監(jiān)控室內(nèi)外風(fēng)壓差，通過調(diào)整送＼排風(fēng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，保證風(fēng)壓差達(dá)到設(shè)定值，保持機(jī)房正壓。

3.4 接收空氣凈化裝置告警信號(hào)，并告警。

自動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖如下：

4. 結(jié)束語(yǔ)

這套風(fēng)冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還涉及到無(wú)塵機(jī)房裝修，工業(yè)金屬管道工程施工，通風(fēng)與空調(diào)工程施工，壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵安裝，制冷設(shè)備安裝和工程施工，后期設(shè)備和管道的保溫工程，水冷制冷設(shè)備的調(diào)試要點(diǎn)等等多個(gè)方面，涉及的技術(shù)要點(diǎn)很多，由于篇幅限制，不再展開。

此次設(shè)計(jì)引入了制造領(lǐng)域潔凈廠房建設(shè)的思路、方法、規(guī)范和設(shè)備，并結(jié)合廣播電視發(fā)射臺(tái)站實(shí)際要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了廣播電視發(fā)射臺(tái)站技術(shù)裝備的與時(shí)俱進(jìn)。這套風(fēng)冷系統(tǒng)投入運(yùn)行，將能夠顯著提升發(fā)射臺(tái)站機(jī)房潔凈度，提高設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，使停機(jī)率大大下降。同時(shí)節(jié)能效果顯著，特別是在冬季、春季、秋季，即使在夏季也比以前節(jié)省四分之一的能耗。同時(shí)由于機(jī)房不再需要人工除塵，也降低了值機(jī)人員的工作量。

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