1、沙尘暴中卓越通风防尘的案例
1.1 沙尘暴天气的苛刻性
今年春天沙尘暴比往年都来得多，来得猛。今年4月15日又有一次大强度的沙尘暴席卷北方
图1.1是张家口地区沙尘暴的实况发布，图1.2是场站沙尘实况。
1.2 SVG改造状况
该SVG位于张家口地区，在2020年进行了智能通风防尘改造，正好迎来了2021年多次沙尘暴的大考。
智能通风防尘方案改造状况，参见图1.3、图1.4和图1.5。
1.3 卓越防尘效果展示
在4月15~16日强烈沙尘暴的天气中， 该SVG室配置的智能通风防尘系统配置加强滤材自洁的控制逻辑，运行良好，既防止了沙尘暴进入SVG时，同时沙尘没有堵塞滤材，通风保持通畅，SVG室内无负压产生。
1）沙尘暴期间，SVG室内环境保持为优质天气状况
SVG室外处于沙尘暴天气，但SVG室内的灰尘颗粒浓度≦12ug/m³（根据空气质量定义，灰尘颗粒浓度≦50ug/m³，为优质空气级别），为非常优质的空气级别，见图1.6。
即使装了内外空气隔绝散热装置，室内的灰尘颗粒浓度通常≦12ug/m³。
图1.6 SVG室内灰尘浓度、温度及运行状况
2）沙尘暴过后，SVG室内地面洁净如镜
沙尘暴过后，进入SVG室观察，其地面无灰尘积覆，见视频。
3）智能通风防尘系统自洁功能卓越，无堵塞，通风通畅
经过沙尘暴的考验，智能通风防尘系统的滤材自洁功能卓越，无堵塞、通风通畅，室内温升≦6℃。
4）SVG室内无负压
由于无堵塞、通风通畅，室内无负压。
如此卓越表现，如何做到的呢？请看下面灰尘、潮湿的成因分析、对应措施和能耗分析。
2、SVG灰尘和潮湿问题成因简析
2.1 灰尘进入的原因
1）滤材在强风压下，不能防灰尘
强迫风冷散热的电气设备，存在大量灰尘进入的问题，通常是因为通风散热装置（如过滤风窗、防尘滤网）防尘等级≦IP5X而造成的。
依据标准，IP5X防尘等级的过滤风扇或防尘网，仅适用于非强迫风冷（无强迫空气对流的静态）的电气设备防尘，不适用在强迫风冷电气设备的防尘。
SVG进风滤材所承受的压力分析
SVG进风窗的面积通常在1㎡左右，SVG所配置离心风扇运行时产生的压强通常≧500Pa，那么集中在1㎡的进风窗滤材上抽力≧500N，相当于50Kg物体重力的抽力，因此防尘效果的好坏关键是滤材在大风压产生的抽力下，宏观和微观都不变形。
SVG、逆变器（变流器）及各种强迫风冷的电气设备本身配置离心风扇或轴流风扇，风扇运行产生高风压、大风量，配置常规IP5X通风滤尘装置是不能防灰尘进入的，这是灰尘进入的主要原因，应该采用IP6X级别的通风滤尘装置。
图2.1 SVG内部灰尘严重积累
注：防尘等级性能简述
防护等级IP5X：外壳内压力与周围大气压力相同时，无灰尘进入，简称静态防尘（即柜体内外无空气循环时，防尘），但有内外压差而空气内外对流时，不能防尘
防护等级IP6X：设备正常工作周期壳内的气压低于周围大气压力, 例如热循环效应引起，在压差≦2KPa时，应无灰尘进入，简称动态防尘或尘密，该测试标准针对柜体内外存在强迫空气循环时，也须是防尘的
2）通风滤尘装置缺少自洁功能，从而灰尘进入，增加人工和降低发电量
通风防尘滤材使用一段时间后，灰尘被滤材挡住而灰尘积累在滤材，如果不能及时自动清灰（自洁），灰尘堵塞滤材，在离心风扇的强风压下，滤材承受压力到了一定程度，灰尘会被压力拉进电气设备内。
缺少防堵塞功能，不但会增加人工成本，同时还会还在影响发电量，原因是滤材被堵塞后，通风量下降，集装箱内温度上升，被迫人为调低发电功率，从而降低发电量。
3）负压的产生
负压是由于SVG进风窗滤材堵塞，在SVG所配离心风扇强大风压下，产生的负压，解决办法是保持通风良好和无堵塞。
2.2 潮湿的成因及常用解决方案
2.2.1 成因分析
1）液态水（即雨水）进入
雨雪天气，雨、雪在风压下，被抽入集装箱。
该情况，采用耐风压防水的IP65防水等级即可，通常进风速在≦4m/s工况下，雨雪应不进入；
2）气态水（水蒸气）进入
雨雪雾天气时，空气湿度几乎100%湿度，在SVG等电气设备强迫风冷散热，气态水蒸气随空气被抽入SVG装置内，因而SVG容易产生因潮湿凝露而产生各种故障。
气态水是空气中的一种成分，其分子量（18）小于空气平均分子量（29），空气能进去的地方，气态水蒸气更容易进入。
3）温差变化，产生潮湿凝露
逆变器运行时，其本身和集装箱内温度均高，待机状态时，发热量微小，温度快速下降，由于快速温差变化，容易产生潮湿凝露。
2.2.2 气态水除湿防凝露的常用方案
1）空气降温冷凝的方法除湿
降温冷凝的方法除湿，即采用主动降温将气态水冷凝成液态水排掉，该除湿方案利用的是降温部气态水析成液态水原理：温度下降，空气承载的绝对水蒸气量下降，因而降一部分气态水冷凝成了液态水排掉，从而除湿。
该除湿方法以工业除湿机和冷凝除湿机为代表。工业除湿机通常用在库房、厂房等几乎无大量空气交换对流的工况。
由于风冷SVG装置是空气易交换型结构，尤其是运行时，每小时几万甚至十几万立方米空气的对流，将雨雾天气时100%湿度空气将至70%，在大气温度28℃、风量≧40Km³工况下，每小时需要的除水量≧330Kg。
2）热胀降低相对湿度的方法除湿
热胀降低相对湿度的方法除湿，即采用加热升温将气态水的相对湿度降低，该除湿方案利用的热胀原理：升温时，含水蒸气的空气膨胀，分子距离变大，水蒸气分子距离也随之变大，相对湿度降低，即使空气中含有较大的绝对水蒸气量，但是也能降低相对湿度，从而除湿。
温度上升，湿度降低，那么水蒸气去哪里了呢？主要是气体膨胀，扩大体积，减少了单位体积内的水蒸气量。
3、SVG的智能通风防尘和除湿方案
耐斯普特公司采用SVG智能通风防尘和除湿方案，解决SVG通风散热、防尘和除湿防潮的问题，同时还可以对原配离心风机进行各路独立变频调速改造。
SVG智能通风防尘和除湿方案的重点功能：
1）检测与控制
SVG室内的温度、湿度和灰尘浓度实时检测，并根据参数自动控制通风、防尘、清灰和除湿，形成SVG内部微环境闭环控制
自动控制，手动远程控制（解决异常天气情况的环境控制）
2）通风散热且防灰尘方案
2.1）采用IP65防护等级进风窗，保障高效通风散和完好防尘
配置IP65防尘级别的过滤风扇及风窗（已通过中国合格评定国家认可委员会（CNAS）机构IP65防护等级型式检验），保障强迫风冷对流散热（即存在内外压差≦2Kpa且空气对流的工况下，即动态），防止灰尘进入。
防护等级IP6X：设备正常工作周期壳内的气压低于周围大气压力, 例如热循环效应引起，在压差≦2KPa 时，应无灰尘进入，简称动态防尘或尘密，该测试标准针对柜体内外存在强迫空气循环时，也须是防尘的；
2.2）配置自动滤材自洁功能，以灰尘防堵塞滤材
该系统能根据温度和灰尘浓度，自动控制IP65过滤风扇清洁被滤材挡住的灰尘，以保障通风散热良好和延长滤材使用的期限，降低维护更换间隔和成本。
该功能也很好的解决了滤材透尘的隐患。
2.3）滤材需要清理提示
该系统自动根据室内温度和灰尘浓度，提示滤材清理或更换的需求信息，更加智能运维和更好的保障SVG室运行环境良好。
3）防液态水（雨水）进入方案
配置IP65防尘级别的过滤风扇及风窗，防水级别提升至IPX5，该产品在进风速≦4m/s工况下，仍能防止雨水进入。
注：根据GB/T 4208-2017《外壳防护等级（IP 代码）》为防止室外大雨时体水进入，SVG进风窗应符合防水级别IPX5并应通过CNAS试验室型式试验测试
防水级别IPX5的测试方法：每单独通风滤尘装置，每分钟喷射水12.5升，连续喷3分钟，应无水进入。
4）气态水（水蒸气）除湿防凝露
我们采用热胀降低相对湿度的方法除湿。
由于SVG通风量巨大，需要对巨大风量实时除湿，工业除湿机的能耗太大，且占用较多空间，而影响SVG内的电气安全距离。
采用热胀降低相对湿度的方法，有两种：进风界面除湿和SVG室内露点控制除湿。
4.1）进风界面处除湿
SVG运行时，采用进风界面处除潮，其方法：
所配置的智能风扇控制器会根据进风的湿度，自动控制位于进风界面室外型加热器，将进风通过升温以降低湿度的方式进行除湿。
智能风扇控制器会在室内温度高时，停止界面处的室外型加热器，避免室内过温。
界面除湿依据：雨、雾、雪等高潮湿（接近100%湿度）天气时，通常温度≦27℃，通过控制进风界面的室外型加热器使进风温升3~5℃，使进入的空气湿度降低到70~80%，既能除湿，也不影响SVG散热需求。
空气进入室后，SVG运行时发热，借助SVG运行时产生的热量，使湿度继续下降到50~70%，这样空气中的气态水就不会对SVG设备产生危害。
进风界面除湿，可应用在SVG运行和SVG停机时除湿，系统会根据实时温度、湿度状况，自动启动室外型加热器和IP65过滤风扇进行往SVG室送热风以加热除湿。
4.2）露点控制除湿（高湿地区选配）
该方案是直接对SVG设备本身进行热胀除湿，在SVG停运时或者极端恶劣天气时可启动露点控制除湿，检测SVG室的温湿度变化，得出凝露温度，温度过低时通过工业加热器加热，使其无法凝露对SVG设备产生威胁。
两种除湿方案同时启动保障SVG的安全运行。
5）SVG原配离心风机的变频改造
智能通风防尘系统可检测达32台离心风机所在SVG装置的温度，并可将数据提供给系统控制器，系统控制器可根据采集到的各SVG的温度，独立PID调速控制各离心风机的转速，以使发热量与散热能力匹配，进行有效散热。
6）中控室闭环监控
配置中控室监控箱，实现中控室对SVG室内的环境数据监视，也可以实现远程手动操作，如雪天时，可远程手动控制滤材外表面清雪，或者湿度异常时等。
7）针对性方案
每个SVG室（集装箱）灰尘状况、潮湿状况，都有自有独特性，我司经验丰富，善于根据SVG室的特点和难点做出针对性方案。
4、案例安装简介
4.1 过滤风扇及加热器安装
将SVG室的进风窗，按照下面进行通风防尘改造：
1）金属支架功能与安装：
根据每个SVG室或集装箱的进风窗情况，设计支架，用于安装IP65过滤风扇和室外型加热器。
金属支架安装在SVG室的进风窗上，固定后，采用发泡胶、密封胶等材料将周边缝隙封严实，达到IP65级别。
根据SVG室进风窗数量配置支架；支架根据现场状况，设计成可打开式的门结构，便于后期维护。
某SVG进风窗改造（含进风界面除湿）
2）IP65过滤风扇安装：
IP65过滤风扇安装于根据于SVG室设计的支架上，并合理布线。
4.2 智能风扇控制器安装
智能风扇控制器安装在SVG集装箱内，采用35mm导轨安装，安装箱合适位置，参见智能风扇控制器安装。
智能风扇控制器安装
4.3 现场控制箱安装
现场控制箱放置于SVG低压室内，用于执行智能风扇控制器的控制执行部件和与远程通信的部件，主电源取自SVG低压室（如负荷满足）或取自场站低压配电室输出回路（在SVG室低压负荷不够的情况下），根据现场设计柜型。
某现场控制箱安装
4.4 显示控制箱
显示控制屏及通信器件，安装在显示控制箱中，该控制箱通常壁挂在场站监控室等位置。
中控室显示控制箱
4.5 耗材使用
该方案中的耗材为耐大风压的滤材，该滤材可用水冲洗或风吹清灰，优先选风吹清灰，因而可反复使用，通常1~2年，甚至更长时间，无需更换.
5、经济性分析
本SVG智能通风防尘、防潮系统方案，造价成本、人工成本低（运行后约1~2年无须更换滤材）、运行成本低（耗电量低）和自动化程度高，同时有很好经济实用性。
本SVG智能通风防尘、防潮系统运行后，运行成本（约）与空调方案的对比，见图5.1通风防尘防潮方案与空调方案的年度费用分析。
图5.1 通风防尘防潮方案与空调方案的年度费用分析
5.1 耗电费用：
1）10兆乏的SVG年度费用
智能通风防尘、除湿系统方案：通风防尘耗电费≦0.5万元，除湿耗电费≦1万元（根据地区不同，会有差异）；
空调方案的年度耗电费用却15~20万元左右
2）40兆乏的SVG年度费用
智能通风防尘、除湿系统方案：通风防尘耗电费≦1.5万元，除湿耗电费≦3万元（根据地区不同，会有差异；无需除湿的SVG工况可节省该部分电费）；
空调方案的年度耗电费用高达60~88万元
5.2 改造费用经济性好，投资成本，帮助用户节省解决SVG微环境问题的投资，如水冷改造费用的节省或空调散热防尘电费的节省。
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