Kaip vamzdinė ašinė ventiliatorius pašalina šilumos kaupimą požeminių kabelių spintų tuneliuose

Kur tiksliai kyla šilumos kaupimasis kabelių tuneliuose

Šilumos kaupimosi fizika uždarose koridoriuose

Šilumos kaupimasis kabelių tunelyje laikosi paprastos, bet negailestingos taisyklės: kiekvienas amperas srovės, tekančios per laidininką, išsklaido atliekamąją energiją kaip šilumą. Ašinės srauto ventiliatorius šią problemą išsprendžia judindamas orą viso maršruto ilgiu, o ne remdamasis silpna lubų konvekcija. Varinės nuostolios auga proporcingai apkrovos srovės kvadratui, todėl koridorius, maitinantis intensyviai veikiantį transformatorių pastatą, per dienos viršūnės valandas gali įgauti kelis kilovatus šiluminės energijos. Be priverstinio oro srauto ši šiluma išlieka šalia spintų, padidindama izoliacijos ir terminalų jungčių temperatūrą, kol apsauginiai relės išsijungia.

Kodėl aktyvūs ventiliacijos angos nepavyksta esant maksimaliai elektros apkrovai

Aktyvūs ventiliatoriai ir natūralioji konvekcija atrodo ekonomiški popieriuje, tačiau retai išlaiko našumą, kai apkrova staigiai padidėja. Šiltas oras kyla dėl plūdumo, tačiau ilgoje horizontalioje erdvėje jam nėra kur eiti, todėl viršuje susiformuoja karšta oro sluoksnis, o vidurinėje aukštyje esančios spintos toliau kaitinamos. Statinis slėgis uždarame tunelyje trukdo natūraliajai traukai, o vienas užsikimšęs grotuotės skydelis gali visiškai sustabdyti visą oro apykaitą. Priverstinės įmontuotos įrangos, pvz., vamzdinio ašinio srauto ventiliatoriaus, naudojimas šią problemą išsprendžia, nes jis sukuria reikiamą slėgį, kad oras būtų priverstinai perstumiamas per lenkimus, reguliuojamuosius vožtuvus ir filtravimo sektorius nepriklausomai nuo temperatūrų skirtumų.

Tunelio modernizavimas, kuris pakeitė rezultatus

Vietos komunalinės tarnybos tunelio fonas

Vietovės komunalinė įmonė pajūrio mieste eksploatavo 480 metrų ilgio kabelių tunelį, kuris tiekė elektros energiją vandens valymo pakilimo transformatorinei. Darbininkai pranešė apie dažnus temperatūros sąlygotus išjungimus kiekvieną vasarą, o infraraudonųjų spindulių tyrimai parodė, kad šiukšliadėžių paviršiai viršija 70 °C didžiausios apkrovos metu. Koridorius turėjo du mažus sienos grotuotus langus, bet nebuvo nuolatinio oro cirkuliavimo, o drėgmė iš šalia esančių nuotekų sistemų pagreitino koroziją prijungimo įrenginiuose. Techninės priežiūros personalas galėjo reaguoti tik po to, kai įvykdavo išjungimas, todėl miestui, kuris visą parą priklausė nuo šios įstaigos, kildavo neplanuoti nutraukimai.

Ką vietos sąlygomis išsprendė vamzdinis ašinis ventiliatorius

Inžinieriai įrengė eilę tiesioginių vamzdinių ašinių srauto ventiliatorių vienetų kas 60 metrų; kiekvieno vieneto dydis buvo nustatytas remiantis išmatuotais CFM reikalavimais, o ne katalogo spėlionėmis. Vamzdžių adaptoriai sujungė vienetus su esamais ventiliacijos šachtomis, o IP54 klasės apsauginiai korpusai atlaikė drėgną aplinką. Po paleidimo ir pritaikymo spintelių paviršiaus temperatūra sumažėjo žemiau 45 °C net pilnu apkrovimu, o sezoninis trikdžių pasikartojimas nutrūko. Šis modernizavimas susigrąžino sąnaudas dėl išvengtų prastovų, o ne dėl vienkartinės didelės taupymo sumos.

Kaip vamzdinis ašinis srauto ventiliatorius pašalina šilumą

Oro srautas, statinis slėgis ir tiesioginė vamzdyno vietos padėtis

Ašinė ventiliatorius judina orą lygiagrečiai su ašimi, todėl jis tinka ilgiems tiesiems koridoriams, kur slėgio nuostoliai kyla daugiausia dėl trinties ir posūkių. Vamzdinė konfigūracija įdėja ratuką į cilindrinį kanalą, todėl beveik visas sukurtas srautas juda viena kryptimi, o ne išsisklaido į šonus. Teisingo vamzdinio ašinio ventiliatoriaus parinkimas reiškia, kad reikia priderinti laisvojo oro CFM rodiklį prie tunelio pasipriešinimo kreivės, o ne tik pasirinkti didžiausią etiketėje nurodytą skaičių. Per maži įrenginiai sukasi greičiau, padidina triukšmą ir vis tiek nepajėgia perkelti pakankamo oro kiekio; per dideli įrenginiai švaisto energiją ir sukuria turbulentų atgrįžtamąjį srautą išeigose. Įrenginių išdėstymas eilėje, o ne vienoje sienos angoje, leidžia išskirstyti slėgį visu maršrutu ir išvengti negyvų zonų, kur šiluma kitaip kaupytųsi už spintų.

Ratuko, variklio ir guolių konstrukcijos pasirinkimai

Bladų įstatymo kampas ir stabdymo ratuko santykis nustato, kiek oro perduodama esant tam tikram apsisukimų skaičiui minutėje, o variklio apvijos medžiaga nulemia šilumos atsparumą tęstinės veiklos metu. Grynų vario apvijų naudojimas ilgiau išlaiko naudingumo koeficientą nei pakeistos lydinio rūšys, o sandarios tikslūs guoliai užtikrina impelerio stabilumą vibracijų sąlygomis, kurias sukelia gretimos įrangos veikla. Užstrigęs ar netinkamai parinktas bladų kampas sukelia oro cirkuliaciją, todėl prarandamas ventiliatoriaus tikslas; todėl gamybos metu bladų balansavimas yra svarbesnis, nei tai atrodo iš pirmo žvilgsnio. Drėgnose tuneliuose vamzdinio ašinio srauto ventiliatoriui reikia korozijai atsparaus korpuso ir apsaugotos prijungimo dėžutės, kad būtų išvengta ankstyvų gedimų, kurie vietoj aušinimo projekto virsta pakartotiniais techninės priežiūros kvietimais. Variklio apsauga nuo perkrovos kartu su šiluminiu atjungimo įrenginiu neleidžia vienam gedimui sukelti grandininio trikdžio visoje ventiliacijos linijoje.

Standartai, parinkimas ir priežiūra, kurie užtikrina veikimo laiką

Verta žinoti apie ventiliacijos ir elektros standartus

Darbo saugos ir sveikatos administracijos (OSHA) bei NFPA 70E rekomendacijos dėl darbo apribotoje erdvėje ir elektros įrenginių montavimo nustato, kaip komandos turi vertinti ir pasiekti oro srautą tuneliuose. Pramoninių ventiliatorių virpesių ir mechaninės vientisumo reikalavimus nustato ISO 14694 standartas, o AMCA 210 standartas apibrėžia standartinį bandymą, kurio pagrindu pateikiamos ventiliatorių našumo charakteristikos. Nurodant šiuos standartus techninėje užduotyje, užtikrinama sąžininga prekių palyginimo galimybė, nes du vienodai pažymėti įrenginiai po įmontavimo prie realaus ortakių pasipriešinimo gali veikti labai skirtingai. Vietos teisės aktai taip pat gali reikalauti ugniai atsparių uždangčių, todėl ventiliatorių išdėstymas turėtų leisti jų įrengimą be oro srauto sumažėjimo. Šių dokumentų peržiūra kuo anksčiau padeda išvengti brangios netikėtumo situacijos, kai įrenginys sėkmingai išlaiko stendinį bandymą, bet nepatenkina reikalavimų realioje koridoriaus aplinkoje.

Pirkėjų techninės užduoties ir patikrinimo kontrolinis sąrašas

Pirkėjai turėtų patvirtinti našumo kreivės gamintojo nurodytą darbo tašką, įėjimo apsaugos klasę pagal vietos sąlygas ir guolių tipą numatytam veikimo laikui. Reikalauti vibracijos bandymo ataskaitos ir patikrinti korpuso medžiagą atsižvelgiant į tunelio atmosferą. Techninės priežiūros srityje kas ketvirtį tikrinant mentis, filtrus ir tvirtinimo elementus galima aptikti nesuvorintumą dar prieš tai išplitus. Išvalius mentų ratą ir patikrinus srovės suvartojimą prieš nurodytąją plokštelėje reikšmę galima užkirsti kelią lėtam naudingumo koeficiento mažėjimui, o temperatūrų fiksavimas nuolatiniuose taškuose leidžia sukurti tendencijų duomenis, kurie padeda prognozuoti problemas savaitėmis anksčiau nei įvyksta avarinė sustabdymas. Karštis kabelių tuneliuose yra lėta, prognozuojama grėsmė, kuri intensyvėja kiekvieną vasaros karščių viršūnę.

Karštis kabelių tuneliuose yra lėta, prognozuojama grėsmė, kuri intensyvėja kiekvieną vasaros karščių viršūnę. Tinkamai parinktas vamzdinis ašinis ventiliatorius paverto nepatikimą koridoriumi kontroliuojamą aplinką, apsaugodamas jungiklių įrangą ir užtikrindamas šviesą bendruomenėms, kurios nuo to priklauso.

Dažniausiai užduodami klausimai

Klausimas

Kokio dydžio įmontuojamasis ventiliatorius reikalingas kabelių tunelyje?

Atsakymas

Vamzdinio ašinio srauto ventiliatoriaus dydis turi būti nustatomas remiantis koridoriaus šilumos apkrova ir pasipriešinimo kreive, o ne katalogo numeriu. Pradėkite nuo laidų nuostolių sumavimo esant maksimaliai srovei, tada šią šiluminę energiją konvertuokite į reikiamą CFM (kubinių pėdų per minutę) kiekį. Atsižvelkite į ortakio ilgį, posūkius, filtrus ir vožtuvų slėgio nuostolius. Vienetas, kuris atrodo pakankamas laisvame ore, dažnai nepatenkina reikalavimų po įrengimo už tikrojo tunelio pasipriešinimo, todėl visada skaitykite paskelbtą našumo kreivę ties faktiniu eksploatacijos tašku.

Klausimas

Kodėl šiluma kaupiasi net tada, kai grotelės paliekamos atviros?

Atsakymas

Atviri grotai leidžia tam tikrą oro apykaitą, tačiau ilgi horizontalūs koridoriai neturi pakankamo vertikalaus aukščio, kuris būtinas natūraliajai konvekcijai. Šiltas oras kyla ir kaupiasi lubose, palikdamas vidutinio aukščio spintas karštoje, nejudančioje oro sluoksnyje. Uždarame tunelyje esantis statinis slėgis dar labiau trukdo pasyviai oro cirkuliacijai. Be priverstinio oro judėjimo, šiluma toliau kaupiasi didžiausios apkrovos metu, kol įsijungia saugos relės, todėl vien tik atviri ventiliacijos angos retai išsprendžia tunelių perkaitymo problemą.

Klausimas

Kaip dažnai reikia valyti tunelio ventiliatorių filtrus?

Atsakymas

Filtraus valymas priklauso nuo dulkių kiekio ir drėgmės, tačiau daugumai komunalinių koridorių tinka ketvirtinė valymo tvarkaraščio schema, o dulkėtuose ar pakrantės regionuose – mėnesinis tikrinimas. Užsikimšę filtrai padidina statinį slėgį, verčia variklį dirbti sunkiau ir sumažina oro srautą būtent tuo metu, kai aušinimas yra svarbiausias. Tuo pačiu metu patikrinkite ventiliatoriaus mentis ir korpusus, o taip pat užfiksuokite variklio srovės suvartojimą priešingai nuo techninių duomenų lentelės, kad laiku pastebėtumėte palaipsniui mažėjančią efektyvumą prieš tai, kol ji sukels apsaugos įsijungimą.

Klausimas

Kuris įėjimo apsaugos (IP) reitingas tinka drėgnam tuneliui?

Atsakymas

IP54 apsaugo nuo dulkių ir vandens baltukų, todėl tinka daugumai kabelių tunelių su drenažu ar požeminio vandens poveikiu. Vietose, kur yra tiesioginis vandens purškimas ar valymas, gali reikėti aukštesnio apsaugos laipsnio, o sausose patalpų koridoriuose pakanka IP44. Pasirinkite apsaugos laipsnį pagal faktinę aplinkos sąlygą, o ne perdaug nustatykite jį, tačiau niekada nepasirinkite žemesnio nei reikalauja aplinka, nes drėgmės įsiskverbimas yra viena iš pagrindinių ankstyvo variklio gedimų priežasčių.

Klausimas

Ar vienas didelis ventiliatorius gali pakeisti kelis mažus įmontuotus vienetus?

Atsakymas

Vienas didelis vienetas retai užtikrina tolygų oro srautą ilguose koridoriuose, kurį užtikrina išdėstyti įmontuoti ventiliatoriai. Vienas galingas ventiliatorius sukuria stiprų srautą netoli savo vietos ir silpną – tolimoje koridoriaus dalyje, palikdamas „numirusias zonas“ už spintų. Išsklaidyti vienetai palaiko pastovų slėgį, sutrumpina ortakių ilgius ir sumažina bet kurio atskiro vieneto gedimo poveikį. Tuneliuose, ilgesniuose nei maždaug 100 metrų, dažniausiai geriau užtikrinti veikimo laiką naudojant kelis mažesnius ventiliatorius.

Klausimas

Kada turėtų būti nustatytos spintų temperatūros signalizacijos?

Atsakymas

Nustatykite signalizaciją remdamiesi izoliacijos ir relės charakteristikomis, o ne apvaliu skaičiumi. Nustatykite pradinę reikšmę normalios apkrovos metu, tada įdiekite įspėjimą gerokai anksčiau nei kritinė temperatūra, kuri aktyvina apsauginius išjungimus. Dviejų etapų signalizacija – pirma įspėjimas, po to kritinė signalizacija – suteikia techniniam personalui laiko atlikti tyrimus, tuo tarpu stebėjimo duomenys rodo, ar tendencija blogėja ar stabilizuojasi.