方案Ⅰ：新风通入机房后，吸收室内余热，由于室内没有湿源，因此空气温度升高，但含湿量不变，达到中间状态点B。此时，空气温度
，含湿量
，
。随后，机房内送入34℃的饱和水进行喷雾处理，空气随之经历等温加湿过程，从状态点B变化到室内状态点A。计算得到不同负荷下所需通入的新风量
和喷雾量
见表2。
表2 普通供电时的通风降温模式（方案Ⅰ）
|
P/P额定 |
0.6 |
0.7 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
|
Gw（万m3/h） |
15.12 |
15.69 |
16.18 |
16.49 |
17.05 |
|
Mw（kg/h） |
254.1 |
263.43 |
271.80 |
277.04 |
286.38 |
方案Ⅱ：与方案Ⅰ相比，由于增加了通风量，因此室内喷雾加湿量必然相应减少。因此，一般来说，此时A’点的相对湿度会小于设计值70%。表3列出了机组运行在不同输出功率时，实际的室内状态点A’的焓值
以及相对含湿量
，可见随着机组运行状态的改变室内状态点A的偏移很小，基本上能够满足设计要求。计算机房内的喷雾加湿量，得到方案Ⅱ对应的通风降温运行模式（见表4）。
表3 不同输出功率下的实际室内状态点A’（方案Ⅱ）
|
P/P额定 |
0.6 |
0.7 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
 （  ） |
91.4 |
91.9 |
92.5 |
92.9 |
93.2 |
 （  ） |
22.4 |
22.5 |
22.7 |
22.9 |
23.0 |
|
|
66.3% |
66.8% |
67.4% |
67.9% |
68.2% |
表4 普通供电时的通风降温模式（方案Ⅱ）
|
P/P额定 |
0.6 |
0.7 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
|
Gw（万m3/h） |
24.0 |
24.0 |
24.0 |
24.0 |
24.0 |
|
Mw（kg/h） |
57.6 |
86.4 |
144.0 |
201.6 |
230.4 |
对比两种通风降温方案，不难发现方案Ⅰ的通风量减小，但是喷雾量相对较大，而方案Ⅱ则正好相反。
4.2 消磁工作模式的通风降温策略
进行消磁供电时，负荷较大，为了适应脉冲负荷加速性的需求，机房内四台3000kW的机组均投入运行以进行功率储备。考虑到机组散热远远大于其它设备、照明以及人员产热，因此可以忽略其它热源，认为机房的热负荷全部来自于发电机组。表5列出了功率P从60%增加到100%额定出力时所对应的机房热负荷Q。
表5 消磁工作模式下的机房热负荷Q
|
P/P额定 |
0.6 |
0.7 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
|
Q (kW) |
1290.6 |
1338.0 |
1380.6 |
1407.2 |
1416.4 |
这时必须启用空调设备以带走额外的热负荷，从而保证机房内的温湿度要求，使得发电机组得以安全稳定地运行。假定冷风量达到上限值8万m3/h，同时机房处于最大的通风换气量条件下，即引入室外新风16万m3/h，则此时所能带走的最大室内负荷
为1560KW，大于四台机组最大出力时候的机房散热量
。因此，实际运行时，可以适当增大室外新风在总通风量中的比重，以减小空调机房的负担，尽可能地减少能耗和降低运行费用。图3表示的是送入机房内的空气的状态变化过程。
混合通风降温模式下，空调机房的通风换气量一部分来自室外新风，一部分来自于空调机组送风。理论计算时，可以认为两股空气送入机房后，先充分混合达到状态点C，然后吸收机组产热温度升高，达到中间状态点B，最后经过等温加湿达到室内状态点A。
根据发电机组的实际输出功率P，确定机房热负荷Q，确定最优的通风降温模降温方案，包括直接通风量，空调送风量
以及机房内的喷雾量。机组在不同出力情况下所需的机房通风量以及加湿量计算结果见表6。
表6 消磁工况时的通风降温模式
|
P/P额定 |
0.6 |
0.7 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
|
冷风量GAUH（万m3/h） |
5.94 |
6.31 |
6.63 |
6.83 |
7.20 |
|
室外引风Gw（万m3/h） |
18.06 |
17.69 |
17.37 |
17.17 |
16.80 |
|
机房喷雾量Mw（kg/h） |
1116.4 |
1159.9 |
1198.8 |
1223.2 |
1266.7 |
4.3 其它工作模式下的通风降温策略
除了开启一台机组用于供电的情况，还需要考虑某些特殊情形下两台或者三台机组同时开启的工况。
4.3.1 开启两台机组
两台机组运行在不同输出功率P时，机房内的热负荷见表7。
表7 两台机组运行在不同工况时的机房热负荷
|
P/P额定 |
0.6 |
0.7 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
|
Q (kW) |
645.30 |
669.02 |
690.28 |
703.60 |
708.20 |
假设在不启用空调设备的情况下，单纯依靠通入室外新风给机房降温所能带走的室内余热上限值为512KW。表7显示，即使机组以最低功率运行(60%额定输出值)，其散热量仍然大于直接通风方式对应的室内最大允许热负荷。因此，当开启的发电机组台数超过一台时，必须启用空调设备以带走额外的热负荷，从而保证机房内的温湿度要求，使得发电机组得以安全稳定地运行。
实际运行时，以节能为出发点确定最优的通风降温方案。根据以上分析，在不得不启用空调机房的情况下，应当适当增大室外新风在总通风量中的比重，以减小空调送风量，降低空调机房的负担，尽可能地减少能耗和运行费用。确定最优的通风降温方案，包括直接通风量，空调送风量以及机房内的喷雾量。计算结果如表8所示。
表8 开启两台机组时的通风降温模式
|
P/P额定 |
0.6 |
0.7 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
|
冷风量GAUH（万m3/h） |
1.02 |
1.20 |
1.36 |
1.51 |
1.64 |
|
室外引风Gw（万m3/h） |
22.98 |
22.80 |
22.64 |
22.49 |
22.36 |
|
机房喷雾量Mw（kg/h） |
525.3 |
547.0 |
566.5 |
584.2 |
600.4 |
4.3.2 开启三台机组
用同样的思路，可以确定开启三台机组时的机房负荷和最优通风降温模式，见表9。
表9 开启三台机组时的通风降温模式
|
P/P额定 |
0.6 |
0.7 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
|
冷风量GAUH（万m3/h） |
3.48 |
3.75 |
3.99 |
4.22 |
4.42 |
|
室外引风Gw（万m3/h） |
20.52 |
20.25 |
20.01 |
19.78 |
19.58 |
|
机房喷雾量Mw（kg/h） |
820.9 |
853.5 |
882.7 |
909.2 |
933.6 |
5 结论
对比机组选择不同的运行台数时，空调送风量，机房直接通风量以及机房内的喷雾量，可以发现其随着机组实际输出功率而变化的规律：
①当机组运行台数超过一台，如果给定机组运行台数，则空调送风量随着机组输出功率的增加基本呈现线性增长的趋势，但增加的幅度不大。但是如果在运行过程中突然增加开启的机组台数，则空调送风量会有明显的增加。
②只开启一台机组时，由于没有开启空调机房，完全依靠室外新风降温，因此，随着机组输出功率的增加，机房的热负荷变大，从而所要求的通风量随之增大。当开启的机组超过一台，通风量随着机组输出功率的增加反而减少。
③给定机组运行台数，则机房内的喷雾加湿量随着机组输出功率的增加呈现线性增长的趋势，但增长比较缓慢。
另外，需要指出的是本文是在当室外气象参数
=31.3℃,
，
时，对机组不同开启台数时的通风降温方案得到的结论。然而，室外气象条件不是一成不变的，而是每时每刻都在发生着变化，这就导致引入机房的新风的温湿度参数会有相应的波动，从而影响降温能力，对于室外气象临界状态点的探讨本文没有进行。
作者信息：
周永红：西安武警工程学院建筑工程系营产环保教研室助教，1979.07生、河北景县、硕士、女。
通信地址：西安武警工程学院建筑工程系营产环保教研室邮编：710086
电话：13227718486 E-mail: Zhouzhou0714@163.com
(源自：) 
机械通会员 《中华机械》杂志