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商业建筑中双速风机的配电与分析

   日期:2026-02-03 15:30:39     来源:网络整理    作者:本站编辑    评论:0    
商业建筑中双速风机的配电与分析

针对民用建筑中平时排风与消防排烟两种速度的工作状态,设计师经常会选择速三相异步电动机带载。双速风机速转为高速运行时,同步转速提高很多,排风量也相应大大提高,此时风机系统立刻由排风改为排烟状态此外,民用建筑中空调系统一般都是按照系统的最大负荷来设计,但是整个空调系统的大部分时间在部分负荷下运行的系统中发热量也会发生变化,如果冷却塔一直保持较高的冷却能力固然是好,但是非常不节能,给排水设计师这种情况下经常会选择风机双速三相异步电动机冷却塔,通过出水管上的传感器,检测出水温度与温控器设定温度相比较,控制风机的高低速运转满足系统负荷的需要,又大大降低了冷却塔的电能损耗。

设计项目案例一:上海普陀区某商业地下空间项目。项目为大型地下商业及配套用房。本项目2021年开工建设,2023年竣工交付投入使用。本文选取夹层防火分区三排风兼排烟风机P(PY)-D2M(03)-1,设备选型为高速排烟33kW,低速排风11kW双速风机。

依据JBT 8681-2013 YDT系列(IP44)变极多速三相异步电动机技术条件(机座号80315)》,YDT -33/11 型电机(△/ YY绕组接线)风机机座号与转速及功率的对应关系为:机座号225S、同步转速1500/1000r/min

设计项目案例二:安徽滁州天长某商业广场项目。本项目2018年开工建设,2020年竣工交付投入使用。本文选取商业裙房屋顶双速冷却塔,其中通风系统设备选型为高速11kW,低速9kW双速风机。依据JBT 7127-2010 YD系列(IP44)变极多速三相异步电动机技术条件(机座号80280)》,

YD-11/9 型电机(△/ YY绕组接线)风机机座号与转速及功率的对应关系为:

机座号160M、同步转速1500/3000r/min
1.排烟兼排风双速风机工作原理:

双速风机属于三相异步电动机,通过电机带动叶轮旋转,叶轮对空气做功,使空气获得动能和压力能,从而实现气体的输送。当叶轮旋转时,叶片间的气体也随叶轮旋转而获得离心力,并使气体从叶片之间的开口处甩出,被甩出的气体挤入风机机壳,于是机壳内的气体压强增高,最后被导向出口排出;与此同时,叶轮中心部分的气体压力降低形成负压,新的气体从风机的吸入口(一般在叶轮中心位置附近)被吸入,如此循环。

双速电机其定子绕组为/YY(或Y/YY )接法 :

低速状态(通常情况):

电机绕组以三角形接法(△ )或星形接法(,部分情况下)连接,此时电机以相对较低的转速运行,满足日常地下室等场所的通风换气需求,以相对较低的功率运行,达到节能和降低噪声等目的。

高速状态(火灾等紧急情况):

当火灾等紧急情况发生时,通过控制系统切换电机定子绕组连接方式为双星形接法(YY)。改变极对数实现电机转速大幅提升,风机的同步转速提高很多,相应的排风量也大大提高,此时系统立即从排风模式切换为排烟模式,快速排出火灾产生的高温烟气、有毒有害气体等。

2.给排水双速冷却塔工作原理:

机械结构与热交换原理,以常见的机械通风式冷却塔为例:

塔体:形成空气流动和水流动的空间。

填料:增加水与空气的接触面积和接触时间。

布水系统:将热水均匀地洒在填料上。

风机:通常位于顶部,强制抽风或送风。

工作过程(双速主要体现在风机转速变化)

低速(常规冷却工况)

热水通过管道进入冷却塔的布水系统,布水系统将水均匀地喷洒到填料上,在填料表面形成水膜或水滴,双速风机以低速运转,带动空气从冷却塔下部或侧面进入塔内,空气与填料上的水进行热交换和质量交换,一方面水的热量传递给空气,使水温降低;另一方面部分水蒸发,带走大量热量,蒸发后的水汽随空气流出塔外,冷却后的水汇集到塔底的集水池,然后被循环泵抽走,重新进入需要冷却的系统。

高速(高温天气或热负荷较大等工况)

当需要更强的冷却效果时(比如环境温度比平时高很多,或者冷却系统的热负荷突然增大等情况),控制系统使风机切换到高速运转模式,高速运转的风机增加了塔内的空气流量和流速,空气快速通过填料,使得水蒸发的速度加快,水与空气之间的热交换更加迅速和充分,从而可以在较短时间内将同样的热水冷却到更低的温度或者满足更大热负荷情况下的冷却需求。

同时,在一些双速冷却塔控制系统中,还会根据水温传感器等监测到的参数来自动控制风机的双速切换,以达到高效节能和稳定冷却水温的目的。

项目案例一设计配电箱系统图如下图所示,配电箱安装容量按照双速风机最大运行工况(高速排烟状态)功率33KW计算。电源按照消防负荷配置双电源,在风机房内设置末端双切配电控制柜。
项目案例二设计配电箱系统图如下图所示,配电箱安装容量按照双速风机最大运行工况功率11KW计算。电源按照三级负荷配置单电源,在商业裙房屋顶设置配电控制柜。
结论:电气设计中只要根据功率或者机座号对照上述电机行业标准,就可判别具体属于哪种类型的风机,便可以正确设计配电系统图及相应的元器件参数。
编者通过对上述行标的表3进行计算整理,得出以下结论(配电形式主要差异在低速,以低速11kW为例):YDT系列:Y/Y,3Y+Y/3Y形式,高低速功率比为1.93~3.44之间,采用如下配电形式。
YD系列:/YY形式,YDT系列:Y/YY形式,高低速功率比小于1.93,大于3.44,采用如下配电形式。
若有非标情况出现,需要单独研判,需调整相应的元器件和电缆型号。
在实际的工程建设过程中,无论是从设计阶段,还是后续的采购安装阶段。双速风机的现场安装与设计图纸不匹配问题一直发生。本文旨在让工程相关人员更深入了解电气设计在双速风机设计过程中的侧重方面和研判方式。本研究成果不仅为当下商业建筑系统设计提供了实践指导,也为后续相关工程安装与采购标准完善提供了理论参考。
 
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