[发明专利]一种地铁设备机房的发热量近似计算方法

说明书

本发明公开了一种地铁设备机房的发热量近似计算方法，包括：(1)测量并获取地铁设备机房内机柜的外形尺寸和散热平面个数、房间内空气的平均温度和平均湿度、房间内对流空气速度；确定有无散热风扇，若有，则获取散热风扇处的风速；(2)获取机柜表面的平均温度，包括机柜表面散热风扇区域的平均温度和非散热风扇区域的平均温度；(3)根据房间内空气的平均温度查找空气物性，进一步计算对流换热系数和对流换热面积；(4)根据对流换热系数、对流换热面积、机柜表面的温度和空气的温度计算对流换热量Q；(5)对流换热量进行修正，得到最终的设备发热量。本方法能够快速计算地铁设备机房发热量，并且可以长时间监测和分析，简便、有效。

技术领域

本发明属于设备机房发热计算领域，尤其是涉及一种地铁设备机房的发热量近似计算方法。

背景技术

我国轨道交通发展飞速，各大城市陆续开始大规模修建地铁，为人民生活带来了巨大便利。与此同时，大量的电气设备被用于地铁线路的建设与日常运行。对于一个典型的地铁站点，将在地下的站点中配套建设有整流变压器室、高低压开关柜室、通信设备室、照明控制室等等一系列设备机房。

大量的设备同时运行，带来了巨大的发热量，为了保证设备的正常运行，所有的设备机房都会安装降温空调，用于设备的温度控制。对于炎热闷湿的南方城市，降温空调几乎要全年运行。据测算，2020年全国轨道交通的设备降温系统将耗电近100亿度。

然而，由于降温系统的设计负荷具有15到20年的超前性，所以几乎所有的站点机房中降温空调的供冷量都远大于设备的发热量，造成了能源的大量浪费。因此，如果能较为准确且简便的测算出各设备机房的发热量，明确需求侧的降温需求，准确对供给侧的冷量进行调控，将节省大量的能源。

当前关于地铁电气设备机房发热量的相关研究比较少，发热量的测算方法也很少，仅有的发热量测算方法主要为焓差法，即通过测量降温空调的送风及回风的温度和湿度、送风的风量、房间温湿度等参数，根据降温前后其他的焓值差来间接计算设备的发热量。

如公开号为CN102043907A的中国专利文献公开了一种空调房间实时冷负荷确定方法，在空调运行阶段，通过焓差法测定空调实时供冷量，并通过测定室温实况以及室温变化率，计算空调房间实时冷负荷。

上述方法虽然能够对设备发热量进行间接测算，然而由于测算过程中需要测量大量的实地参数进而布设大量的设备，因此只能进行短期的测算而无法长期监测。

另一方面，此类测算方法为间接测算，测量参数过多且较为粗略，又有很多假定参数和经验参数，例如设备的发射率等，造成了测量结果的误差很大，可信度低。

因此，如果能够直接对设备机柜的温度进行有效测量，基于传热学的原理，直接计算设备机房的发热量，将是一种简便准确且可长期施行的地铁设备机房发热量的测算方法。

发明内容

本发明提供了一种地铁设备机房的发热量近似计算方法，可对设备机房发热量进行更为密集、准确和长时间的监测计算。

一种地铁设备机房的发热量近似计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)测量并获取地铁设备机房内设备机柜的外形尺寸和散热平面个数、房间内空气的平均温度和平均湿度、房间内对流空气速度；确定有无散热风扇，若有，则获取散热风扇处的风速；

(2)获取设备机柜表面的平均温度，包括机柜表面散热风扇区域的平均温度以及非散热风扇区域的平均温度；

(3)根据房间内空气的平均温度查找空气物性，并进一步计算机柜各表面换热系数和对流换热面积；

(4)根据对各表面流换热系数、对流换热面积、机柜表面的平均温度和空气的平均温度计算出总的对流换热量Q；

(5)根据房间内空气的平均湿度对对流换热量Q进行修正，得到最终的设备发热量W。