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基于气流仿真的储能变流器预制舱设计验证

发表时间: 2021-06-11 16:16:53

作者: 中源广科

来源: 中源广科CLABSO公众号

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储能变流器预制舱的设计过程中,往往以结构设计为主,通过工程师经验来设计制冷和空调布置、管道设计等工作。因为对热管理的粗略了解而加大了制冷和供风的能量供给,一方面大大增加了制造成本,另一方面也和设备的额定功率等不匹配,从而影响使用寿命。

通过气流仿真软件,可以进行设计方案验证。在设计阶段就可以借助可视化工具,非常清晰的洞悉温度和热的分布和运行状态。

本案例是采用山东泰开提供的一个实际工程案例。感谢山东泰开授权我们可以公开信息。

设备的温度需求是不高于35℃,而实际的制冷量的制冷效果远远大于了设备的需求。


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基本结构


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图1 储能变流器预制舱结构设计图


图1所示为储能变流器预制舱结构设计图,简单的上送下回结构。

控制设备参数:

(1)供风4台风机,风量4000立方每小时

(2)2台空调,制冷功率20kw每台,风量4000立方每小时


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简化模型

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图2  储能变流器预制舱简化模型图


(1)设备以方体替代

(2)供风以流量计算的封面替代


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设计验证

(1)底板50cm处温度分布


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图3  储能变流器预制舱温度分布图


如图3所示,整个图示的切面,颜色在绿色到蓝色区间。也就是26℃以下的温度范围。


(2)设备中部温度分布


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图4  储能变流器预制舱中部温度分布图


图4所示为水平切面和垂直切面,整体温度在28℃以下。高温区主要在设备上部,机柜内部部分。


(3)高温区分布


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图5 储能变流器预制舱高温区分布图


高温区,在27-28℃左右,图5中黄色的网格区域,是该范围的温度分布区。


(4)高温区和低温区分布


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图6 储能变流器预制舱温度分布图


高温区与低温区分布:
黄色部分为27℃以上高温区
浅色部分为24℃以下低温区


(5)气流分布


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图7  储能变流器预制舱气流分布图


4
结论

通过仿真计算,空调的功率和风机的功率已经远大于实际温控要求。


气流仿真计算,是根据实际的物

理方程,通过科学计算求解方程之后,获取全方位的热管理信息。可以满足各级别的需求,解决客户的五大问题:

(1)为产品设计和工程设计提供设计验证,以确定设计在传热学上的合理性

(2)通过对故障设备的模拟,来分析故障问题和制冷问题

(3)可以针对不同的供应商设备提供的参数进行分析,辅助设备选型

(4)优化设备和结构布局规划

(5)模拟产品和设备在不同配置环境下的工作情况



基于气流仿真的储能变流器预制舱设计验证
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