海上集装箱式电气舱的除盐雾空调系统及其运行方法

技术领域

本发明涉及海上电气设备技术领域，尤其涉及一种海上集装箱式电气舱的除盐雾空调系统及其运行方法。

背景技术

海洋大气环境具有高湿、高盐雾的特点。建设在海上平台上的电气设备具有外壳、基座等大量以钢铁为主的金属构件，如主变压器的邮箱外壳，散热片、开关柜、控制保护屏的外壳等，盐雾对电气设备的金属外壳寿命影响巨大。盐雾具有导电特性，因此海洋大气环境下，空气的绝缘水平有所降低，同时盐雾若沉积在电气设备表面，在电磁场作用下，沉积物会被电离形成导电薄膜，降低电气设备的绝缘水平，电气设备的故障率会增高。

模块化海上升压站各舱为集装箱式电气舱，分散布置且均直接暴露于海上环境，因此需要防止盐雾侵入舱室内腐蚀舱室内的电气设备，同时还需要兼顾舱室内的温度控制，保证舱室内的电气设备有效散热，如此才能维持海上升压站长时间正常运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种海上集装箱式电气舱的除盐雾空调系统及其运行方法，能够实现有效散热并避免盐雾入侵电气舱的舱室内，以克服现有技术的上述缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种海上集装箱式电气舱的除盐雾空调系统，电气舱的舱室开设有进气口和出气口，除盐雾空调系统包括：盐雾过滤装置，设于进气口处，用于过滤掉进入进气口的空气中的盐雾颗粒；空调装置，设于舱室内，包括依次相连通的混合段、冷却器和风机，混合段设有新风入口和回风入口，新风入口与盐雾过滤装置相连通，回风入口和风机的出口均与舱室的内部空间相连通；以及泄压装置，设于出气口处，用于在舱室内的压力超过目标压力时排出舱室内的空气。

优选地，空调装置还包括加热器，加热器设于冷却器与风机之间。

优选地，新风入口和回风入口处均设有风量调节阀。

优选地，进气口处还设有气液分离器，进气口处的空气经过气液分离器后进入盐雾过滤装置。

优选地，盐雾过滤装置包括沿空气流动方向依次设置的粗效过滤器、中效过滤器和高效过滤器。

优选地，泄压装置为余压阀。

优选地，除盐雾空调系统还包括控制器、用于测量舱室内外温度的温度传感器和用于测量舱室内外压力的压力传感器，温度传感器、压力传感器、空调装置和泄压装置均与控制器相连接。

一种如上所述的海上集装箱式电气舱的除盐雾空调系统的运行方法，由控制器根据压力传感器测得的压力信息控制新风入口的新风量以及泄压装置，使舱室内的压力保持在目标压力，同时根据温度传感器测得的温度信息控制空调装置的运行模式、新风入口的新风量以及回风入口的回风量，使舱室内的温度保持在目标温度；空调装置的运行模式包括新风入口开启、回风入口开启、冷却器开启的制冷模式和新风入口开启、回风入口关闭、冷却器关闭的通风模式；当舱室的室外温度大于设定温度时，采用制冷模式；当舱室的室外温度小于设定温度且大于零度时，采用通风模式。

优选地，空调装置的运行模式还包括新风入口开启、回风入口开启、冷却器关闭、加热器开启的加热模式，当舱室的室外温度小于零度时，采用加热模式。

与现有技术相比，本发明具有显著的进步：

通过盐雾过滤装置能够过滤掉从舱室进气口进入舱室内的新风中的盐雾颗粒，通过控制空调装置新风入口的新风量和泄压装置的启闭能够控制舱室内的压力，使舱室室内保持正压状态，由此可以全面有效地防止室外环境中的盐雾入侵舱室室内，确保电气设备所处的舱室室内环境为低腐蚀环境，同时，通过空调装置能够调节舱室室内温度，可以消除舱室室内余热，实现舱室内电气设备运行时的有效散热，因此能够保证舱室内电气设备的正常运行，延长其使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例海上集装箱式电气舱的除盐雾空调系统的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1 电气舱

10 舱室

10a 进气口

10b 出气口

2 盐雾过滤装置

21 粗效过滤器

22 中效过滤器

23 高效过滤器

3 空调装置

31 混合段

31a 新风入口

31b 回风入口

32 冷却器

33 风机

33a 出口

34 风管

35 加热器

36 风量调节阀

4 泄压装置

5 气液分离器

6 控制器

7 温度传感器

8 压力传感器

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，本发明的海上集装箱式电气舱的除盐雾空调系统的一种实施例。本实施例的除盐雾空调系统设于海上集装箱式的电气舱1的舱室10内，用于保护电气舱1的舱室10不被海洋大气环境中的盐雾侵入，以免舱室10内的电气设备暴露在腐蚀性环境中而被腐蚀破坏，并同时兼顾舱室10内电气设备的散热需求。

参见图1，电气舱1的舱室10开设有进气口10a和出气口10b，除盐雾空调系统包括盐雾过滤装置2、空调装置3以及泄压装置4。

其中，盐雾过滤装置2设于舱室10的进气口10a处，盐雾过滤装置2用于过滤掉进入进气口10a的空气中的盐雾颗粒，使通过进气口10a进入舱室10内的新风不含盐雾颗粒，避免海洋大气环境中的盐雾颗粒随新风进入舱室10内。

空调装置3设于的舱室10内，空调装置3用于调节舱室10室内温度。空调装置3包括依次相连通的混合段31、冷却器32和风机33，混合段31设有新风入口31a和回风入口31b。新风入口31a与盐雾过滤装置2通过风管34相连通，回风入口31b和风机33的出口33a均与舱室10的内部空间相连通。在风机33的作用下，舱室10进气口10a处的空气经过盐雾过滤装置2过滤掉盐雾颗粒后，作为新风通过风管34送入新风入口31a而进入空调装置3的混合段31，然后经过冷却器32，再由风机33的出口33a排出至舱室10的内部空间。当回风入口31b开启时，舱室10内的空气可以作为回风通过回风入口31b进入混合段31，并与从新风入口31a进入混合段31的新风混合，混合后的气体经过冷却器32和风机33后排出至舱室10内。冷却器32开启时，能够对经过冷却器32的气体起到蒸发冷却的作用，可以降低空调装置3排出至舱室10内的气体的温度，从而可降低舱室10内的温度，实现舱室10内电气设备运行时的有效散热。优选地，冷却器32可以采用表冷器。

泄压装置4设于舱室10的出气口10b处，泄压装置4连通舱室10室内和舱室10室外，泄压装置4用于在舱室10内的压力超过目标压力时排出舱室10内的空气，使舱室10内的压力维持在目标压力。该目标压力使舱室10室内相对舱室10室外呈正压状态，可以有效抵御室外环境中的盐雾入侵舱室10室内。该目标压力的大小并不局限，可以根据实际应用的电气舱1的情况进行设定，较佳地，该目标压力可以设为30Pa-50Pa。优选地，泄压装置4可以为余压阀，当舱室10内的压力超过目标压力时，余压阀自动开启而泄压；当舱室10内的压力低于目标压力时，余压阀则自动关闭，余压阀的设定开启压力即为所述目标压力。

由此，本实施例的除盐雾空调系统，通过盐雾过滤装置2能够过滤掉从舱室10进气口10a进入舱室10内的新风中的盐雾颗粒，通过控制空调装置3新风入口31a的新风量和泄压装置4的启闭能够控制舱室10内的压力，使舱室10室内保持正压状态，由此可以全面有效地防止室外环境中的盐雾入侵舱室10室内，确保电气设备所处的舱室10室内环境为低腐蚀环境，同时，通过空调装置3能够调节舱室10室内温度，可以消除舱室10室内余热，实现舱室10内电气设备运行时的有效散热，因此能够保证舱室10内电气设备的正常运行，延长其使用寿命。

本实施例中，优选地，舱室10进气口10a处还设有气液分离器5，舱室10进气口10a处的空气经过气液分离器5后进入盐雾过滤装置2。气液分离器5用于分离进入舱室10进气口10a的空气中的气体与液滴，避免液滴随新风进入空调装置3。气液分离器5的挡水效果应优于普通型防雨百叶风口，并设置排水短管，用于排出分离出的液滴汇集成的水流。较佳地，气液分离器5可以配置有冬季防冻结构，如电加热结构。

本实施例中，优选地，盐雾过滤装置2包括沿空气流动方向依次设置的粗效过滤器21、中效过滤器22和高效过滤器23，则舱室10进气口10a处的空气依次经过气液分离器5、粗效过滤器21、中效过滤器22和高效过滤器23后通过风管34送入新风入口31a而进入空调装置3。粗效过滤器21优选地可以采用板式或折叠式过滤器，其人工尘平均计重效率≥80％，初阻力≤100Pa，并配压差表、压差计及监控系统接口，用于实时监控粗效过滤器21的工作状态。中效过滤器22优选地可以采用袋式过滤器，其耐火级别为A2，对粒径大于等于0.4μm微粒的平均计数效率≥40％，初阻力≤150Pa，并配压差表、压差计及监控系统接口，用于实时监控中效过滤器22的工作状态。优选地，中效过滤器袋长为500mm。高效过滤器23优选地可以采用袋式过滤器，其耐火级别为A2，对粒径大于等于0.4μm微粒的计数效率≥95％，初阻力≤200Pa，并配压差表、压差计及监控系统接口，用于实时监控高效过滤器23的工作状态。优选地，高效过滤器袋长为500mm。通过粗效过滤器21、中效过滤器22和高效过滤器23进行逐级过滤，能够保证过滤掉进入进气口10a的空气中的盐雾颗粒。

优选地，本实施例中的空调装置3还包括加热器35，加热器35设于冷却器32与风机33之间，混合段31中的气体经过冷却器32后，经过加热器35，再由风机33的出口33a排出。加热器35开启时，能够对经过加热器35的气体起到加热作用，在舱室10室外温度过低时，即进入空调装置3内的新风温度过低时，可以通过加热器35加热增加空调装置3排出至舱室10内的气体的温度，从而保证舱室10室内温度满足要求。优选地，加热器35可以采用电加热盘管。

本实施例中，优选地，空调装置3混合段31的新风入口31a和回风入口31b处均设有风量调节阀36，分别用于调节控制由新风入口31a进入混合段31的新风量和由回风入口31b进入混合段31的回风量。较佳地，风量调节阀36可以采用电动调节阀。

本实施例中，优选地，空调装置3可以设有两套，使用时，可以将其中一套作为工作空调装置进行运行，另一套则作为备用空调装置，由此，在运行中的工作空调装置出现故障时，可以及时切换备用空调装置进行运行，从而可确保运行中的电气设备能够维持长时间正常运行。

本实施例的空调装置3可以作为空调室内机设于舱室10内，则在舱室10外还可以设有空调室外机以及连通空调室外机与空调装置3的冷媒管，以实现冷媒换热。

优选地，本实施例的除盐雾空调系统还包括控制器6、温度传感器7和压力传感器8。温度传感器7用于测量舱室10室内温度和室外温度，温度传感器7与控制器6相连接，并将测得的温度信息输送给控制器6。压力传感器8用于测量舱室10室内压力和室外压力，压力传感器8与控制器6相连接，并将测得的压力信息输送给控制器6。空调装置3与控制器6相连接，具体地，空调装置3的冷却器32、风机33、加热器35以及新风入口31a和回风入口31b处的风量调节阀36均与控制器6相连接。泄压装置4也与控制器6相连接。控制器6根据接收到的温度传感器7测得的温度信息和压力传感器8测得的压力信息控制空调装置3的运行模式、风量调节阀36的启闭和开度大小以及泄压装置4的启闭，可以实现自动根据舱室10室外温度的高低切换空调装置3的运行模式，同时控制新风入口31a的新风量、回风入口31b的回风量以及泄压装置4的启闭状态，达到控制舱室10室内温度和室内压力的目的，使舱室10室内温度和室内压力均保持在设定的目标值。由此，本实施例的除盐雾空调系统的工作过程可以实现智能化自动控制。本实施例中，控制器6的形式并不局限，可以采用现有的控制器，如PLC控制器或单片机。

基于上述海上集装箱式电气舱的除盐雾空调系统，本实施例还提供一种该海上集装箱式电气舱的除盐雾空调系统的运行方法。该除盐雾空调系统的运行方法为：由控制器6根据压力传感器8测得的压力信息控制新风入口31a的新风量以及泄压装置4，使舱室10内的压力保持在目标压力，该目标压力使舱室10室内相对舱室10室外呈正压状态，其大小并不局限，可以根据实际应用的电气舱1的情况进行设定，较佳地，该目标压力可以设为30Pa-50Pa。同时，根据温度传感器7测得的温度信息控制空调装置3的运行模式、新风入口31a的新风量以及回风入口31b的回风量，使舱室10内的温度保持在目标温度，该目标温度为适合舱室10内电气设备长时间运行的环境温度，其大小并不局限，可以根据实际应用的电气舱1的情况进行设定，较佳地，该目标温度可以设为26℃-28℃。

其中，空调装置3的运行模式包括制冷模式、通风模式和加热模式。

制冷模式为新风入口31a开启、回风入口31b开启、冷却器32开启，加热器35关闭，风机33开启。在风机33的作用下，舱室10进气口10a处的空气经过气液分离器5和盐雾过滤装置2后通过风管34送入新风入口31a而进入混合段31，舱室10内的空气通过回风入口31b进入混合段31，新风和回风在混合段31混合后经过冷却器32冷却降温，然后经过未开启的加热器35，最后由风机33的出口33a排出至舱室10的内部空间。制冷模式适用于舱室10室外温度较高的情况，此时进入空调装置3的新风的温度较高，需要通过冷却器32将却降温后再排入舱室10内，以保证舱室10的室内温度能够保持在目标温度而不会升高，满足电气设备的散热要求。制冷模式下，通过调节新风入口31a和回风入口31b处的风量调节阀36的开度大小来调节舱室10内的压力，使舱室10内的压力保持在目标压力，同时调节冷却器32的工作状态以调节舱室10内的温度，使舱室10内的温度保持在目标温度。

通风模式为新风入口31a开启、回风入口31b关闭、冷却器32关闭，加热器35关闭，风机33开启。在风机33的作用下，舱室10进气口10a处的空气经过气液分离器5和盐雾过滤装置2后通过风管34送入新风入口31a而进入混合段31，然后经过未开启的冷却器32和未开启的加热器35，最后由风机33的出口33a排出至舱室10的内部空间。通风模式即为全新风模式。通风模式适用于舱室10室外温度较低的情况，此时进入空调装置3的新风的温度较低，利用温度较低的新风即可达到给舱室10室内降温、消除电气设备余热的目的，无需开启冷却器32。通风模式下，通过调节新风入口31a处的风量调节阀36的开度大小来调节舱室10内的温度，使舱室10内的温度保持在目标温度。

加热模式为新风入口31a开启、回风入口31b开启、冷却器32关闭、加热器35开启，风机33开启。在风机33的作用下，舱室10进气口10a处的空气经过气液分离器5和盐雾过滤装置2后通过风管34送入新风入口31a而进入混合段31，舱室10内的空气通过回风入口31b进入混合段31，新风和回风在混合段31混合后经过未开启的冷却器32，然后经过加热器35加热升温，最后由风机33的出口33a排出至舱室10的内部空间。加热模式适用于舱室10室外温度过低的情况，此时进入空调装置3的新风的温度过低，需要通过加热器35加热升温后再排入舱室10内，以保证舱室10的室内温度能够满足要求。加热模式下，通过调节新风入口31a和回风入口31b处的风量调节阀36的开度大小来调节舱室10内的压力，使舱室10内的压力保持在目标压力，同时调节加热器35的工作状态以调节舱室10内的温度，使舱室10内的温度保持在目标温度。

空调装置3的运行模式可以由控制器6根据温度传感器7测得的舱室10室外温度信息进行选择和切换，当舱室10的室外温度大于设定温度时，采用制冷模式；当舱室10的室外温度小于设定温度且大于零度时，采用通风模式；当舱室10的室外温度小于零度时，采用加热模式。所述设定温度的大小并不局限，可以根据实际应用情况进行设定，例如设定温度可以设为16℃，即设定：舱室10的室外温度大于16℃为舱室10室外温度较高的情况，舱室10的室外温度小于16℃且大于零度为舱室10室外温度较低的情况，舱室10的室外温度小于零度为舱室10室外温度过低的情况。在舱室10的室外温度大于零度时，舱室10内的电气设备保持正常运行的状态；当舱室10的室外温度小于零度时，舱室10内的电气设备可以是保持正常运行的状态，也可以是停机检修的状态。当舱室10的室外温度小于零度时，可以通过空调装置3的加热模式由加热器35将新风温度提升至5℃后排入舱室10内，电气设备正常运行时，可以由升温后的新风与电气设备的散热共同将舱室10的室内温度维持在目标温度；电气设备停机检修时，则由升温后的新风将舱室10的室内温度维持在5℃即可。

由此，本实施例的海上集装箱式电气舱的除盐雾空调系统的运行方法能够在任意舱室10室外环境温度下通过不同的空调装置3运行模式实现舱室10室内温度的调节和控制，保证舱室10室内温度满足电气设备运行散热或停机检修要求，同时控制舱室10内的压力并使舱室10室内保持正压状态，可以全面有效地防止室外环境中的盐雾入侵舱室10室内，确保电气设备所处的舱室10室内环境为低腐蚀环境，能够保证舱室10内电气设备的正常运行，有利于延长电气设备的使用寿命、降低能耗。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。