在化工、制藥等易燃易爆環(huán)境中，冷藏冷柜的散熱風(fēng)扇必須采用防爆設(shè)計。其風(fēng)壓與風(fēng)量的計算與選型，直接關(guān)系到設(shè)備運行與制冷效率。以下為關(guān)鍵計算步驟與應(yīng)用要點：
一、核心參數(shù)計算：風(fēng)壓與風(fēng)量
風(fēng)量 (Q - m3/h): 單位時間內(nèi)通過風(fēng)扇的空氣體積，需滿足散熱需求。
基礎(chǔ)公式：
Q = (設(shè)備總發(fā)熱量) / (空氣比熱容 × 空氣密度 × 允許溫升)
設(shè)備總發(fā)熱量 (W)：壓縮機、電機等主要熱源功率之和 × 發(fā)熱系數(shù) (≈1.2~1.3)
空氣比熱容 (Cp)：≈1005 J/(kg·K)
空氣密度 (ρ)：標(biāo)準(zhǔn)工況下 ≈1.2 kg/m3
允許溫升 (ΔT)：冷柜內(nèi)外設(shè)計溫差 (℃)，通常取 5~15℃ (需結(jié)合散熱要求)
示例：某冷柜總發(fā)熱量 800W，允許溫升 10℃：
Q = 800 / (1005 × 1.2 × 10) ≈ 0.0663 m3/s ≈ 239 m3/h
系統(tǒng)阻力 (靜壓 - P - Pa): 空氣流動路徑中各部件阻力之和。
主要阻力源：冷凝器翅片、防爆外殼通風(fēng)孔、風(fēng)道彎頭、過濾器(如有)。
估算方法：
參考設(shè)備參數(shù)：優(yōu)先采用冷凝器/散熱器廠家提供的風(fēng)阻-風(fēng)量曲線 (P-Q 曲線)。
經(jīng)驗公式 (簡化)：
P = K × Q2
(K 為系統(tǒng)阻力系數(shù)，需根據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度估算，或通過 CFD/實測獲得)
關(guān)鍵點：防爆外殼的通風(fēng)隔爆結(jié)構(gòu)會顯著增加風(fēng)阻，必須實測或向供應(yīng)商索取數(shù)據(jù)。
二、風(fēng)扇選型：匹配風(fēng)壓風(fēng)量曲線
繪制系統(tǒng)阻力曲線：在風(fēng)壓-風(fēng)量 (P-Q) 坐標(biāo)系中，根據(jù) P = K × Q2 或?qū)崪y數(shù)據(jù)點繪制系統(tǒng)阻力曲線。
選擇風(fēng)扇工作點：
將風(fēng)扇的 P-Q 性能曲線 疊加到同一坐標(biāo)系。
理想工作點：風(fēng)扇曲線與系統(tǒng)阻力曲線的交點。此點需滿足：
風(fēng)量 (Q) ≥ 計算所需散熱風(fēng)量 (考慮裕度)。
風(fēng)壓 (P) ≥ 系統(tǒng)在該風(fēng)量下的阻力。
裕度：
風(fēng)量裕度：建議 ≥ 10%~15%。
風(fēng)壓裕度：建議 ≥ 20%~30% (尤其對防爆結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易積塵/結(jié)霜場景)。
三、防爆風(fēng)扇應(yīng)用核心要點
認(rèn)證合規(guī)性 (重中之重)：
必須選用符合應(yīng)用區(qū)域防爆等級 (如 Zone1, Zone2) 的 認(rèn)證防爆風(fēng)扇，具備機構(gòu)證書 (如 ATEX, IECEx, NEC
500/505)。
銘牌信息需清晰標(biāo)注防爆標(biāo)志、溫度組別 (T-Class)、氣體組別 (如 IIA, IIB, IIC)。
環(huán)境適應(yīng)性：
溫度：確保風(fēng)扇工作溫度范圍覆蓋冷柜運行環(huán)境 (含高溫散熱工況)。
濕度/腐蝕：潮濕或腐蝕性環(huán)境需選用不銹鋼或特殊涂層外殼/葉輪。
IP 防護(hù)等級：內(nèi)部風(fēng)扇建議 ≥ IP55，外部風(fēng)扇根據(jù)暴露環(huán)境選擇 (可能需 IP65 以上)。
安裝與維護(hù)：
氣流路徑優(yōu)化：確保進(jìn)出風(fēng)口通暢，減少不必要的彎頭和遮擋，尤其注意防爆外殼通風(fēng)面積。
減震降噪：使用減震墊/支架，避免共振傳遞。
定期維護(hù)：清潔扇葉、散熱翅片積塵/結(jié)霜;檢查緊固件、電纜引入裝置密封性。
四、選型流程總結(jié)
明確需求：散熱功率、允許溫升、防爆等級 (Zone, T-Class, Gas Group)、環(huán)境條件。
計算風(fēng)量：基于熱平衡公式。
估算系統(tǒng)阻力：重點獲取防爆外殼及冷凝器的風(fēng)阻數(shù)據(jù)。
初選風(fēng)扇：根據(jù)所需 Q 和 P，結(jié)合裕度，篩選符合防爆認(rèn)證的候選型號。
匹配工作點：對比風(fēng)扇 P-Q 曲線與系統(tǒng)阻力曲線，確認(rèn)工作點滿足要求且運行在區(qū)。
確認(rèn)環(huán)境適應(yīng)性：溫濕度、防護(hù)等級、材質(zhì)要求。