مجموعه دیزل ژنراتورها به دلیل قابلیت اطمینان، دوام و کارایی، انتخابی هوشمندانه برای نیازهای برق پشتیبان در زمان قطع برق هستند. آنها همچنین می‌توانند در سایت های راه دور استفاده شوند که در آن شبکه برق ممکن است حالت پایدار نداشته باشد. با این حال، ژنراتورهای دیزلی آماده به کار در صورت عدم نصب صحیح می‌توانند خطرات ایمنی ایجادکنند. در اینجا برخی از الزامات اتاق دیزل ژنراتور و ملاحظات طراحی وجود دارد که باید هنگام نصب و راه اندازی ژنراتور خود در نظر داشته باشید.

1 تا 1.3 متر فضای راهرو بین اجزای الکتریکی جریان برق 600 ولت یا کمتر و حداقل 0.9 متر و حداکثر تا 3.6 متر فضای راهرو برای نصب نیاز است. ممکن‌است متوجه شوید که دستورالعمل‌های الزامات اندازه اتاق ژنراتور بسیار متفاوت است، زیرا ولتاژها و تنظیمات خاص به فضای اضافی نیاز دارند.

برای نگهداری کافی و فاصله جریان هوا، منطقه بالای ژنراتور باید حداقل 1.2 متر و حداقل 0.3 در جلو و انتهای محفظه باشد. ژنراتور نباید در زیر عرشه یا ساختار دیگری که در آن بسته است و جریان هوا را محدود می کند قرارگیرد. توصیه می شود که فضای کف بین یک موتور و فضای دیوار موازی یا یک مجموعه دیگر، نباید کمتر از عرض موتور باشد.

تهویه مناسب اتاق ژنراتور بسیار مهم است و باید فضای تنفسی کافی برای تهویه ورودی و تخلیه در نظربگیرید. نیازهای تهویه ممکن است بسته به سازنده و لوازم جانبی متفاوت باشد. برای تهویه بهتر اتاق ژنراتور، علاوه بر داشتن فضای کافی برای به دست آوردن دمای مناسب اتاق، هوای مورد نیاز جریان هوای احتراق موتور باید مطابق با الزامات سازنده نصب شود. جریان هوای بیرون باید برای بار نامی EPS طراحی‌شود. اطمینان حاصل کنید که جریان هوای کافی برای حذف گرمای تجهیزات و حفظ تجهیزات در درجه بندی دمای محیط آنها تحت هر شرایط آب و هوایی و بار الکتریکی وجود دارد.

بسیار مهم‌است که مقدار کافی جریان هوای تهویه به اتاق ژنراتور تحویل داده‌شود. برای یک اندازه ژنراتور، می‌تواند تغییرات معقولی در جریان هوای مورد نیاز بین تولیدکنندگان مختلف وجود داشته‌باشد.

در شرایط بارگذاری کامل، دمای خروجی از مجموعه‌های ژنراتور می‌تواند بیش از 482.2 درجه سانتی گراد باشد و دمای هوای تخلیه رادیاتور (موتوری یا از راه دور) می‌تواند بیش از 71 درجه سانتیگراد باشد. هرگونه چرخش مجدد این جریان‌های هوای با دمای بالا می‌تواند باعث شود دمای هوای تهویه از دمای محیط بیشتر شود. چرخش مجدد به طورخاص تحت تأثیر سرعت و جهت باد غالب است – دو متغیری که نمی توان آنها را کنترل کرد و به سختی می توان آنها را در محاسبات طراحی گنجاند. آلودگی حرارتی جریان هوای تهویه باید حذف یا به حداقل برسد. دمای اتاق ژنراتور بیش از 40 درجه سانتیگراد معمولاً مستلزم کاهش درجه بندی مجموعه ژنراتور و افزایش پتانسیل قطعات برای پشتیبانی از بار الکتریکی طراحی‌است. میزان کاهش رتبه با تولیدکنندگان، ظرفیت مجموعه ژنراتور، نوع سوخت موتور و موارد دیگر متفاوت است. کاهش درجه بندی معمولی 10 تا 15 درصد در هر افزایش 7- درجه سانتی گراد بیش از 40 درجه سانتی گراد قابل انتظار است. درجه‌بندی برای دمای اتاق بالای 50 درجه سانتی گراد تندتر می‌شود. دمای بالای اتاق ژنراتور همچنین مستلزم کاهش درجه‌بندی تجهیزات و اجزای الکتریکی است که معمولاً در اتاق ژنراتور قراردارند، مانند ترانسفورماتور، تابلو برق، و فیدرهای الکتریکی. فرض اینکه دمای جریان هوای تهویه با دمای محیط برابر باشد میتواند یک نقص طراحی حیاتی باشد و روش های کاهش می‌تواند پرهزینه باشد.

هنگامی که مکان‌های پیشنهادی خروجی دودکش، تخلیه رادیاتور و ورودی هوای تهویه شناسایی شد، توصیه می‌شود که آزمایش تونل باد یا مدل‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) انجام شود. این امر به ویژه برای ژنراتورهایی ضروری است که انتظارمی‌رود با توان نامی 100 درصد کارکنند یا به برنامه های کاربردی حیاتی مانند مراکز داده خدمت‌کنند.

آزمایش تونل باد شامل ایجاد یک مدل مقیاس از ساختمان اتاق ژنراتور و سایر ساختمان‌ها و سازه‌های مجاور آن است. این مدل در داخل یک تونل باد قرارمی‌گیرد و گازهای ردیاب از محل تخلیه رادیاتور و دودکش آزادمی‌شود. غلظت گاز در مکان های هوای تهویه اتاق توسط گیرنده هایی برای تغییر سرعت و جهت باد اندازه گیری‌میشود. داده ها با داده های هواشناسی محلی برای پیش بینی درجه چرخش مجدد و حداکثر دمای هوای تهویه پیش بینی شده در اتاق ژنراتور مرتبط هستند.

اگر آزمایش تونل باد به دلیل محدودیت های بودجه ای یا برنامه ای قابل انجام نباشد، گزینه دیگر استفاده از مدل سازی CFD است. برنامه هایی به صورت تجاری در دسترس هستند که در انجام تجزیه و تحلیل CFD در فضای باز هستند.

تخلیه رادیاتور و خروجی دودکش نیز می‌تواند بر عملکرد تجهیزات در خارج و مجاورت اتاق ژنراتور تأثیربگذارد. به عنوان مثال، گردش مجدد هوای تخلیه رادیاتور یا خروجی دودکش می‌تواند بر عملکرد تجهیزات دفع گرما مانند چیلرهای هوا خنک، کندانسورها، برج های خنک کننده و خنک کننده های خشک تأثیربگذارد. در صورت پیش‌بینی کاهش عملکرد، آزمایش تونل باد یا مدل‌سازی CFD باید شامل تجهیزات نزدیک باشد. همچنین، بوهای خروجی دودکش را می توان به جریان هوای بیرونی تجهیزات حمل و نقل هوا منتقل‌کرد، حتی اگر فاصله های کد مورد نیاز حفظ شود، در نتیجه بر کیفیت هوای داخل خانه تأثیر می‌گذارد. تجهیزات جابجایی هوا در مجاورت مکان‌های دودکش باید در مطالعه تونل باد یا CFD گنجانده‌شود تا اطمینان حاصل‌شود که گردش مجدد وجودندارد. به زبان ساده تر کد الکتریک (NEC) به 3 تا 4 فوت (1 تا 1.3 متر) فضای راهرو بین اجزای الکتریکی جریان برق 600 ولت یا کمتر و حداقل سه فوت و حداکثر تا 12 فوت فضای راهرو برای نصب بیش از حد نیازدارد. ممکن‌است متوجه شوید که دستورالعمل‌های الزامات اندازه اتاق ژنراتور بسیار متفاوت است، زیرا ولتاژها و تنظیمات خاص به فضای اضافی نیاز دارند.

برای نگهداری کافی و فاصله جریان هوا، منطقه بالای ژنراتور باید حداقل 1.2 و حداقل 0.9 در جلو و انتهای محفظه باشد. ژنراتور نباید در زیر عرشه یا ساختار دیگری که در آن بسته‌است و جریان هوا را محدودمی‌کند قرارگیرد. توصیه‌می‌شود که فضای کف بین یک موتور و فضای دیوار موازی یا یک مجموعه دیگر نباید کمتر از عرض موتور باشد.

اگر به دلیل محدودیت‌های سایت نمی توان از افزایش دمای هوای تهویه اجتناب‌کرد، یکی از گزینه ها استفاده از فناوری خنک کننده تبخیری برای خنک کردن هوای ورودی به اتاق ژنراتور است. این فناوری شامل یک رسانه یا توری تبخیری است که در منبع هوای تهویه مانند لوورها نصب‌شده‌است. هنگامی که مجموعه های ژنراتور در حال کارهستند و دمای اتاق به حداکثر مقدار مجاز نزدیک می شود، غبار آب روی محیط پخش‌می‌شود. همانطور که هوا بر روی محیط مرطوب جریان می یابد، به دلیل فرآیند تبخیر سرد می‌شود. هر چه میزان فرورفتگی لامپ مرطوب محیطی – تفاوت بین دمای لامپ خشک و مرطوب – بیشتر باشد، پتانسیل کاهش دمای لامپ خشک هوای تهویه بیشتر است.

تعدادی از ملاحظات طراحی وجوددارد که برای حفظ عملکرد بهینه و زمان کارکرد تجهیزات در طول عمر ژنراتور کلیدی هستند:

در جایی که دمای محیط زیر یخ پیش بینی می شود باید مراقب بود. در غیاب مکانیزم کنترل دما، عملکرد طولانی مدت در چنین شرایطی می‌تواند به طور بالقوه بر عملکرد مجموعه ژنراتور و اجزای مرتبط با نزدیک شدن دمای اتاق به دمای محیط تأثیر بگذارد. برای مجموعه های ژنراتور با رادیاتورهای واحد نصب‌شده، یک گزینه نصب یک دمپر چرخش موتوری در پلنوم تخلیه بین رادیاتور و لوورها است. دمپر گردش پشت سر هم با دمپر تخلیه مدوله می شود و بخشی از جریان هوای تخلیه رادیاتور داغ به داخل اتاق بازگردانده‌می‌شود و در آنجا با جریان هوای تهویه سرد مخلوط می شود تا دمای اتاق قابل قبول حفظ شود. برای مجموعه ژنراتورهایی که از رادیاتورهای راه دور استفاده‌میکنند، فن های اگزوز که در اتاق ژنراتور خدمت می کنند را می توان با درایوهای فرکانس متغیر ارائه کرد تا جریان هوای تهویه را در شرایط عملکرد ژنراتور در هوای زیر یخبندان کاهش دهد. حفظ دمای اتاق ژنراتور بالاتر از نقطه انجماد برای تاسیساتی که شامل چندین مجموعه ژنراتور در یک اتاق هستند بسیار مهم است، زیرا انتظار نمی رود همه واحدها به طور همزمان کار کنند. راه اندازی قابل اعتماد مجموعه های ژنراتور آماده به کار را تضمین‌می‌کند، از کدر شدن روغن سوخت و یخ زدن لوله های آب از جمله سیستم آبپاش جلوگیری‌می‌کند و شرایط محیطی را فراهم‌می‌کند که به کارکنان تعمیر و نگهداری اجازه‌می‌دهد در صورت نیاز اتاق را اشغال‌کنند.

حرکت هوا در داخل اتاق ژنراتور نیز برای عملکرد مناسب مهم است و باید در مرحله طراحی بررسی‌شود. این به طور مستقیم بر اثربخشی حذف گرما از داخل اتاق تأثیرمی‌گذارد. ترجیحاً منبع هوای تهویه باید تا حد امکان کم باشد و هوا باید در کل مجموعه ژنراتور جریان داشته‌باشد، در نتیجه دینام، بلوک موتور و رادیاتور (برای مجموعه هایی با رادیاتورهای واحد نصب شده) خنک‌شود تا پس از خنک کننده خارج شود. گرمای ژاکت-آب همچنین تضمین‌می‌کند که دمای هوا در ورودی توربوشارژر موتور در محدوده‌است. برای ژنراتورهای دارای رادیاتور از راه دور، توصیه می شود که هوای خروجی تا حد امکان بالا و مستقیماً بالای مجموعه ژنراتورها تامین شود. دور زدن قابل توجه جریان هوای تهویه به طور مستقیم به جریان هوای تخلیه منجر به کاهش کارایی خنک کننده و افزایش دما در داخل اتاق می‌شود.

تمیزی هوا نیز برای به حداقل رساندن سایش و پارگی موتور مهم‌است. اگر انتظارمی‌رود هوای تهویه به طور غیرمنطقی با گرد و غبار یا مواد دیگر آلوده‌شود، توصیه‌می‌شود که با سازنده ژنراتور مشورت‌شود و فیلترهای موتورهای سنگین، پیش فیلترها یا فیلترهای هوای دو مرحله‌ای بر اساس توصیه آنها استفاده‌شود. در موارد معدودی، ممکن‌است وسیله ای برای فیلترکردن در منبع هوای تهویه لازم باشد، به عنوان مثال، تأسیساتی که تحت تأثیر آلاینده های فصلی مانند چوب پنبه قراردارند. باید اطمینان حاصل‌شود که فیلتراسیون تخصصی مانع از جریان هوا فراتر از حد مجاز نمی‌شود.

کنترل آلودگی صوتی یک عنصر طراحی بسیار مهم است که اغلب نادیده گرفته‌می‌شود. یک مشاور آکوستیک باید در مراحل اولیه پروژه برای مطالعه تأثیر مجموعه ژنراتورها بر محیط اطراف و ارائه توصیه هایی برای کاهش نویز درگیرشود. آگاهی از کدهای قابل اجرا که معیارهایی را برای سطوح نویز مجاز تعیین می کنند، به همان اندازه مهم است. یک نصب غالباً تحت کدهای فدرال، ایالتی و محلی قرارمی‌گیرد که هر کدام نیازمندی های متفاوتی دارند.

سیستم تهویه و طرح کلی یک اتاق ژنراتور باید در طول فرآیند طراحی به طور دقیق مورد بررسی قرارگیرد. در حالی که یک مجموعه ژنراتور توسط مهندس برق مشخص میشود، وظیفه مهندسی مکانیک برای طراحی بهینه‌است که عملکرد، طول عمر و قابلیت اطمینان ژنراتور را به حداکثر می‌رساند. عدم انجام این کار می تواند منجر به پیامدهای جدی شود که منجر به خرابی سیستم می شود که اغلب پیش بینی نشده است و می تواند بالقوه فاجعه بار باشد. اصلاحات پس از ساخت برای کاهش اثرات یک سیستم مهندسی ضعیف می‌تواند بسیار گران و مخرب باشد.

به عنوان مثال، یک مرکزداده در منطقه شهری طراحی‌شد تا توسط دو مجموعه ژنراتور 1.5 مگاواتی با رادیاتورهای نصب‌شده در واحد پشتیبانی شود. به دلیل محدودیت های سایت، مجموعه ژنراتورها باید در داخل ساختمان نزدیک به سطح درجه قرارمی‌گرفتند. یک راه حل ساده این بود که دریچه های هوای تهویه، دریچه های تخلیه رادیاتور و دودکش ها را در همان سمت ساختمان قراردهیم. دمای شدید محیط سالانه ASHRAE در محل 99 درجه فارنهایت بود – فقط چند درجه کمتر از آستانه درجه بندی 104 فارنهایت. بدیهی به نظر می‌رسید که کارایی سیستم تهویه به دلیل گردش مجدد به خطرمی‌افتد.

بنابراین، یک مطالعه تونل باد برای تعیین کمیت اثر انجام شد. این مطالعه پیش‌بینی کرد که دمای هوای تهویه در یک روز تابستانی طراحی‌شده به دلیل گردش مجدد به ۱۲۷ فارنهایت (یعنی ۲۸ فارنهایت بالاتر از دمای محیط) نزدیک می‌شود. بر اساس داده های کاهش رتبه ارائه‌شده توسط سازنده، هر مجموعه ژنراتور تنها می تواند 1.2 مگاوات را پشتیبانی‌کند در صورتی که تحت شرایط پیش بینی شده توسط مطالعه باد قرارگیرد. کاهش در خروجی ژنراتور برای برآوردن نیازهای پروژه مالک قابل قبول نبود. راه حل این بود که منافذ هوای تهویه اضافی در انتهای مخالف ساختمان برای کاهش گردش مجدد ایجادشود. این رویکرد هزینه و پیچیدگی پروژه را افزایش داد، اما برای اطمینان از عملکرد قابل اعتماد مجموعه های ژنراتور ضروری تشخیص داده‌شد.