引言
市电断电期间给用户应急供电的柴油发电机组（以下简称柴发）通过发动机内部燃烧柴油将化学能转换成机械能，然后进一步通过发动机驱动发电机将机械能转换成电能。机组发电是化学能向机械能和热能转换的动态平衡过程，即柴发持续将35%的燃烧热能转换成机械能发电的前提是通过机房设计，从排烟管路持续排出传递给尾气的30%燃烧热，从冷却回路持续排出传递给缸套的25%热能，从风道持续排出机组辐射给机房的10%燃烧热。
因此，与市电系统发电机组不同，柴发机房设计的有效性直接决定了柴发能否发出其铭牌上标出的额定功率。
柴发机房的有效设计应从机房选址与地基设计开始，首先平衡考虑冷却系统设计与进排风系统设计，然后完成排烟系统设计，最后布局燃油系统设计。
1 柴发机房的选址与地基设计
1.1机房选址
柴发是市电的应急备用电源，所以柴发的机房应尽量远离市电系统配电设备，以免主、备用供电设备同时受损，失去配置柴发的意义。
1.2地基设计
柴发的地基设计主要考虑安装位置及用户的减振要求。机组底座的一级减振效率为60%~80%，一二级组合减振效率大于95%，满足一般用户的减振要求。因此，就一般用户而言，机房地基可采用加强混凝土设计，但应能承载至少两倍机组的重量。柴发地基应至少高出地面150mm，四周应比机组外围至少超出150mm。如果用户是医院且柴发与手术室同在一栋建筑内，则可采用173kPa加强混凝土地基，确保地基承载5~10倍（至少2倍）
2 柴发机房的冷却
系统设计柴发的冷却系统与其进排风系统密切关联，并共同影响排烟系统设计，因此柴发机房位置确定后，应首先平衡考虑冷却系统设计与进排风系统方案。
2.1柴发直驱风扇冷却
柴发的启动和运行需要给充电、加热甚至风扇等设备提供低压辅助电源，因此如项目选用高压机组，则应尽量采用直驱柴发（冷却风扇由发动机曲轴驱动），从而避免低压辅助电源变配电设计。柴发采用直驱水箱时，机房冷却系统设计的工作量几乎为零，但进排风系统设计必须满足直驱机组满载运行的大风量要求。
2.2远置水箱/散热器冷却
如果项目须用低压机组但无法满足直驱机组满载运行的大风量要求，则可采用电驱机组将水箱/散热器（以下简称水箱）移至室外，以降低机房进风量要求。水箱远置时，冷却系统的驱动力源自发动机水泵，阻力来自管路的摩擦阻力及水箱与柴发的相对高差，故远置水箱的冷却系统设计应与室外水箱的安装位置匹配。
2.2.1水箱直接远置
如室外水箱的安装位置距室内机组不远，且根据其相对位置设计的冷却回路总摩擦阻力和静压均小于发动机数据单上相应限值，则可用水管直接连接柴发和水箱即可，但涡轮增压单泵双循环空水中冷机组不宜采用该冷却系统设计。冷却系统的静压取发动机曲轴中线与水箱顶部的高度差，管路的摩擦阻力需暖通专业设计师根据管径及流量计算，管径由设计师决定，流量可从发动机数据单直接查到。
2.2.2冷却水泵远置
水箱如室外水箱的安装位置离室内机组不太远，虽然静压小于发动机数据单限值，但总摩擦阻力超过相应上限。同样，涡轮增压单泵双循环空水中冷机组不宜采用该冷却系统。
2.2.3热交换器远置水箱
如水箱的安装位置距离机组较远，其相应静压和管路总摩擦阻力均超过发动机相应限值，则可，采用热交换器远置水箱。
热交换器的安装位置应考虑发动机水泵的驱动能力，也可将热交换器安装在机组附近。热交换器机组侧一次冷却系统与水箱侧二次系统互相独立，一次系统由发动机驱动，其流量为发动机冷却流量；二次系统需另选水泵驱动，流量可按Q/（ΔT·C）（L/min）估算，其中Q为发动机传给冷却系统的热量（kJ/min），C为水的比热（kJ/℃/L），ΔT为热交换器二次侧容许温升（℃）。如冷却效果因环境温度等缘故不太理想，可以考虑用冷却塔替代水箱，但冷却塔不宜用于冬天易结冰、湿度低、灰尘大及风沙多发地区。
2.2.4热井远置水箱
如水箱位置距离机组相当远，总摩擦阻力和静压超过发动机限值，且静压超出了热交换器密封件的承受能力，则可采用热井远置水箱。热井的安装位置应考虑发动机水泵的驱动能力，且必须确保热井底部高于发动机冷却液出口；热井两侧回路属同一密闭冷却系统，流量基本一致；水箱侧回路需配水泵，其选型应考虑水箱位置；热井的最小容量应包括运行时充满所有水管的冷却液容量、停机时水箱侧流回热井的容量及确保运行时有效热交换的最小容量。
热井运行时的有效热交换最小容量一般取冷却系统总容量的5%，加上热井两侧回路总流量的1/4。用热井远置水箱，发动机传递给冷却液的热量最终还需水箱的风扇冷却，当环境温度较高及管路过长时，其冷却效果很可能不理想，因此该方案适用于夏天环境温度不高、管路不长的项目。
3 柴发机房的进排风系统设计
柴发的进排风系统设计须与其冷却系统匹配，冷却系统设计确定后，方可匹配相应的进排风系统。
3.1直驱机组的进排风系统设计
室内安装直驱柴发时，机房的进排风系统应通过风道、风量及进、排风口的有效设计，提供柴发输出额定功率所需的最小冷却风量。
3.1.1风道设计
各机组的风道设计应相互独立，风道设计直接决定了进风量设计，进而决定了进风口面积。为了有效减少风道阻力及进风量，从而最小化进风口面积，风道设计，将进、排风口与机组布置在一条直线上，使风道横跨整个机房。进、排风口位置应根据室外统计风向顺风设置。如果对排风口室外风向、风速没有把握，则可设挡风墙，以降低排风阻力并有效防止高温排风从进风口重新进入机房。挡风墙离开排风口的距离不应小于水箱高度。
3.1.2 风量设计
风量须确保柴发满载运行时的冷却效果。采用上述直线型风道设计时，机房的进风量满足水箱风扇的风量需求即可；采用其它类型风道设计时，应根据暖通专业资深设计师的准确计算适当增加进风量，任何不专业的设计均将导致柴发降功率使用。
3.1.3进、排风口面积
进风口面积取决于进风量和进风速度。为了有效防止室外雨雪被吸入机房，进风速度应控制在150～220m/min，过高的风速产生噪声需要进行相应的进风降噪设计；进风面积由进风量除以风速获得，但进风口有效面积应大于水箱有效面积的1.5倍。
采用上述直线型风道设计时，排风面积可取进风面积的2/3，但排风口有效面积应大于散热水箱的有效面积。进、排风口设电动百叶时，风口面积应根据百叶占用的面积适当增加；进、排风口设固定百叶时，风口面积均应增加1倍。
3.2水箱远置时进排风系统设计
项目采用电驱机组将水箱安装在机房外时，机房的进排风系统也应通过风道、风量及进、排风口的有效设计，提供柴发输出额定功率所需的燃烧空气量及最小冷却风量。
3.2.1风道设计
水箱安装在室外时，机房风道也可尽量采用直线型设计，使风道横跨整个机房。同样，进风口、排风口应根据室外统计风向顺风设置。
3.2.2风量设计
水箱远置时，机房的进风量需求减小，但至少保证柴发满载运行所需的燃烧空气量及带走机组辐射热所需的最小冷却空气量。发动机的燃烧空气量可从其数据单上直接查到，采用上述直线型风道设计时，机房的最小冷却空气量根据V=Q/（C·ΔT·d）计算，其中V为最小冷却风量（m3/min）、Q为机组总辐射热（MJ/min）、C为空气比热（MJ/kg/℃）、d为空气密度（kg/m3）、ΔT为机房进、排风口容许温升（℃）。
3.2.3进、排风口面积
水箱远置时，同样应先确定合理的进风速度（150～220m/min），然后由进风量和风速计算进风面积。采用直线型风道设计时，排风面积取决于选用的排风机外形尺寸，而排风机应根据冷却风量及可接受的室外排风速度选型。采用其它类型风道设计时，进、排风量应由暖通专业资深设计师根据风道准确计算，任何不专业的设计，均将导致柴发降容使用。
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