基于变频技术的新风风机研究.pdf

Science CO2浓度传感器； PLC控制器 0引 言 根 据 国 家 采 暖 通 风 及 空 气 调 节 设 计 规 范 （ GBJI19 8 7 冤 中 规 定 的 要 求 ，我 国 中 央 空调系统在新风量设计 阶 段 ，往 往 采 用 按 照 当 地 的 最 髙 、低气温和建筑物在 设 计 规 范 中 要 求 并 考 虑 到 最 大 冷 热 量 需 求 ，在此基础 上 还 要 预 留 1 0 耀 2 0 的 设 计 余 量 。 在 空 调 系 统 实 际 运 行 状 态 下 ，室 内 人 员密度是随 着 时 间 不 断 发 生 着 变 化 ，故 室 内 C〇2含量也时刻在 更 新 。相 应 的 ， 新 风 量 就 需 要 时 时 变 化 。但 在 设 计 阶 段 ， 新 风 引 人 量 已 经 按 照 最 不 利 人 员 密 度 的 最 大 数 值 确 定 [1]。 也 就 是 说 ， 新风机组大多数时间 都 是 在 低 于 负 荷 状 态 下 运 行 ， 有 时 甚 至 在 设 计 负 荷 的 1 0 以下运行[2]。 如 果 在 低 负 荷 下 却 按 照 髙 负 荷 的 需 求 运 行 ，就会导致中 央 空 调 的 运 行 效 率 下 降 ， 带 来 资 源 的 浪 费 [3]。另 外 ， 由 于 空 气 调 节 机 组 具 有 定 规 格 特 性 ，不适用于大幅度新 风 量 变 化 工 作 （ 或是变新风 量 工 作 将 导 致 机 组 运 行 不 稳 定 ， 降低机组寿命冤， 这 也 阻 碍 了 变 新 风 量 调 节 技 术 在 实 际 工 程 中 的 应 用 。 同 时 ，对 待 中 央 空 调 运 行 过 程 中 产 生 的 冷 凝 水 的 传 统 做 法 是 将 其 作 为 废 物 排 到 下 水 管 道 。这种做法既 浪 费 了 大 量 水 资 源 和 冷 凝 水 所 含 的 能 量 [4]， 而且有时 候 会 带 来 环 境 上 的 污 染 和 生 活 上 的 不 便 。 针 对 上 述 设 计 中 存 在 的 问 题 ， 本 设 计 方 案 采 用 “ 基 于 变 频 技 术 的 新 风 风 机 研 究 ” ，该 设 计 不 仅 创 新 地 提 出 了 根 据 CO 浓 度 监 测 调 节 变 新 风 量 系 统 工 作 ，而且 打 破 了 新 风 机 组 和 风 阀 在 变 流 量 体 系 下 工 作 僵 化 的 状 态 ，同 时 通 过 对 回 风 中 CO 的处理以及 冷凝 水的回收 利 用 ，对 于 节 约 中 央 空 调 耗 能 和 保 持 室 内 卫 生 质 量 有 着 重 要 意 义 。 1 设 计 原 理 1.1 C〇2浓度传感器工作 原理 C〇2浓度是人群聚集 的 重 要 衡 量 指 标 [5]， 为了在节 能 的 同 时 提 供 适 宜 的 空 气 环 境 ，需 对 C〇2的浓度进行 监 测 。 本 系 统 在 回 风 口 安 装 C〇2浓 度 传 感 器 ， 用来测定 室 内 C〇2浓 度 ， 将 其 检 测 的 数 值 上 传 到 PLC控 制 器 。 C〇2浓 度 传 感 器 是 通 过 检 测 C〇2分 子 吸 取 的 红 外 线 来 测 C〇2的 比 重 。 由 于 同 一 种 物 质 不 同 浓 度 时 ， 在同 一 吸 收 峰 位 置 有 不 同 的 吸 收 强 度 ，吸 收 强 度 与 C〇2浓 度 成 正 比 关 系 。 因此通过 检测气体对 光的波长和强度 的 影 响 ， 以 确 定 C〇2的 浓 度 。 1 . 2 PLC 工 作 原 理 本 设 计 系 统 利 用 专 用 编 程 软 件 ，根 据 对 室 内 C〇 2 浓 度 的 变 化 情 况 对 PLC进 行 梯 形 图 编 程 ， 使 得 PLC输 出 控 制 变频器的起/停 。 PLC控制器通过已编程的 程序 将 C〇2浓 度 传 感 器 传 来 的 C〇2浓 度 进 行 处 理 ，将其转 换 成 电 信 号 ， 传 送 给 变 频 风 机 ， 控 制 变 频 风 机 转 速 。 1.3 C〇2的净化装置 C〇2的 含 量 是 评 价 室 内 空 气 质 量 的 重 要 指 标 [6]， 本 系统加人了 CO 净 化 装 置 可 以 进 一 步 提 髙 回 风 用 量 同 时 改 善 室 内 空 气 质 量 。C〇2净 化 装 置 采 用 表 层 为 聚 丙 稀 膽 基 的 网 状 活 性 炭 纤 维 （ Activated Carbon Fiber ， 活 性 炭 纤 维 因 其 孔 径 分 布 窄 较 以 往 的 活 性 炭 粉 末 和 活 性 炭 颗 粒 有 更 快 的 吸 附 速 度 和 更 强 的 吸 附 性 ，且易再 生 。 ACF经 过 特 殊 的 化 学 工 艺 浸 渍 后 ， 改变了表面的含 氮 官 能 团 ， 从 而 使 C〇2的 吸 附 能 力 大 幅 度 提 髙 。 ACF能 够 出 掉 静 电 场 产 生 的 臭 氧 和 C〇2,除 掉 各 种 异 味 ， 以达 到 调 控 空 气 品 质 的 目 的 。同时活性 炭纤维材料 由于 其 质 量 轻 ， 成 本 只 是 略 有 提 髙 。 2 设 计 方 案 本 设 计 方 案 是 一 种 基 于 C〇2浓 度 传 感 器 监 测 和 分 段 调 控 新 风 流 量 系 统 ，现 已风机盘管加独立新风系统 夏 季 工 况 来 说 明 。运 行 图 如 图 2 所 示 ，图中红色图线 标记的 是 该 系 统 有 别 于 传 统 空 调 系 统 的 设 备 部 件 曰 图 中 空 气 的 温 湿 度 是 便 于 说 明 而 假 定 的 ，实际应根据具 体 工 程 条 件 设 定 。 本 设 计 装 置 整 体 分 为 上 （ 新 风 ） 下 （ 回 风 ） 两 侧 。 回 风 侧 的 C〇2浓 度 传 感 装 置 通 过 PLC控制器与新风侧的 变 频 风 机 相 连 。 回 风 侧 C〇2浓 度 传 感 器 前 段 装 有 C〇 2 处 理 装 置 ， 在 新 风 侧 人 口 处 装 有 冷 凝 水 处 理 装 置 。 在 回 风 侧 ，从 室 内 抽 吸 26益的室内空气进人回风 口， 通 过 风 阀 和 过 滤 器 和 C〇2处 理 装 置 后 ， 在回风管道 内 C〇2浓 度 传 感 器 测 定 回 风 中 的 C〇2含 量 ，将浓度梯 度 信 号 传 送 至 PLC控 制 器 ， PLC将 浓 度 （ 下转第137页） 作者简介 繆宏圣（ 1995 冤 ， 浙江温州人， 本科。 202科技视界科技视界 Science Technology Vision Science Technology Vision _与电子科技视界湘麵 进 行 净 化 ， 从 而 解 决 了 出 风 口 残 留 烟 尘 去 向 问 题 。5全 面 处 理 管 道 密 封 性 。 5取 得 的 成 效 改 造 后 ， 从 现 场 情 况 看 ， 切 割 割 缝 冒 出 来 烟 雾 、 粉 尘 几 乎 全 部 被 收 集 ， 系 统 抽 烟 效 果 较 为 理 想 。 6 对 设 备 使 用 的 建 议 员） 由 于 除 尘 系 统 为 吹 吸 系 统 ， 应保证钢板覆 盖整 个 工 作 台 面 ，在 切 割 单 张 钢 板 时 ，应将切割钢板 放在 吸 风 口 处 ，并 且 另 一 边 工 作 台 应 放 置 钢 板 ，以形成风 道 ， 保 证 除 尘 效 果 。 2 双 吸 式 抽 风 除 尘 系 统 要 求 切 割 平 台 必 须 加 水 ， 且 水 应 漫 过 可 活 动 料 架 底 部 ， 但 从 现 场 情 况 看 ， 3 台切 割 机 平 台 的 水 都 没 有 达 到 要 求 ，为 保 证 除 尘 效 果 ， 应 注 意 加 水 。 3 由 于 我 集 团 公 司 下 料 小 工 件 较 多 ， 因此可活动 料 架 中 部 焊 接 了 横 条 ，并 加 放 了 丝 网 ，时间长了切割 掉 下 来 的 割 渣 结 满 了 丝 网 ，导 致 吸 风 通 道 变 小 ，影响 了 除 尘 效 果 ，应再勤于清理可活 动 料 架 平 台 并 更 换 丝 网 。 7 结 束 语 通 过 改 造 ， 使 得 现 场 环 境 得 到 改 善 ， 满足了职业健 康 要 求 ， 并 为 企 业 节 约 了 投 资 成 本 ， 改 造 取 得 了 成 效 。 下 一 步 ， 将 择 机 在 公 司 其 它 设 备 上 推 广 。 【 参考文献】 [1]德国伊萨公司.数控等离子切割机使用说明书. 上接第20 2页 梯 度 信号分段处理， 转化为控制 新 风 风 机 转 速 的 电 信 号 ，使 得 变 频风机可以根据室内人员的 实 际 情 况 来 抽 吸 室 外 新 风 量 。 在 新 风 侧 ， 被 变 频 风 机 抽 吸 的 室 外 新 风 （ 经过冷凝 水 初 步 降 温 ）通 过 可 调 节 风 阀 和 过 滤 器 后 ，变量新风 34益） 通 过 新 型 的 空 气 处 理 机 组 （ 不 定 规 格 ） 处 理 后 ， 再 经 过 加 热 （ 舒 适 性 空 调 不 必 ，可直接按机器露点 送 风 ）加 湿 把 室 外 空 气 处 理 到 送 风 状 态 点 （ 称 O 点 ） 18益， 通 过 风 管 和 散 流 器 输 送 到 室 内 。 O 点状态空气带 走 室 内 余 热 余 湿 ， 沿 着 热 湿 比 线 （ 称 着 线 ） 到室内空气 状 态 点 （ 称 N 点 ） ， 维 持 室 内 空 气 温 度 为 26益 ， 相对湿 度 为 6 0 。有 一 定 空 气 龄 的 空 气 再 次 被 抽 吸 人 回 风 口， 并 按 照 上 述 过 程 循 环 往 复 。 本 装 置 采 用 变 频 风 机 不 仅 可 较 大 幅 度 的 提 髙 电 网 功 率 因 数 ，节 省 就 地 补 偿 装 置 ，还可以消除启动时 的 大 电 流 冲 击 ，启动时电机电流可 限 制 在 其 额 定 电 流 的 12 0以 内 ，减 轻 电 机 轴 承 等 运 动 部 件 的 磨 损 程 度 ， 延 长 其 使 用 寿 命 ；也在一定程度 上具 有完善 的保护和自 保 护 功 能 保 证 设 备 安 全 运 行 ，设 备 可 靠 性 提 髙 ，减少 备 品 备 件 消 耗 ，降 低 维 修 成 本 ；在装置的 人风口处 添 加 冷 凝 水 降 温 装 置 ，既 可 以 利 用 冷 凝 水 所 含 的 能 量 ， 又 可 以 降 低 热 交 换 机 组 的 负 荷 ；在 回 风 侧 的 CO浓度 传 感 装 置 前 添 加 净 化 装 置 ，既 可 以 通 过 降 低 C〇2的浓 度 以 提 髙 回 风 的 使 用 量 进 一 步 节 能 ，同时可以净化空 气 中 污 染 物 提 髙 室 内 空 气 质 量 。 3 结 语 本 系 统 通 过 巧 妙 设 计 ，减 少 了 中 央 空 调 新 风 机 组 对 新 风 所 做 的 功 ，进 而 大 幅度地降低新风机组的耗电 量 。本 系 统 在 实 验 室 中 模 拟 运 行 效 果 良 好 ，各项指标 参 数 都 有 利 于 节 能 。此 外 ，在节能的基础 上即满足 了 人 员 对 室 内 空 气 品 质 的 要 求 ，也完全符合国 家暖通 空 调 设 计 规 范 。所 以 ，本设计方案在公共建筑中央空调 新 风 机 组 中 具 有 很 好 的 应 用 前 景 。 【 参考文献】 [1] 卢苇， 马一太， 李丽新， 等.单元式空调机能效水平分析J ].工 程热物理学报， 2005,261. [2] 陈军， 邵伟恒， 梁锦昌， 等.单元式空调机制冷量不确定度的 研究[ J].流体机械， 2016,446. [3] 郑跃波.精密机房空调机冬季制冷节能运行的探讨[J].流体 机械， 2016,4. [4] 王萌萌， 邢海军.铁路列车空调机壳体结构静强度有限元分 析J ].石家庄铁道大学学报（ 自然科学版） ,2016,292. [5] 梁玉健.多联空调机在酒店空调工程中的应用前景[J].建材 发展导向（ 下） ， 2016， 149. [远]林耿中.恒温恒湿空调机节能运行探讨[ J].机电信息， 2016, 21. Science Technology Vision 科技视界科技视界137