貝育瑜 廣東博信達(dá)環(huán)境工程有限公司

1 空氣凈化的特點(diǎn)

本研究是利用空氣調(diào)節(jié)原理，利用安裝在空氣處理機(jī)組回風(fēng)口的溫度傳感器實(shí)時(shí)測(cè)定的數(shù)值，在送風(fēng)量略大于或等于所需風(fēng)量、改變送風(fēng)機(jī)送風(fēng)量和送風(fēng)壓力的情況下，計(jì)算送風(fēng)電機(jī)變頻頻率值，核實(shí)送風(fēng)量和需要的實(shí)時(shí)風(fēng)量。使送風(fēng)電機(jī)變頻頻值與送風(fēng)電機(jī)保證樓內(nèi)人員熱舒適度，實(shí)現(xiàn)分時(shí)、分時(shí)段變頻送風(fēng)、分時(shí)段節(jié)能運(yùn)行，保證送風(fēng)量與所需風(fēng)量的供需平衡。解決商場(chǎng)、超市等人數(shù)逐時(shí)變化顯著的大型中央空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)供風(fēng)運(yùn)行調(diào)節(jié)能耗高、效率低的問(wèn)題，提高室內(nèi)空氣流動(dòng)以助于空氣凈化。

2 空氣凈化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 空氣處理機(jī)組的研究

空氣處理裝置包括送風(fēng)機(jī)和間接式空氣及冷凍水能量交換器（表冷器）；表冷器與空調(diào)冷凍水的制冷主機(jī)通過(guò)空調(diào)冷凍水水泵連接；一個(gè)可編程邏輯控制器 PLC6與一個(gè)變頻器相連，變頻器與一個(gè)送風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)相連；空氣處理機(jī)的回風(fēng)口安裝有溫度傳感器與 PLC6 相連；PLC6 安裝了自動(dòng)控制程序，并與電源輸入端相連。PLC6 還連接有顯示器、人機(jī)交互界面、數(shù)據(jù)輸入輸出交換口及聲光報(bào)警器。

空調(diào)室內(nèi)回風(fēng)氣流與室外空氣二者混合，沖刷空氣處理機(jī)組的表冷器表面，在空調(diào)冷凍水水泵提升作用下，冷凍水回水流經(jīng)制冷主機(jī)獲得冷量，轉(zhuǎn)變?yōu)槔鋬鏊┧魅肟諝馓幚頇C(jī)組的表冷器內(nèi)部，吸收沖刷表冷器表面氣流的熱量，獲得了冷凍水供水的冷量，而冷凍水供水釋放出了冷量轉(zhuǎn)變?yōu)槔鋬鏊厮?，再由回水變供水再供水變回水?shí)現(xiàn)冷凍水循環(huán)。根據(jù)傳熱學(xué)的基本原理，在凍水給水與凍水回水有一定溫差的情況下，沖刷表冷器表面的氣流流量減少，則凍水既可以采用間接給水，也可以采用小流量給水的方式，減少水泵的運(yùn)行能耗，同時(shí)還可以降低冷機(jī)主機(jī)的能耗，因此在使用冷凍水的同時(shí)，當(dāng)供回水溫差變小，冷凍機(jī)出力減少，冷凍機(jī)能耗下降時(shí)，沖刷表冷凍機(jī)表面的氣流流量在凍水給水和凍水一定的回水流量下減少。PLC 人工智能控制方法是根據(jù)預(yù)設(shè)程序?qū)崿F(xiàn) PLC 對(duì)空氣處理機(jī)組送風(fēng)機(jī)的運(yùn)行調(diào)節(jié)，并輔以空調(diào)室內(nèi)回風(fēng)氣流溫度校核，旨在減少送風(fēng)機(jī)運(yùn)行能耗和制冷主機(jī)能耗。

2.2 系統(tǒng)工作原理研究

2.2.1 工作原理流程

對(duì)于已經(jīng)建成的超市或商場(chǎng)等建筑，通過(guò)現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)報(bào)表，通過(guò)空氣調(diào)節(jié)原理和流體輸配管網(wǎng)等基本理論算法計(jì)算后，再通過(guò)反饋給 PLC、PLC 的方式，確定按時(shí)間計(jì)算的人數(shù)，作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，就可以找到送風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況點(diǎn)。根據(jù)空氣調(diào)節(jié)的行業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，為了降低中央空調(diào)能耗，空調(diào)室內(nèi)空間充分摻混的風(fēng)需要部分回收，而不是全部排至建筑室外，被部分回收的風(fēng)，該風(fēng)中的溫度與建筑室內(nèi)平均溫度相等。

利用回溫傳感器，對(duì)回溫進(jìn)行測(cè)定。通過(guò)回風(fēng)溫度傳感器實(shí)時(shí)測(cè)定的回風(fēng)溫度轉(zhuǎn)換為回風(fēng)溫度信號(hào)-輸入PLC信號(hào)，PLC 接收到來(lái)自溫度傳感器的信號(hào)，根據(jù)空氣調(diào)節(jié)原理預(yù)設(shè)好算法，對(duì)比設(shè)計(jì)回風(fēng)溫度和來(lái)自溫度傳感器的回風(fēng)溫度，判斷二者波動(dòng)范圍。這一波動(dòng)數(shù)值按照行業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，小于等于 1℃，被判定為商場(chǎng)或超市等空調(diào)常用的舒適重要空調(diào)系統(tǒng)等可容忍的回風(fēng)溫度波動(dòng)；利用風(fēng)機(jī)比例定律或已測(cè)定變型送風(fēng)機(jī)性能特性的該型風(fēng)機(jī)的曲線族，在波動(dòng)大于等于 1.1 ℃的情況下，計(jì)算送風(fēng)機(jī)電機(jī)需要調(diào)整的頻率值。完成回風(fēng)溫度波動(dòng)判定的 PLC，輸出信號(hào)至變頻器，維持預(yù)設(shè)頻率或者調(diào)節(jié)運(yùn)行頻率，該信號(hào)再傳至送風(fēng)風(fēng)機(jī)，依次往下，完成逐時(shí)變頻送風(fēng)流程，確保商場(chǎng)或超市室內(nèi)的熱舒適度。

2.2.2 多變頻率通風(fēng)機(jī)風(fēng)量和流量研究

由某超市管理方提供的數(shù)據(jù)，并結(jié)合實(shí)測(cè)，得到某大型超市逐時(shí)人數(shù)，設(shè)該超市維持室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度和相對(duì)濕度，最低所需風(fēng)量 25000m3/h，用于消除室內(nèi)維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱、室內(nèi)照明和室內(nèi)設(shè)備負(fù)荷?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)研表明，該超市內(nèi)部工作人員以及管理人員總共為 37人 ，因此在表 1 中流動(dòng)人流量的基礎(chǔ)上，應(yīng)加上 37，為該超市室內(nèi)逐時(shí)人數(shù)。

查行業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范，超市內(nèi)每人每小時(shí)所需新風(fēng)量為 25m3，則整個(gè)系統(tǒng)所需總風(fēng)量計(jì)算見(jiàn)式（1）。

式中Q—逐時(shí)需風(fēng)量，m3/h； 25000—最低逐時(shí)需風(fēng)量，m3/h ；25—每人每小 時(shí)所需風(fēng)量，m3/h·人 ；n—室內(nèi)逐時(shí)人數(shù)。

表1 室內(nèi)逐時(shí)時(shí)段人數(shù)統(tǒng)計(jì)表

表2 多變頻率送風(fēng)風(fēng)機(jī)逐時(shí)電功消耗統(tǒng)計(jì)表

某大型軸流通風(fēng)機(jī)性能參數(shù)的測(cè)定采用大型通風(fēng)機(jī)性能實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)，利用公式 (1) 和表 2 中的數(shù)據(jù)，確定出逐時(shí)需風(fēng)量，再確定出送風(fēng)風(fēng)機(jī)的逐時(shí)預(yù)設(shè)工況，用該工況點(diǎn)中送風(fēng)風(fēng)機(jī)風(fēng)量和變頻頻率值，確定該送風(fēng)風(fēng)機(jī)的逐時(shí)電功消耗，得到該超市該風(fēng)系統(tǒng)中的多變頻率送風(fēng)風(fēng)機(jī)，即每個(gè)運(yùn)行日電功消耗累積值為50.30kWh。

在不采用本研究系統(tǒng)及控制方法的情況下，該送風(fēng)風(fēng)機(jī)只能采取節(jié)流調(diào)節(jié)或旁通調(diào)節(jié)變風(fēng)量，乃至不調(diào)節(jié)，定風(fēng)量運(yùn)行，這3種情況下，送風(fēng)風(fēng)機(jī)的逐時(shí)電功消耗基本接近，可統(tǒng)稱為非逐時(shí)變頻通風(fēng)方式。采用非逐時(shí)變頻通風(fēng)方式的該中央空調(diào)送風(fēng)風(fēng)機(jī)，該送風(fēng)風(fēng)機(jī)的逐時(shí)電功消耗可按工頻運(yùn)行計(jì)算，詳見(jiàn)式 (2)。

式中N2—運(yùn)行日逐時(shí)功耗累積，kWh；i—運(yùn)行日逐時(shí)時(shí)刻編號(hào)，無(wú)量綱數(shù)；Ni—運(yùn)行日逐時(shí)功耗，kWh ；1—逐時(shí)時(shí)刻，對(duì)應(yīng)表 1 中時(shí)段 7:00～8:00 ；15—逐時(shí)時(shí)刻，對(duì)應(yīng)表 1 中時(shí)段 21:00～22:00。

相比采用非逐時(shí)變頻通風(fēng)方式，單個(gè)運(yùn)行日可減少的送風(fēng)風(fēng)機(jī)電功消耗值，即ΔN＝N1-N2為16.45kWh。以采用非逐時(shí)變頻通風(fēng)方式的送風(fēng)風(fēng)機(jī)日電功消耗為分母，分子為單個(gè)運(yùn)行日可減少送風(fēng)風(fēng)機(jī)電功消耗值，則采用了本研究系統(tǒng)及控制方法的該送風(fēng)風(fēng)機(jī)，其節(jié)能率為 24.6%，其節(jié)能效果相當(dāng)可觀。

3 結(jié)語(yǔ)

本文以中央空調(diào)中空氣凈化技術(shù)目前的研究方法為主要內(nèi)容。對(duì)于已運(yùn)行的中央空調(diào)系統(tǒng)而言，其完成送風(fēng)系統(tǒng)逐時(shí)變頻送風(fēng)量的改造，主要涉及逐時(shí)需風(fēng)量的確定。對(duì)于商場(chǎng)或超市等公共建筑而言，確定該逐時(shí)需風(fēng)量時(shí)，可以主要從逐時(shí)人數(shù)波動(dòng)上著手。此外，根據(jù)供需逐時(shí)平衡原理，該逐時(shí)需風(fēng)量應(yīng)當(dāng)?shù)扔陲L(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)風(fēng)機(jī)的逐時(shí)供風(fēng)量。解決商場(chǎng)、超市等人數(shù)逐時(shí)變化顯著的大型中央空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)供風(fēng)運(yùn)行調(diào)節(jié)能耗高、效率低的問(wèn)題。