中央空调系统中空气净化技术研究.pdf

75技术中央空调系统中空气净化技术研究贝育瑜 广东博信达环境工程有限公司 Research on Air Purification Technology in Central Air Conditioning SystemB E I Y u-y u1 空气净化的特点本研究是利用空气调节原理，利用安装在空气处理机组回风口的温度传感器实时测定的数值，在送风量略大于或等于所需风量、改变送风机送风量和送风压力的情况下，计算送风电机变频频率值，核实送风量和需要的实时风量。使送风电机变频频值与送风电机保证楼内人员热舒适度，实现分时、分时段变频送风、分时段节能运行，保证送风量与所需风量的供需平衡。解决商场、超市等人数逐时变化显著的大型中央空调风系统供风运行调节能耗高、效率低的问题，提高室内空气流动以助于空气净化。2 空气净化技术实现的几个关键技术2.1 空气处理机组的研究空气处理装置包括送风机和间接式空气及冷冻水能量交换器（表冷器）；表冷器与空调冷冻水的制冷主机通过空调冷冻水水泵连接；一个可编程逻辑控制器 PLC6 与一个变频器相连，变频器与一个送风机的电动机相连；空气处理机的回风口安装有温度传感器与 PLC6 相连；PLC6 安装了自动控制程序，并与电源输入端相连。PLC6 还连接有显示器、人机交互界面、数据输入输出交换口及声光报警器。空调室内回风气流与室外空气二者混合，冲刷空气处理机组的表冷器表面，在空调冷冻水水泵提升作用下，冷冻水回水流经制冷主机获得冷量，转变为摘要：中央空调能耗比高、节能强、节省空间、外形美观、使用寿命长，但空气净化技术在 中央空调系统中仍未被广泛使用。空气净化技术的发展，给以往需要通过逐时变频供风达到室内空气净化提供 了 新的思路。鉴于此，本文研究 了 逐时变频送风，分析 了 送风风机的电能利用效率，降低了 中央空调风系统能耗，得到了 满足 中央空调所需的空气净化要求。关键词：中央空调；逐时需风量；供风运行；PLC A b s t r a c t：Central air conditioning is more energyefficient,space saving,aesthetically pleasing,and has a long service life,but air purification technology has not yet been widely used in central air conditioning systems.The development of air purification technology has provided new ideas for achieving indoor air purification through hourly variable frequency air supply.In view of this,hourly variable frequency air supply was studied,and the electrical energy utilization efficiency of the air supply fan was analyzed,which reduced the energy consumption of the central air conditioning system and achieved the air purification requirements required for central air conditioning.Ke y w o r d s：central air conditioning;hourly required air volume;air supply operation;PLC76技术冷冻水供水，流入空气处理机组的表冷器内部，吸收冲刷表冷器表面气流的热量，获得了冷冻水供水的冷量，而冷冻水供水释放出了冷量转变为冷冻水回水，再由回水变供水再供水变回水实现冷冻水循环。根据传热学的基本原理，在冻水给水与冻水回水有一定温差的情况下，冲刷表冷器表面的气流流量减少，则冻水既可以采用间接给水，也可以采用小流量给水的方式，减少水泵的运行能耗，同时还可以降低冷机主机的能耗，因此在使用冷冻水的同时，当供回水温差变小，冷冻机出力减少，冷冻机能耗下降时，冲刷表冷冻机表面的气流流量在冻水给水和冻水一定的回水流量下减少。PLC 人工智能控制方法是根据预设程序实现 PLC 对空气处理机组送风机的运行调节，并辅以空调室内回风气流温度校核，旨在减少送风机运行能耗和制冷主机能耗。2.2 系统工作原理研究2.2.1 工作原理流程对于已经建成的超市或商场等建筑，通过现有的统计报表，通过空气调节原理和流体输配管网等基本理论算法计算后，再通过反馈给 PLC、PLC 的方式，确定按时间计算的人数，作为基础数据，就可以找到送风机的运行工况点。根据空气调节的行业设计标准，为了降低中央空调能耗，空调室内空间充分掺混的风需要部分回收，而不是全部排至建筑室外，被部分回收的风，该风中的温度与建筑室内平均温度相等。利用回温传感器，对回温进行测定。通过回风温度传感器实时测定的回风温度转换为回风温度信号输入 PLC 信号，PLC 接收到来自温度传感器的信号，根据空气调节原理预设好算法，对比设计回风温度和来自温度传感器的回风温度，判断二者波动范围。这一波动数值按照行业设计标准，小于等于 1，被判定为商场或超市等空调常用的舒适重要空调系统等可容忍的回风温度波动；利用风机比例定律或已测定变型送风机性能特性的该型风机的曲线族，在波动大于等于 1.1 的情况下，计算送风机电机需要调整的频率值。完成回风温度波动判定的 PLC，输出信号至变频器，维持预设频率或者调节运行频率，该信号再传至送风风机，依次往下，完成逐时变频送风流程，确保商场或超市室内的热舒适度。2.2.2 多变频率通风机风量和流量研究由某超市管理方提供的数据，并结合实测，得到某大型超市逐时人数，设该超市维持室内设计温度和相对湿度，最低所需风量 25000m3/h，用于消除室内维护结构传热、室内照明和室内设备负荷。现场调研表明，该超市内部工作人员以及管理人员总共为 37 人，因此在表 1 中流动人流量的基础上，应加上 37，为该超市室内逐时人数。查行业设计规范，超市内每人每小时所需新风量为 25m3，则整个系统所需总风量计算见式（1）。Q 25000+25n （1）式中 Q逐时需风量，m3/h；25000最低逐时需风表1 室内逐时时段人数统计表理论送风量（m3/h）25100.0028325.0029425.0030000.0028900.0028000.0028675.0029250.0029400.0030275.0031250.0030750.0030850.0029775.0026625.00实际送风量（m3/h）31250.0031250.0031250.0031250.0031250.0031250.0031250.0031250.0031250.0031250.0031250.0031250.0031250.0031250.0031250.00人数4113317720015612014717017621125023023419165时段7：00 8：008：00 9：009：00 10：0010：00 11：0011：00 12：0012：00 13：0013：00 14：0014：00 15：0015：00 16：0016：00 17：0017：00 18：0018：00 19：0019：00 20：0020：00 21：0021：00 22：0077技术表 2 多 变频率送风风机逐时电功消耗统计表流量（m3/h）273813054330543327733054330543305433054330543327733277332773327733054330543实际送风量（m3/h）31250.0031250.0031250.0031250.0031250.0031250.0031250.0031250.0031250.0031250.0031250.0031250.0031250.0031250.0031250.00工况点DCCBCCCCCBBBBCC时段7：00 8：008：00 9：009：00 10：0010：00 11：0011：00 12：0012：00 13：0013：00 14：0014：00 15：0015：00 16：0016：00 17：0017：00 18：0018：00 19：0019：00 20：0020：00 21：0021：00 22：00量，m3/h；25每人每小 时所需风量，m3/h 人；n室内逐时人数。某大型轴流通风机性能参数的测定采用大型通风机性能实验测试系统，利用公式(1)和表 2 中的数据，确定出逐时需风量，再确定出送风风机的逐时预设工况，用该工况点中送风风机风量和变频频率值，确定该送风风机的逐时电功消耗，得到该超市该风系统中的多变频率送风风机，即每个运行日电功消耗累积值为 50.30kWh。在不采用本研究系统及控制方法的情况下，该送风风机只能采取节流调节或旁通调节变风量，乃至不调节，定风量运行，这 3 种情况下，送风风机的逐时电功消耗基本接近，可统称为非逐时变频通风方式。采用非逐时变频通风方式的该中央空调送风风机，该送风风机的逐时电功消耗可按工频运行计算，详见式(2)。(2)式中 N2运行日逐时功耗累积，kWh；i运行日逐时时刻编号，无量纲数；Ni运行日逐时功耗，kWh；1逐时时刻，对应表 1 中时段 7:00 8:00；15逐时时刻，对应表 1 中时段 21:00 22:00。相比采用非逐时变频通风方式，单个运行日可减少的送风风机电功消耗值，即 N N1-N2为 16.45kWh。以采用非逐时变频通风方式的送风风机日电功消耗为分母，分子为单个运行日可减少送风风机电功消耗值，则采用了本研究系统及控制方法的该送风风机，其节能率为 24.6，其节能效果相当可观。3 结语本文以中央空调中空气净化技术目前的研究方法为主要内容。对于已运行的中央空调系统而言，其完成送风系统逐时变频送风量的改造，主要涉及逐时需风量的确定。对于商场或超市等公共建筑而言，确定该逐时需风量时，可以主要从逐时人数波动上着手。此外，根据供需逐时平衡原理，该逐时需风量应当等于风系统送风风机的逐时供风量。解决商场、超市等人数逐时变化显著的大型中央空调风系统供风运行调节能耗高、效率低的问题。参考文献1 刘然，白静中，赵亮亮，等.TR 算法在某大型变风量空调系统变静压控制法中的应用 J.建筑科学，2019(8)：81-88.2 刘慧敏.变风量空调 iBES监控系统标准化设计及热力稳定性研究 D.大连理工大学，2018.3岳威.电气自动化在商业建筑中央空调中节能的实现 J.建材与装饰，2017(46):207.作者简介贝育瑜（1974-），男，广东珠海人，中级，硕士研究生，研究方向为中央空调节能环保方向。