關(guān)于潔凈空調(diào)新風(fēng)量的節(jié)能控制探討

　摘要：隨著高精度和高科技電子產(chǎn)品的發(fā)展，潔凈空調(diào)技術(shù)應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣，建筑室內(nèi)環(huán)境得到很大程度的改善。但是潔凈空調(diào)技術(shù)的高耗能也引起了人們的廣泛關(guān)注，需要采取一定的措施對(duì)潔凈空調(diào)系統(tǒng)的耗能進(jìn)行一定的控制。潔凈空調(diào)新風(fēng)量技術(shù)可以改善室內(nèi)環(huán)境，提高室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能。本文通過(guò)潔凈空調(diào)新風(fēng)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行方案來(lái)探討潔凈空調(diào)的節(jié)能控制。 

　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，潔凈空調(diào)系統(tǒng)在建筑中得到了廣泛的應(yīng)用，潔凈空調(diào)可以有效稀釋室內(nèi)有害氣體，改善室內(nèi)環(huán)境。但是潔凈空調(diào)需要維持室內(nèi)正壓，潔凈空調(diào)需風(fēng)量要大于一般空調(diào)，所以，潔凈空調(diào)系統(tǒng)耗能?chē)?yán)重。為了提高室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量和節(jié)約能源，對(duì)室內(nèi)新風(fēng)量的研究是十分必要的，良好的新風(fēng)控制策略可以有效改善室內(nèi)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能。 

　　1潔凈空調(diào)新風(fēng)量概述 
　　1.1新風(fēng)的主要作用 
　　新風(fēng)量是室內(nèi)新鮮空氣的總量，國(guó)家規(guī)定的室內(nèi)新風(fēng)量在30立方米每人每小時(shí)，我國(guó)對(duì)室內(nèi)新風(fēng)量的研究起于2003年。室內(nèi)新風(fēng)量不足會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)綜合癥的產(chǎn)生，居民容易出現(xiàn)疲勞、胸悶和頭痛等癥狀，嚴(yán)重的還會(huì)引發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)等疾病，室內(nèi)潔凈空調(diào)新風(fēng)量的研究具有十分重要的意義。潔凈空調(diào)的主要作用是保證室內(nèi)空氣潔凈度，潔凈空調(diào)不僅要對(duì)新風(fēng)進(jìn)行濕熱處理，還要對(duì)空氣進(jìn)行高阻力和高效的過(guò)濾凈化，新風(fēng)負(fù)荷在潔凈空調(diào)系統(tǒng)耗能中占了很大比例。潔凈空調(diào)新風(fēng)量可以保證室內(nèi)正壓，控制污染物擴(kuò)散，提高室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量。新風(fēng)量的取值關(guān)系到空調(diào)節(jié)能，取值過(guò)小不利于污染物控制，而取值過(guò)大又會(huì)造成過(guò)高的能耗，新風(fēng)控制策略研究勢(shì)在必行。 
　　1.2新風(fēng)量設(shè)計(jì)和運(yùn)行特點(diǎn) 
　　一般情況下，潔凈室內(nèi)余壓控制嚴(yán)格，室內(nèi)新風(fēng)量的控制嚴(yán)格，新風(fēng)量需求較大。由于新風(fēng)含塵量高，新風(fēng)都需要高阻力和高效的凈化，潔凈空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行耗能?chē)?yán)重。為了安全起見(jiàn)，很多潔凈空調(diào)新風(fēng)量“最小新風(fēng)量” 都是按最大取值，潔凈空調(diào)系統(tǒng)一般也是“定新風(fēng)量運(yùn)行”。 
　　2潔凈空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量節(jié)能控制方案 
　　一般來(lái)說(shuō)，室內(nèi)人員的走動(dòng)會(huì)造成室內(nèi)濕度、溫度、二氧化碳濃度和余壓的變化，室內(nèi)無(wú)人和室內(nèi)有人的新風(fēng)量控制是不同的。潔凈空調(diào)新風(fēng)量節(jié)能控制要在原有濕度和溫度參數(shù)監(jiān)控的基礎(chǔ)上，對(duì)室內(nèi)外壓差和二氧化碳濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)和控制，確定最佳新風(fēng)量節(jié)能控制方案。 
　　2.1室內(nèi)壓力和二氧化碳的確定 
　　潔凈室需要保持一定的空氣壓力，維持正常的正壓比。潔凈室內(nèi)和室外壓差一般都在10Pa以上，實(shí)驗(yàn)人員需要改變新風(fēng)閥門(mén)的開(kāi)度，對(duì)室內(nèi)外壓差進(jìn)行調(diào)節(jié)，觀察室內(nèi)余壓穩(wěn)定情況，通過(guò)對(duì)比確定室內(nèi)余壓控制的最終標(biāo)準(zhǔn)。此外，二氧化碳送入量確定和室內(nèi)人數(shù)的數(shù)量相關(guān)，實(shí)驗(yàn)人員需要在確定二氧化碳濃度變化范圍的基礎(chǔ)上確定室內(nèi)二氧化碳的控制指標(biāo)。 
　　2.2室內(nèi)最小新風(fēng)量確定 
　　新風(fēng)是維持室內(nèi)正壓和稀釋室內(nèi)二氧化碳濃度的關(guān)鍵，潔凈室新風(fēng)量必須要具備保持室內(nèi)正壓和補(bǔ)償新風(fēng)量的作用。實(shí)驗(yàn)人員可以根據(jù)附加換氣次數(shù)來(lái)計(jì)算新風(fēng)量，室內(nèi)人員數(shù)量關(guān)系著室內(nèi)新風(fēng)量的確定。 
　　3潔凈空調(diào)新風(fēng)量節(jié)能控制方案 
　　3.1 新風(fēng)量節(jié)能控制技術(shù)要點(diǎn) 
　　首先，實(shí)驗(yàn)人員可以將新風(fēng)管道直接接入潔凈室，使用中效或者是高效過(guò)濾辦法，設(shè)置帶有排風(fēng)風(fēng)管的風(fēng)機(jī)，對(duì)室內(nèi)濕溫度參數(shù)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)新風(fēng)機(jī)組和空調(diào)機(jī)組的連鎖，在新風(fēng)機(jī)組開(kāi)啟的情況下室內(nèi)空調(diào)機(jī)組才可以開(kāi)啟。室內(nèi)獨(dú)立排風(fēng)管道上可以設(shè)置微壓差測(cè)控器，對(duì)室內(nèi)正壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)測(cè)控器信號(hào)的輸出來(lái)控制節(jié)能系統(tǒng)排風(fēng)量。室內(nèi)人員變化時(shí)，室內(nèi)的二氧化碳含量是不同的，實(shí)驗(yàn)人員可以根據(jù)計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果，對(duì)初始新風(fēng)量、二氧化碳濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將監(jiān)測(cè)結(jié)果反饋到室內(nèi)控制系統(tǒng)，根據(jù)計(jì)算機(jī)程序來(lái)計(jì)算新風(fēng)量，并通過(guò)控制參數(shù)的調(diào)整來(lái)調(diào)整新風(fēng)量。其次，潔凈室節(jié)能控制可以采用單回路控制方式，根據(jù)潔凈室實(shí)時(shí)狀態(tài)來(lái)控制新風(fēng)量。一般情況下，室內(nèi)單回路控制是采用的PID調(diào)節(jié)法，其調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)是0mA到10mA，信號(hào)可以直接輸入執(zhí)行器，對(duì)新風(fēng)量進(jìn)行有效控制。 
　　3.2 潔凈室新風(fēng)量節(jié)能控制過(guò)程 
　　潔凈室室內(nèi)新風(fēng)量控制需要對(duì)室內(nèi)不同人數(shù)情況下的新風(fēng)量進(jìn)行控制，室內(nèi)人數(shù)大于0時(shí)可以根據(jù)計(jì)算機(jī)程序來(lái)對(duì)計(jì)算新風(fēng)量，將計(jì)算結(jié)果和計(jì)算好的正壓新風(fēng)量比較，對(duì)新風(fēng)風(fēng)管上的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，調(diào)整室內(nèi)新風(fēng)量大小，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)調(diào)整排風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量，保持室內(nèi)的正常壓力。但是室內(nèi)人員數(shù)量并不是固定的，室內(nèi)人數(shù)變化會(huì)引起新風(fēng)量計(jì)算的變化，實(shí)驗(yàn)人員需要對(duì)微壓差探測(cè)器和二氧化碳濃度探測(cè)器的數(shù)值來(lái)確定排風(fēng)量和新風(fēng)量，將數(shù)值轉(zhuǎn)化成電流信號(hào)，并將信號(hào)送至計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)對(duì)二氧化碳濃度的偏差進(jìn)行處理?？刂破餍嘛L(fēng)管上的多葉調(diào)節(jié)風(fēng)閥可以改變新風(fēng)量，使二氧化碳濃度達(dá)到室內(nèi)潔凈環(huán)境的要求，改變?cè)性O(shè)計(jì)的余壓值?；诠?jié)能理念，在室內(nèi)沒(méi)有人時(shí)，可以停止空調(diào)機(jī)組并關(guān)閉排風(fēng)機(jī)組，室內(nèi)新風(fēng)風(fēng)機(jī)可以提供新風(fēng)量，除掉室內(nèi)濕氣并稀釋室內(nèi)污染物，提供室內(nèi)呼吸所需要的新鮮空氣，綜合提高室內(nèi)環(huán)境。 
　　3.3 潔凈空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能控制的穩(wěn)定性分析 
　　無(wú)論是一般空調(diào)還是潔凈空調(diào)系統(tǒng)都是由一定數(shù)量的空氣處理設(shè)備組成，設(shè)備工作能力一般按負(fù)荷確定，空調(diào)運(yùn)行期間，負(fù)荷是變化的，而空調(diào)負(fù)荷的變化就會(huì)引起實(shí)驗(yàn)參數(shù)的變化。在潔凈空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能控制的過(guò)程中，是對(duì)余壓和二氧化碳濃度參數(shù)的控制，空調(diào)運(yùn)行過(guò)程中，可以通過(guò)檢測(cè)參數(shù)變化來(lái)控制被檢測(cè)參數(shù)變化，實(shí)驗(yàn)人員可以將測(cè)量信號(hào)輸入控制器，通過(guò)控制器對(duì)測(cè)量信號(hào)和定值的比較來(lái)進(jìn)行PID調(diào)節(jié)。PID調(diào)節(jié)技術(shù)中P（比例調(diào)節(jié)）輸出響應(yīng)較快，有利于保持空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定，D（微分調(diào)節(jié)）可以縮短過(guò)渡時(shí)間并減少超調(diào)量，而I（積分調(diào)節(jié)）可以消除靜差，PID調(diào)節(jié)方法具有調(diào)控原理簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、使用方便和被控對(duì)象不敏感的優(yōu)勢(shì)，可以有效解決空調(diào)系統(tǒng)調(diào)控滯后的問(wèn)題，消除靜差，將潔凈空調(diào)系統(tǒng)的精度控制在希望值之上，真正實(shí)現(xiàn)潔凈空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能和室內(nèi)新風(fēng)量的保持，改善現(xiàn)有的室內(nèi)環(huán)境，為人們提供良好的居住環(huán)境。 
　　4潔凈空調(diào)新風(fēng)量節(jié)能效果分析 
　　通過(guò)上述分析得知，潔凈室具有空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)壓高、風(fēng)量大和運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的特點(diǎn)，潔凈室很難實(shí)現(xiàn)節(jié)能和室內(nèi)新風(fēng)量的協(xié)調(diào)，潔凈室只能通過(guò)加大能耗來(lái)?yè)Q取室內(nèi)的新風(fēng)量。經(jīng)過(guò)室內(nèi)潔凈空調(diào)新風(fēng)量節(jié)能控制分析可以得知，在室內(nèi)沒(méi)有人員的情況下，可以將室內(nèi)空調(diào)機(jī)組關(guān)閉，減少能源的浪費(fèi)。在潔凈空調(diào)系新風(fēng)量節(jié)能控制系統(tǒng)中，需要在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上增加二氧化碳濃度監(jiān)測(cè)器和控制器、微壓差測(cè)控器、新風(fēng)風(fēng)道和排風(fēng)風(fēng)道電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門(mén)等，這些部件初期的設(shè)置會(huì)加大潔凈空調(diào)系統(tǒng)的投資，但是投資不會(huì)比一般空調(diào)投資高出很多，系統(tǒng)的節(jié)能潛力較大。因此，在潔凈空調(diào)安裝初期，要對(duì)室內(nèi)人員流動(dòng)數(shù)量進(jìn)行確定，在綜合考慮人數(shù)和新風(fēng)量關(guān)系的基礎(chǔ)上來(lái)確定空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量，并通過(guò)空調(diào)運(yùn)行過(guò)程中室內(nèi)余壓和二氧化碳濃度的監(jiān)測(cè)來(lái)確定空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)閉時(shí)間，在室內(nèi)沒(méi)有人員流動(dòng)的時(shí)候可以將空調(diào)機(jī)組關(guān)閉，減少能源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)空調(diào)節(jié)能的目的。 
　　5結(jié)束語(yǔ) 
　　隨著高精度和高科技電子產(chǎn)品的發(fā)展，潔凈空調(diào)技術(shù)應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣，建筑室內(nèi)環(huán)境得到很大程度的改善。但是潔凈空調(diào)需要維持室內(nèi)正壓，潔凈空調(diào)需風(fēng)量要大于一般空調(diào)，所以，潔凈空調(diào)系統(tǒng)耗能?chē)?yán)重。為了提高室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量和節(jié)約能源，對(duì)室內(nèi)新風(fēng)量的研究是十分必要的，良好的新風(fēng)控制策略可以有效改善室內(nèi)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能。