關于潔凈空調新風量的節能控制探討

　摘要：隨著高精度和高科技電子產品的發展，潔凈空調技術應用的范圍越來越廣，建筑室內環境得到很大程度的改善。但是潔凈空調技術的高耗能也引起了人們的廣泛關注，需要采取一定的措施對潔凈空調系統的耗能進行一定的控制。潔凈空調新風量技術可以改善室內環境，提高室內環境質量，實現空調系統的節能。本文通過潔凈空調新風量系統設計和運行方案來探討潔凈空調的節能控制。 

　隨著經濟的發展和人們生活水平的提高，潔凈空調系統在建筑中得到了廣泛的應用，潔凈空調可以有效稀釋室內有害氣體，改善室內環境。但是潔凈空調需要維持室內正壓，潔凈空調需風量要大于一般空調，所以，潔凈空調系統耗能嚴重。為了提高室內環境質量和節約能源，對室內新風量的研究是十分必要的，良好的新風控制策略可以有效改善室內環境，實現空調系統節能。 

　　1潔凈空調新風量概述 
　　1.1新風的主要作用 
　　新風量是室內新鮮空氣的總量，國家規定的室內新風量在30立方米每人每小時，我國對室內新風量的研究起于2003年。室內新風量不足會導致室內綜合癥的產生，居民容易出現疲勞、胸悶和頭痛等癥狀，嚴重的還會引發神經系統和呼吸系統等疾病，室內潔凈空調新風量的研究具有十分重要的意義。潔凈空調的主要作用是保證室內空氣潔凈度，潔凈空調不僅要對新風進行濕熱處理，還要對空氣進行高阻力和高效的過濾凈化，新風負荷在潔凈空調系統耗能中占了很大比例。潔凈空調新風量可以保證室內正壓，控制污染物擴散，提高室內環境質量。新風量的取值關系到空調節能，取值過小不利于污染物控制，而取值過大又會造成過高的能耗，新風控制策略研究勢在必行。 
　　1.2新風量設計和運行特點 
　　一般情況下，潔凈室內余壓控制嚴格，室內新風量的控制嚴格，新風量需求較大。由于新風含塵量高，新風都需要高阻力和高效的凈化，潔凈空調系統運行耗能嚴重。為了安全起見，很多潔凈空調新風量“最小新風量” 都是按最大取值，潔凈空調系統一般也是“定新風量運行”。 
　　2潔凈空調系統新風量節能控制方案 
　　一般來說，室內人員的走動會造成室內濕度、溫度、二氧化碳濃度和余壓的變化，室內無人和室內有人的新風量控制是不同的。潔凈空調新風量節能控制要在原有濕度和溫度參數監控的基礎上，對室內外壓差和二氧化碳濃度進行實時的監測和控制，確定最佳新風量節能控制方案。 
　　2.1室內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。潔凈室內和室外壓差一般都在10Pa以上，實驗人員需要改變新風閥門的開度，對室內外壓差進行調節，觀察室內余壓穩定情況，通過對比確定室內余壓控制的最終標準。此外，二氧化碳送入量確定和室內人數的數量相關，實驗人員需要在確定二氧化碳濃度變化范圍的基礎上確定室內二氧化碳的控制指標。 
　　2.2室內最小新風量確定 
　　新風是維持室內正壓和稀釋室內二氧化碳濃度的關鍵，潔凈室新風量必須要具備保持室內正壓和補償新風量的作用。實驗人員可以根據附加換氣次數來計算新風量，室內人員數量關系著室內新風量的確定。 
　　3潔凈空調新風量節能控制方案 
　　3.1 新風量節能控制技術要點 
　　首先，實驗人員可以將新風管道直接接入潔凈室，使用中效或者是高效過濾辦法，設置帶有排風風管的風機，對室內濕溫度參數進行控制，實現新風機組和空調機組的連鎖，在新風機組開啟的情況下室內空調機組才可以開啟。室內獨立排風管道上可以設置微壓差測控器，對室內正壓進行實時監測，通過測控器信號的輸出來控制節能系統排風量。室內人員變化時，室內的二氧化碳含量是不同的，實驗人員可以根據計算機計算結果，對初始新風量、二氧化碳濃度進行實時監測，將監測結果反饋到室內控制系統，根據計算機程序來計算新風量，并通過控制參數的調整來調整新風量。其次，潔凈室節能控制可以采用單回路控制方式，根據潔凈室實時狀態來控制新風量。一般情況下，室內單回路控制是采用的PID調節法，其調節器輸出信號是0mA到10mA，信號可以直接輸入執行器，對新風量進行有效控制。 
　　3.2 潔凈室新風量節能控制過程 
　　潔凈室室內新風量控制需要對室內不同人數情況下的新風量進行控制，室內人數大于0時可以根據計算機程序來對計算新風量，將計算結果和計算好的正壓新風量比較，對新風風管上的電動調節閥進行控制，調整室內新風量大小，根據監測結果來調整排風機的排風量，保持室內的正常壓力。但是室內人員數量并不是固定的，室內人數變化會引起新風量計算的變化，實驗人員需要對微壓差探測器和二氧化碳濃度探測器的數值來確定排風量和新風量，將數值轉化成電流信號，并將信號送至計算機，由計算機對二氧化碳濃度的偏差進行處理。控制器新風管上的多葉調節風閥可以改變新風量，使二氧化碳濃度達到室內潔凈環境的要求，改變原有設計的余壓值。基于節能理念，在室內沒有人時，可以停止空調機組并關閉排風機組，室內新風風機可以提供新風量，除掉室內濕氣并稀釋室內污染物，提供室內呼吸所需要的新鮮空氣，綜合提高室內環境。 
　　3.3 潔凈空調系統節能控制的穩定性分析 
　　無論是一般空調還是潔凈空調系統都是由一定數量的空氣處理設備組成，設備工作能力一般按負荷確定，空調運行期間，負荷是變化的，而空調負荷的變化就會引起實驗參數的變化。在潔凈空調系統節能控制的過程中，是對余壓和二氧化碳濃度參數的控制，空調運行過程中，可以通過檢測參數變化來控制被檢測參數變化，實驗人員可以將測量信號輸入控制器，通過控制器對測量信號和定值的比較來進行PID調節。PID調節技術中P（比例調節）輸出響應較快，有利于保持空調系統的穩定，D（微分調節）可以縮短過渡時間并減少超調量，而I（積分調節）可以消除靜差，PID調節方法具有調控原理簡單、適應性強、使用方便和被控對象不敏感的優勢，可以有效解決空調系統調控滯后的問題，消除靜差，將潔凈空調系統的精度控制在希望值之上，真正實現潔凈空調系統的節能和室內新風量的保持，改善現有的室內環境，為人們提供良好的居住環境。 
　　4潔凈空調新風量節能效果分析 
　　通過上述分析得知，潔凈室具有空調系統風壓高、風量大和運行時間過長的特點，潔凈室很難實現節能和室內新風量的協調，潔凈室只能通過加大能耗來換取室內的新風量。經過室內潔凈空調新風量節能控制分析可以得知，在室內沒有人員的情況下，可以將室內空調機組關閉，減少能源的浪費。在潔凈空調系新風量節能控制系統中，需要在原有設備的基礎上增加二氧化碳濃度監測器和控制器、微壓差測控器、新風風道和排風風道電動調節閥門等，這些部件初期的設置會加大潔凈空調系統的投資，但是投資不會比一般空調投資高出很多，系統的節能潛力較大。因此，在潔凈空調安裝初期，要對室內人員流動數量進行確定，在綜合考慮人數和新風量關系的基礎上來確定空調系統新風量，并通過空調運行過程中室內余壓和二氧化碳濃度的監測來確定空調系統的關閉時間，在室內沒有人員流動的時候可以將空調機組關閉，減少能源浪費，實現空調節能的目的。 
　　5結束語 
　　隨著高精度和高科技電子產品的發展，潔凈空調技術應用的范圍越來越廣，建筑室內環境得到很大程度的改善。但是潔凈空調需要維持室內正壓，潔凈空調需風量要大于一般空調，所以，潔凈空調系統耗能嚴重。為了提高室內環境質量和節約能源，對室內新風量的研究是十分必要的，良好的新風控制策略可以有效改善室內環境，實現空調系統節能。