基于变风量控制系统运行模式的定静压控制优化.pdf
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1、问题探讨86节能 ENERGY CONSERVATIONNO.07 2023基于变风量控制系统运行模式的定静压控制优化夏本明1 顾奇峰2(1.上海埃松气流控制技术有限公司,上海 201615;2.东南大学建筑设计研究院有限公司,江苏 南京 210096)摘要:定静压控制是风机变频控制的经典和常用方法。由于静压设定点及静压设定值确定存在一定的难度,给工程应用带来一定难度,导致风机变频调控效果不佳,致使系统运行效率低、能耗高、噪声大。通过介绍基于变风量控制系统运行模式的双运行工况静压值重置法的变频调速技术,助力系统运行效率提升和实验室节能减排。关键词:变风量控制;运行模式;定静压控制;变频调速中图
2、分类号:TU831 文献标识码:B 文章编号:1004-7948(2023)07-0086-03 doi:10.3969/j.issn.1004-7948.2023.07.025引言我国风机与水泵配套电机系统约占电机装机总容量的60%,消耗电能约占我国总发电量的30%1。在实际工程中由于不当设计和使用,风机水泵总扬程的一半以上被用于克服风阀水阀的压降,表明50%以上的风机水泵电耗消耗在风阀水阀上,而不是用来克服管道阻力2。这造成了系统运行效率降低和不必要的能源浪费,给系统带来噪声、设备使用寿命降低等不利影响。因此,采用合适的技术措施对风机进行变频调速有着巨大的节能潜力,对降低风机能耗具有重大意
3、义。风机变频控制方式有定静压控制、变静压控制和总风量控制法共3种3。定静压控制系统简单,是目前常用的实验室风机变频调节技术。但在定静压变频调速技术应用时,出于动态特性系统最不利环路末端风量考虑,通常将静压值设定为较高值,导致在多数时间里末端风阀处于较小开度,造成定静压控制节能效果不够明显。通过现场测试和数据分析,提出基于不同运行工况下静压值重置法的定静压控制方法,有助于提升定静压控制系统的运行效率,助力实验室节能减排。1变频调速及定静压控制原理1.1变频调速原理变频调节通过平滑调节频率的变频电源,调节异步电动机的转速,不但能实现无级调节,而且可以根据负载的不同特性,通过适当调节电源和频率之间的
4、关系,使电动机始终工作在高效区,具有良好的动态特性4。电机转速与频率之间的关系5为:n=60fp(1-s)(1)式中:n风机转速,r/min;f供电频率,Hz;p电机旋转磁场的极对数;s转差率。风机转速发生改变时,功率与风机转速之间关系6为:NN1=(nn1)3=(ff1)3(2)式中:N转速为n时的功率,kW;f转速为n时的供电频率,Hz。风机运行功率与转速及供电频率的3次方成正比,通过调节风机的运行频率可以有效降低风机能耗。1.2定静压控制原理通过在主风管中最低静压处设置静压传感器P,在排风柜调节门关闭时调节变风量风阀至最小风量。定静压控制风量风压分析如图1所示。管道的阻力曲线由0-1变化
5、为0-2,风机工作点由a点移至b点。风机输出全压为Pb,而系统工作所需全压仅为Pc。这使P点的静压实测值Pm大于静压设定值Ps,静压控制器将静压实测值Pm与静压设定值Ps进行比较,采用闭环调节方式使静压实测值接近静压设定值Ps。由于主风管的静压降低,各变风量阀门在相同送风量下的风阀开度增加,管道阻力曲线由 0-2 变化为 0-5 后稳定7-8。定静压控制流程如图2所示。图1定静压控制风量风压分析作者简介:夏本明(1981),男,硕士在读,工程师,研究方向为实验室通风、控制和实验室安全。收稿日期:2022-11-15引用本文:夏本明,顾奇峰.基于变风量控制系统运行模式的定静压控制优化 J.节能,
6、2023,42(7):86-88.问题探讨87NO.07 2023节能 ENERGY CONSERVATION2定静压控制在实验室中的应用以某高校化学类教学兼科研型实验室为例,实验室位于江苏省苏州市,面积为122 m2,层高4.5 m,实验室共布置12台1.5 m宽台式变风量排风柜。教学兼科研型实验室采用多联机加独立新风系统,平面布局如图3所示。该实验室设置1套专用排风系统和1套专用新风系统。排风柜均以最小风量运行时,实验室换气次数为6.6 次/h,满足最低换气次数要求。依据使用需求,排风柜同时使用率按100%设计排风系统,此时实验室排风量为3 60018 000 m3/h。余风量依据排风量的
7、10%取值,为1 800 m3/h,最大送风量依据排风柜100%同时使用率时送风量的80%配置,则新风量为1 80013 000 m/h。排风机选用F4-72-No.8C玻璃钢离心排风机,风量为 20 000 m3/h,全压 1 000 Pa,转速为 1 520 r/min,为380 V-4 P-50 Hz-11.0 kW。直膨式新风空调机组新风量13 000 m3/h,机外余压500 Pa,制冷量/制热量为170 kW/190 kW,为 380 V-4P-50Hz-5.5 kW。排风柜选用基于位移传感器与文丘里蝶阀(压力无关型)的变风量控制系统,实验室微负压控制采用余风量控制+压差监视,全新
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