关于洁净空调新风量的节能控制探讨

　摘要：随着高精度和高科技电子产品的发展，洁净空调技术应用的范围越来越广，建筑室内环境得到很大程度的改善。但是洁净空调技术的高耗能也引起了人们的广泛关注，需要采取一定的措施对洁净空调系统的耗能进行一定的控制。洁净空调新风量技术可以改善室内环境，提高室内环境质量，实现空调系统的节能。本文通过洁净空调新风量系统设计和运行方案来探讨洁净空调的节能控制。 

　随着经济的发展和人们生活水平的提高，洁净空调系统在建筑中得到了广泛的应用，洁净空调可以有效稀释室内有害气体，改善室内环境。但是洁净空调需要维持室内正压，洁净空调需风量要大于一般空调，所以，洁净空调系统耗能严重。为了提高室内环境质量和节约能源，对室内新风量的研究是十分必要的，良好的新风控制策略可以有效改善室内环境，实现空调系统节能。 

　　1洁净空调新风量概述 
　　1.1新风的主要作用 
　　新风量是室内新鲜空气的总量，国家规定的室内新风量在30立方米每人每小时，我国对室内新风量的研究起于2003年。室内新风量不足会导致室内综合症的产生，居民容易出现疲劳、胸闷和头痛等症状，严重的还会引发神经系统和呼吸系统等疾病，室内洁净空调新风量的研究具有十分重要的意义。洁净空调的主要作用是保证室内空气洁净度，洁净空调不仅要对新风进行湿热处理，还要对空气进行高阻力和高效的过滤净化，新风负荷在洁净空调系统耗能中占了很大比例。洁净空调新风量可以保证室内正压，控制污染物扩散，提高室内环境质量。新风量的取值关系到空调节能，取值过小不利于污染物控制，而取值过大又会造成过高的能耗，新风控制策略研究势在必行。 
　　1.2新风量设计和运行特点 
　　一般情况下，洁净室内余压控制严格，室内新风量的控制严格，新风量需求较大。由于新风含尘量高，新风都需要高阻力和高效的净化，洁净空调系统运行耗能严重。为了安全起见，很多洁净空调新风量“最小新风量” 都是按最大取值，洁净空调系统一般也是“定新风量运行”。 
　　2洁净空调系统新风量节能控制方案 
　　一般来说，室内人员的走动会造成室内湿度、温度、二氧化碳浓度和余压的变化，室内无人和室内有人的新风量控制是不同的。洁净空调新风量节能控制要在原有湿度和温度参数监控的基础上，对室内外压差和二氧化碳浓度进行实时的监测和控制，确定最佳新风量节能控制方案。 
　　2.1室内压力和二氧化碳的确定 
　　洁净室需要保持一定的空气压力，维持正常的正压比。洁净室内和室外压差一般都在10Pa以上，实验人员需要改变新风阀门的开度，对室内外压差进行调节，观察室内余压稳定情况，通过对比确定室内余压控制的最终标准。此外，二氧化碳送入量确定和室内人数的数量相关，实验人员需要在确定二氧化碳浓度变化范围的基础上确定室内二氧化碳的控制指标。 
　　2.2室内最小新风量确定 
　　新风是维持室内正压和稀释室内二氧化碳浓度的关键，洁净室新风量必须要具备保持室内正压和补偿新风量的作用。实验人员可以根据附加换气次数来计算新风量，室内人员数量关系着室内新风量的确定。 
　　3洁净空调新风量节能控制方案 
　　3.1 新风量节能控制技术要点 
　　首先，实验人员可以将新风管道直接接入洁净室，使用中效或者是高效过滤办法，设置带有排风风管的风机，对室内湿温度参数进行控制，实现新风机组和空调机组的连锁，在新风机组开启的情况下室内空调机组才可以开启。室内独立排风管道上可以设置微压差测控器，对室内正压进行实时监测，通过测控器信号的输出来控制节能系统排风量。室内人员变化时，室内的二氧化碳含量是不同的，实验人员可以根据计算机计算结果，对初始新风量、二氧化碳浓度进行实时监测，将监测结果反馈到室内控制系统，根据计算机程序来计算新风量，并通过控制参数的调整来调整新风量。其次，洁净室节能控制可以采用单回路控制方式，根据洁净室实时状态来控制新风量。一般情况下，室内单回路控制是采用的PID调节法，其调节器输出信号是0mA到10mA，信号可以直接输入执行器，对新风量进行有效控制。 
　　3.2 洁净室新风量节能控制过程 
　　洁净室室内新风量控制需要对室内不同人数情况下的新风量进行控制，室内人数大于0时可以根据计算机程序来对计算新风量，将计算结果和计算好的正压新风量比较，对新风风管上的电动调节阀进行控制，调整室内新风量大小，根据监测结果来调整排风机的排风量，保持室内的正常压力。但是室内人员数量并不是固定的，室内人数变化会引起新风量计算的变化，实验人员需要对微压差探测器和二氧化碳浓度探测器的数值来确定排风量和新风量，将数值转化成电流信号，并将信号送至计算机，由计算机对二氧化碳浓度的偏差进行处理。控制器新风管上的多叶调节风阀可以改变新风量，使二氧化碳浓度达到室内洁净环境的要求，改变原有设计的余压值。基于节能理念，在室内没有人时，可以停止空调机组并关闭排风机组，室内新风风机可以提供新风量，除掉室内湿气并稀释室内污染物，提供室内呼吸所需要的新鲜空气，综合提高室内环境。 
　　3.3 洁净空调系统节能控制的稳定性分析 
　　无论是一般空调还是洁净空调系统都是由一定数量的空气处理设备组成，设备工作能力一般按负荷确定，空调运行期间，负荷是变化的，而空调负荷的变化就会引起实验参数的变化。在洁净空调系统节能控制的过程中，是对余压和二氧化碳浓度参数的控制，空调运行过程中，可以通过检测参数变化来控制被检测参数变化，实验人员可以将测量信号输入控制器，通过控制器对测量信号和定值的比较来进行PID调节。PID调节技术中P（比例调节）输出响应较快，有利于保持空调系统的稳定，D（微分调节）可以缩短过渡时间并减少超调量，而I（积分调节）可以消除静差，PID调节方法具有调控原理简单、适应性强、使用方便和被控对象不敏感的优势，可以有效解决空调系统调控滞后的问题，消除静差，将洁净空调系统的精度控制在希望值之上，真正实现洁净空调系统的节能和室内新风量的保持，改善现有的室内环境，为人们提供良好的居住环境。 
　　4洁净空调新风量节能效果分析 
　　通过上述分析得知，洁净室具有空调系统风压高、风量大和运行时间过长的特点，洁净室很难实现节能和室内新风量的协调，洁净室只能通过加大能耗来换取室内的新风量。经过室内洁净空调新风量节能控制分析可以得知，在室内没有人员的情况下，可以将室内空调机组关闭，减少能源的浪费。在洁净空调系新风量节能控制系统中，需要在原有设备的基础上增加二氧化碳浓度监测器和控制器、微压差测控器、新风风道和排风风道电动调节阀门等，这些部件初期的设置会加大洁净空调系统的投资，但是投资不会比一般空调投资高出很多，系统的节能潜力较大。因此，在洁净空调安装初期，要对室内人员流动数量进行确定，在综合考虑人数和新风量关系的基础上来确定空调系统新风量，并通过空调运行过程中室内余压和二氧化碳浓度的监测来确定空调系统的关闭时间，在室内没有人员流动的时候可以将空调机组关闭，减少能源浪费，实现空调节能的目的。 
　　5结束语 
　　随着高精度和高科技电子产品的发展，洁净空调技术应用的范围越来越广，建筑室内环境得到很大程度的改善。但是洁净空调需要维持室内正压，洁净空调需风量要大于一般空调，所以，洁净空调系统耗能严重。为了提高室内环境质量和节约能源，对室内新风量的研究是十分必要的，良好的新风控制策略可以有效改善室内环境，实现空调系统节能。