CN113503609A - 一种净化通风***风机联合运行工况点计算与控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及净化通风空调***，特别涉及一种复杂管路下风机联合运行多工况点计算与控制方法。一种净化通风空调***风机联合运行多工况点计算与控制方法，包括以下步骤：1)构建数学模型，利用风机性能曲线、阻抗计算方程构建数学模型，求解不同工况点风***管网风量和压头；2)对该数学模型进行求解并按照筛选规则进行筛选得到符合实际工作情况的解；3)根据所筛选得到的符合实际工作情况的解匹配净化通风空调***中新风机和送风机的工作频率以及各类风阀的开度。本发明的风机联合运行多工况点计算和控制方法为新型洁净环境净化通风空调***的实际动态工况运行控制提供了理论数据支持，能够保证新***的稳定运行和节能效果。

Description

一种净化通风***风机联合运行工况点计算与控制方法
技术领域
本发明涉及净化通风空调***，特别涉及一种复杂管路下风机联合运行多工况点计算与控制方法。
背景技术
洁净环境为保证洁净度以及避免室外空气污染和房间交叉污染，对室内空气的压力和压差都有较高的要求。洁净区域控制的本质是精确控制每个房间新风量、送风量、回风量和排风量，结合房间与周围房间或外界环境间的缝隙渗风，维持房间的静压以及与周边房间的压差。目前净化通风空调***常采用一次回风的形式，这种形式由于新风量和回风量都由空气处理机组中的风机控制，因此无法准确调节新风量和回风量的比例。针对此问题，可以通过增设新风空调箱来达到精确控制新风量的目标，进而形成具备新风机组、空气处理机组联合运行调控的新型净化通风空调***(如附图1所示)。在该***中，新风机与空气处理机组中的风机联合运行，来实现新风量、回风量和送风量的精确控制。
对于常规工程项目中应用的净化空调***的运行参数计算与控制，一般仅涉及单一风机的运行工况计算与控制。对于单一风机的运行工况计算，可以根据风机的性能曲线和管网的连接情况得到；对于一般风***管网中的风机联合运行，包括串联和并联，其各自的工作特点以及工况点的调节情况都是本领域的技术人员所熟知的。然而，对于能够实现新风量、回风量、送风量并行精确控制的新型净化通风空调***，在增设新风机机组后，其风***管网中存在新风、送风、回风和排风；特别是在新风机组的新风机和空气处理机组的风机之间，不仅存在串联关系，还涉及在回风管路的并联问题。目前尚没有针对此新型***中复杂的风机联合工况进行工况精确计算与控制的方法。风机联合运行工况的精确计算与控制，对于整个净化通风空调***的稳定与节能运行意义重大。为了维持洁净区域的空气参数稳定，通常要求净化空调***24小时运行；而净化空调***的风机能耗占据***总能耗的比例较大，切实降低风机能耗是***节能的关键。
进一步的，在保障环境控制质量的同时，按照***工作模式匹配相应的风机频率，可以大幅降低风机能耗。不同频率下的风机运行工况，可以通过不同频率下的风机性能函数计算得到；同时计算结果又受到风机联合运行的影响。一旦风机运行工况(频率)和管网阻力工况计算不准确，不能得到各种模式下风机的准确运行参数以及各个风阀的准确开度，则可能导致整个净化空调***所服务的洁净区域出现空气和环境参数的偏差(例如房间压力和压差)，进而影响洁净区域所涉及的生产工作。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种复杂管路下风机联合运行多工况点计算与控制方法。该方法能够实现复杂管路和连接情况下风机运行工况参数的准确计算，对于整个空调***的参数控制具有重要意义。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明所提出的技术方案适用的净化通风空调***组成如下：包括新风机组、空气处理机组、新风阀、送风总阀、新风管路、送风管路、回风管路、排风管路、排风机，以及相应的房间送风阀、高效过滤器、房间回风阀与排风阀等。其中，新风机组中的风机和空气处理机组中的风机均配备有变频器，需根据***运行工况的变化合理计算其运行频率值等工况参数。
由于排风***可以单独运行且其管路不与新风、送风和回风管路连接，所以本发明对上述净化通风空调***进行工况点计算和控制时，可做简化处理，需要计算和联合控制的部分包括：新风机组、空气处理机组、新风管路、送风管路、回风管路。其中，空气处理机组中的风机为送风机，新风机组中的风机为新风机。
送风机的运行情况受到风***管路阻力特性和自身特性的影响，新风机受到自身性能和新风/回风并联点压力的影响。与此同时，送风机的吸入端，即新风/回风并联点压力与送风机的运行情况是紧密相关的。根据分析，无法单独求解出单一风机的运行工况，两风机的运行工况需要一同求解得到。
进一步的，为方便表述，做如下数值含义注释：室外压力点1；新风机组出口压力点2；新风/回风并联点3；空气处理机组出口压力点4；洁净区域送风管网进口压力点5；洁净区域回风管网出口压力点6。
求解的数学模型如下：
风机性能曲线用F(f，Q)来表示，Q为对应风***管路风量，阻抗用Sp来表示，风***管网压头(或压力降)用H来表示。
g)送风管路压力降：
Figure BDA0003142994160000031
h)回风管路压力降：H6-3＝Sp6-3×(Q4-5-Q1-2)2
i)空气处理机组(AHU)压力降：
Figure BDA0003142994160000032
j)送风机工况点：H4-5+H6-3+H3-4＝FAHU(fAHU，Q4-5)
k)新风机组(MAU)内部压力降：
Figure BDA0003142994160000033
l)新风机工况点：H1-2-H6-3＝FMAU(fMAU，Q1-2)
已知数：Sp4-5，Sp6-3，Sp3-4，Sp1-2
未知数：H4-5，H6-3，H3-4，H1-2，Q4-5，Q1-2
由于风机性能曲线是一元三次函数，因此方程组为六元三次方程组。该方程组可以通过Matlab求解，但是会得到多组求解值，需要采用合适的筛选方式得到最终结果。筛选规则如下：
a)取出未知数结果均为正数值的几组值和结果完全一致的几组值；
b)确定求解值中与送风机额定压头、新风机额定压头、送风机与新风机额定压头之和三个值最为接近的三组值的编号；
c)对比上述第二步选择出的位置，取至少有两个相同的位置的一组值；
d)取出筛选后的第一组值，即为计算结果。
用上述的筛选规则，可以得到最为合理的方程求解值，从而得到***中风***管网的工况点和新风机、送风机的运行工况点及其他参数值。
本发明采用的技术方案具有以下有益效果：
1)本发明的风机联合运行多工况点计算和控制方法为新型洁净环境净化通风空调***的实际动态工况运行控制提供了理论数据支持，能够保证新***的稳定运行和节能效果；
2)本发明的计算方法可以同时求解出复杂管网下两个联合运行风机的准确运行工况参数；
3)本发明的计算结果可以作为***的风机和各个风阀在不同运行模式下的调整依据，从而实现洁净区域空气和运行参数(房间压力、压差)的准确控制。
附图说明
图1为本发明中一种新型洁净环境净化通风空调***示意图。
图2为本发明的一种具体实施例洁净环境净化通风空调***中风机联合运行多工况点计算方法示意图。
附图说明：室外压力点1、新风机组出口压力点2、新风/回风并联点3、空气处理机组出口压力点4、洁净区域送风管网进口压力点5、洁净区域回风管网出口压力点6、新风机组10、空气处理机组11、新风阀12、送风总阀13、排风机14、排风阀15、高效过滤器16、送风管路17、回风管路18、排风管路19、新风管路24。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案做进一步解释说明：
已知新风机和送风机的风机性能曲线F(f，Q)，送风机额定压头1394Pa，新风机额定压头647Pa；
送风机性能曲线函数：
Figure BDA0003142994160000051
新风机性能曲线函数：
Figure BDA0003142994160000052
a-f方程组成的已知数为下表所示：
Figure BDA0003142994160000053
利用Matlab对方程组a-f求解计算，方程组求解值如下表所示：
Figure BDA0003142994160000061
a)取出未知数结果均为正数值的几组值，以及结果完全一致的几组值；
Figure BDA0003142994160000062
b)寻找与额定参数最接近的几组值：
Figure BDA0003142994160000071
c)取出相同位置的那一组值：
Figure BDA0003142994160000072
d)筛选出的一组值(编号5)为方程合理结果，即为风机联合运行的工况参数，利用此参数进行后续的风机控制。
本发明的技术方案具有以下技术效果：本发明的风机联合运行多工况点计算和控制方法为新型洁净环境净化通风空调***的实际动态工况运行控制提供了理论数据支持，能够保证新***的稳定运行和节能效果；本发明的计算方法可以同时求解出复杂管网下两个联合运行风机的准确运行工况参数；本发明的计算结果可以***风机和各个风阀在不同运行模式下的调整依据，从而实现洁净区域空气和运行参数(房间压力、压差)的准确控制。
以上详细描述了本发明的计算方法，但是，本计算思路与控制方法并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种变换，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种净化通风***风机联合运行工况点计算与控制方法，其特征在于：包括以下步骤：1)构建数学模型，利用风机性能曲线、阻抗计算方程构建数学模型，求解不同工况点风***管网风量和压头；2)对该数学模型进行求解并按照筛选规则进行筛选得到符合实际工作情况的解；3)根据所筛选得到的符合实际工作情况的解匹配净化通风空调***中新风机和送风机的工作频率。
2.如权利要求1所述的一种净化通风***风机联合运行工况点计算与控制方法，其特征在于：所述净化通风***包括：新风机组、空气处理机组、新风管路、送风管路、回风管路。
3.如权利要求2所述的一种净化通风***风机联合运行工况点计算与控制方法，其特征在于：所述空气处理机组中的风机为送风机，新风机组中的风机为新风机。
4.如权利要求3所述的一种净化通风***风机联合运行工况点计算与控制方法，其特征在于：求解的数学模型中风机性能曲线用F(f，Q)来表示，Q为对应风***管路风量，阻抗用Sp来表示，风***管网压头(或压力降)用H来表示：
a)送风管路压力降：
Figure FDA0003142994150000011
b)回风管路压力降：H6-3＝Sp6-3×(Q4-5-Q1-2)2
c)空气处理机组(AHU)压力降：
Figure FDA0003142994150000012
d)送风机工况点：H4-5+H6-3+H3-4＝FAHU(fAHU，Q4-5)
e)新风机组(MAU)内部压力降：
Figure FDA0003142994150000013
f)新风机工况点：H1-2-H6-3＝FMAU(fMAU，Q1-2)
已知数：Sp4-5，Sp6-3，Sp3-4，Sp1-2；
未知数：H4-5，H6-3，H3-4，H1-2，Q4-5，Q1-2。
5.如权利要求4所述的一种净化通风***风机联合运行工况点计算与控制方法，其特征在于：所述筛选规则如下：a)取出未知数结果均为正数值的几组值，以及结果完全一致的几组值；b)确定求解值中与送风机额定压头、新风机额定压头、送风机与新风机额定压头之和三个值最为接近的三组值的编号；c)对比上述第二步选择出的位置，取至少有两个相同的位置的一组值；d)取出筛选后的第一组值，即为计算结果。
6.如权利要求5所述的一种净化通风***风机联合运行工况点计算与控制方法，其特征在于：送风机的计算压头＝‘H_4-5’+‘H_6-3’+‘H_3-4’，即送风管路压降、回风管路压降、空气处理机组压降之和；新风机计算压头＝‘H_1-2’-‘H_6-3’，即新风机组压降与回风管路压降之差，并且忽略新风管路的压降损失H_2-3。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2613099A2 (de) * 2012-01-05 2013-07-10 Wesco Ag Raumlüftungssystem
CN108151246A (zh) * 2017-12-13 2018-06-12 长安大学 变风量空调风***优化节能控制方法及装置
CN109945346A (zh) * 2019-03-22 2019-06-28 东南大学 洁净环境空气压力与压差控制***
CN113033112A (zh) * 2020-12-30 2021-06-25 苏州水木科能科技有限公司 洁净室风***建模方法及设备

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2613099A2 (de) * 2012-01-05 2013-07-10 Wesco Ag Raumlüftungssystem
CN108151246A (zh) * 2017-12-13 2018-06-12 长安大学 变风量空调风***优化节能控制方法及装置
CN109945346A (zh) * 2019-03-22 2019-06-28 东南大学 洁净环境空气压力与压差控制***
CN113033112A (zh) * 2020-12-30 2021-06-25 苏州水木科能科技有限公司 洁净室风***建模方法及设备

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