新风机组空调机组自控（精选8篇）
摘要 西门子“S600顶峰”楼宇自控系统在工厂空调自控系统中的应用。通过实例介绍了系统的性能优势,以及在温湿度控制精度和节能措施两方面的经验。具体描述了系统方案、软件设计要点、实现方法及运行效果。
关键词 S600系统 系统方案 温湿度 焓值 节能
1 引 言
计算机技术的飞速发展及其在工业与民用领域的广泛应用,使得人们日益增长的对高品质工业与民用产品的需求有了可以依靠的技术基础。计算机自动控制技术使得工厂加工自动化程度显著提高,以本文涉及的工厂空调自控系统为例,由于采用了计算机自动控制,可以将车间的温湿度控制在非常高的精度范围内,为生产高精度的产品创造了良好的外部环境。随着人们环境保护意识的增强,使我们意识到好的空调自控系统不仅要达到高的控制精度,还应该在节约能源方面有所作为。本文就是希望通过两个工程实例介绍在工厂空调自控工程中对精度和节能这两个主题的理论与实践经验。
2 系统概述
一套好的自控系统,首先要有非常可靠的硬件系统支持,应该在灵敏度、可靠性和使用寿命、系统采用技术的先进程度以及操作维护的简易程度上作权衡考虑。在这里介绍西门子“S600顶峰”楼宇自控系统。“S600顶峰”系统是西门子集团新组建的“西门子楼宇科技”集团公司最新推出的楼宇自控系统。该集团公司是世界上楼宇自控产品的三大供应商之一,她的产品从传感器到阀门、执行器以及现场控制器和集中监控软件,形成了非常完备的规格型号系列,使得用户可以选用同一品牌的产品构建自己的系统,保证了系统的完整统一。同时产品的设计采用国际规范,保证了与其他厂家产品的兼容。“S600顶峰”楼宇自控系统在智能化建筑领域已经得到了广泛的应用,而且在工厂自控工程中也有上乘的表现,这是由其技术上的先进性保证的。
首先系统采用了“分散控制集中管理”的系统结构,控制任务由分散安装在现场的控制器完成,中央图形工作站通过通信网络将现场控制器数据采集上来,实现集中管理,这种系统结构保证局部的故障不会影响全局;
第二,系统控制器采用先进的模块化结构,由CPU模块、电源模块、20～36个I/O模块构成,每个I/O模块上有2～4个I/O点,模块可带电插拔,安装无须工具;
第三,系统网络扩展性好,网络分三层,为乙太网、楼层网、局域网,每条局域网可连接32台单元控制器UC或DPU、TEC,楼层网最多连接64台模块化控制器MBC或MEC、RBC、FLNC等,每台MBC可接3条局域网,网络通讯速率300bps～115.2kbps;
第四,全部的执行器均带手动开启装置,更好保证了系统可靠性;
第五,抗干扰性能好,可以有效地隔离工厂环境各种设备的电气干扰。
软件是自控系统的灵魂,“S600顶峰”系统中的控制器正是由于安装了优化开发的系统软件,才成为智能化的控制器。系统软件是固化在控制器EPROM芯片中的程序,它完成控制器开机自检、A/D数据采集、与上下级网络节点通讯、与外围设备通讯以及解释执行EEPROM应用程序并进行D/A输出控制。应用软件是用户针对具体的工程项目用PPCL语言(一种专用BASIC语言)编制的程序,编写工作可在图形工作站或笔记本电脑上完成,下载到控制器的EEPROM中由系统软件解释执行,编程具有很大的灵活性。图形工作站上运行的是一套专为S600系统开发的图形化工业控制组态软件包,运行环境为Windows98、Win-dowsNT,提供了一系列组态工具用于系统二次开发,包括有控制点数据库编辑、背景图形绘制、动态图形绘制、PPCL语言编辑、操作员管理、各种报表生成及乙太网通讯等。软件具有良好的开放性,可以与多种Windows应用软件,如Excel、Acad、3Dmax等协同工作。
3 工程实例
银燕电脑公司在国内外数十项大小工程中使用了“S600顶峰”系统及其前身S600系统,取得了良好的经济和社会效益,在印刷行业、纺织行业、制药行业、航空航天领域和民用领域都有成功的应用,其中不少是国家重点工程、重点企业、有国际影响的工程。这里介绍一个典型工程项目——西安西罗航空部件有限公司空调自控工程,就其中的技术实施细节作一些总结,特别是在控制精度和节省能源方面的经验。
3.1 工程概述
西安西罗航空部件有限公司是英国劳斯莱斯(Rolls-Royce)公司同西安飞机发动机集团公司合资生产航空发动机叶片的企业。它采用的水基涂料模壳成型技术是目前国际上非常先进的生产工艺,国内同类型企业采用的是胺气干燥法模壳成型技术,使用的涂料中的挥发性有机化合物和胺气对工人和环境都有毒害和污染。我国在这方面已经有了严格的法律法规并且签定了孟特利尔国际环保公约,将在未来3到5年禁止使用这种工艺,所以西罗公司的水基涂料模壳成型技术将得到广泛应用。这种技术的关键在于涂料在蜡模表面的干燥速度,这决定了最后成型的模壳的强度,要求空调系统在生产的全过程保证车间的相对湿度稳定在设定值±2%(设定值可在40%～60%之间任意设定),为保证蜡模不变形,温度控制精度为±1℃。车间总面积620m2,高7m,如此大面积高精度的空调控制工程在国内还很少见。
3.2 系统方案
该项目的空调系统设计方案由英国Drytech工程公司提供,银燕电脑公司提供自控系统的设计方案,并负责工程施工、调试。下图为项目的核心部分制壳车间空调系统图。空调机组K2—1、K2—2为两台风量为35,000m3/Hr的YORK机组,负责制壳车间的`空调控制,保证15次/小时的换气次数,新风机组的设置是考虑到西安地区的气候条件(早晚温差大,冬夏季节差异大)而采取的予处理措施,对保证高精度的控制效果起到了重要作用。新风机组设预热段、制冷和加热段,预热段为防霜冻措施,根据新风温湿度传感器数值进行调整,确保冬季防冻。制冷和加热段保证送风温度控制在设定值±3℃。压差开关用于检测过滤段的堵塞情况。空调机组设制冷、加热和加湿段,其中加湿段没有采用常用的蒸汽加湿方法,主要考虑蒸汽压力不稳对湿度控制不利,选用的是美国进口的VLD可控硅电热蒸汽加湿器,蒸汽量平稳且易于控制。送风风速传感器的设置是为了确保送风的连续可靠即稳定的换气次数,如果风速降低,就意味着风机故障、过滤器堵塞、风门失控等原因,应及时处理。针对控制对象连续高精度的要求,为空调系统配备了充足稳定的能源供给。在辅助厂房除3台常规大容量YORK冷冻机组外,为高精度空调机组配备了1台意大利克莱门特风冷冷冻机组(用于冬季供冷)和4台英国HE—200型燃气热水锅炉(用于常年供热)。系统图形工作站选用台湾ADVANTECH研华工业控制PC机,PENTIUM166主板,32M RAM,32X光驱,20英寸显示器,操作系统为Windows98,运行IN-SIGHT2.7软件。配备UPS不间断电源和宽行报表打印机。选用了4种现场控制器:
FLNC楼层网络控制器不带输入/输出点,主要用于将LAN网设备连接至PMD楼层网,可编程。
MBC模块化楼宇控制器带多种输入/输出模块,可以连接LAN网设备,可编程。
UC单元控制器板式结构,可插1或2块I/O板,每块板点数为:3DI,4AI,3AO,2DO。可带显示屏、键盘,可编程。
DPU数字点单元控制器带12DI,12DO,用作MBC的数字点扩充,不可编程。
3.3 控制方案
制壳车间的运行特点是模壳在生产过程和干燥过程中散发大量的水分,空调系统要将这部分湿度除掉,由制冷段的表冷器将水分凝结出来,再由加热段升温,即可保证温度和相对湿度,这就是为什么要常年保证冷热源的供给。同时还不能让湿度偏低,以便控制干燥速度,保证模壳强度。由于生产的不同阶段散湿量亦不相同,对于空调机组来讲是一种变化的负荷,不能采用常用的定露点控制方案。Drytech公司的方案是以回风温湿度的变化对冷、热阀和加湿器做PID调节,中方技术人员分析这种方案有两点问题:
①冷阀的调整对温度和相对湿度都产生影响,以回风温湿度为参照控冷阀会有“一仆二主”的矛盾,难免顾此失彼;
②尽管系统换气次数较高,但回风温湿度还是会有一定的滞后,对PID参数的调整不利。经过与英方技术人员充分交流探讨,确定了“露点动态调节”的软件控制方案,即由温湿度设定值计算出理论露点温度,根据回风湿度的高或低在理论露点的基础上向上或向下浮动计算出实际露点值,作为冷水阀的控制依据。这样还克服了露点温度传感器误差影响。经过表冷器的空气的绝对含湿量得到了控制,然后经加热段将空气温度提升至设定值,则相对湿度也不会超出精度范围。在车间湿度偏低时则由加湿器补充水分。空调机组控制程序的重点是控制精度,辅助厂房能源供给部分的程序设计则突出了节能的要求,当然节能的前提是保证生产。在夏季使用3台大冷冻机组,满足全厂制冷需求,冬季和过渡季节冷水供应由风冷机组负担,主要满足高精度车间的使用,体现了节能的思想。季节交替时由操作员发出指令,程序控制水泵和蝶阀进行机组切换。夏季3台大机组的工作也由程序进行控制,按实际负荷的状况决定机组工作台数,计算的依据有二,一是总进水和总出水温差,二是空调机组冷水阀的开度。若冷水阀开度大于80%,表明冷量不足,程序自动按顺序启动冷却塔、冷却泵、机组进水蝶阀、冷冻泵、冷冻机组;当冷水阀开度低于10%,则按相反顺序关闭机组序列。程序按机组累计工作时间确定下一次开启哪个机组序列,保证劳逸结合。另外每台机组自己也能根据负载大小调整出力,三方面结合起来,使系统达到了最佳节能效果。
3.4 系统特色
软件的设计充分发挥了INSIGHT软件包的开放性,将3D图形设计技术融入系统界面,给用户提供了接近实景的操作环境,大大提高了系统的易用性,这充分表明了S600系统的技术先进性。系
1 检修规律
1.1 应拆下除测温元件以外的其他各类安装在机组上的仪表, 进行单台校准及检查, 热电阻、热电偶可以直接进行常温电阻、电压测试。
1.2 拆装仪表时, 应严格按资料要求的安装程序进行, 且有设备专业人员认可配合, 做到心细, 动作慢, 以防损坏仪表。
1.3 安装及敷设仪表盘、箱及测量管路等时, 应按要求的位置及路径进行, 不影响机组的操作及检修且不堵塞通道。
2 本体机组仪表安装
2.1 液位、温度、压力等仪表安装
这类常规仪表只需加上合适的垫片, 按设计指定的位置安装即可。为了仪表的单台校准或检查, 安装测量轴温的Pt100探头时时应注意:
(1) 在机组人员最后封闭轴承箱之前完成安装。
(2) 用钢卡固定轴承箱内的测温元件电缆, 防止运行时被损坏。
(3) 为防止膛内机油的泄露, 应按要求做好测温元件的电缆轴承箱在引出口处的密封。
2.2 轴振动、位移、转速及键相探头的安装
2.2.1 关于轴振动探头安装:
为保证探头安装合适, 提高探头的测量准确度, 在调整探头间隙时被测面保持静止不动。首先要清理锥孔, 防治导电碎物干扰电磁场而产生误差, 然后再把探头安装在安装孔上, 当探头穿过安装孔接近机组测量轴时, 探头、延伸电缆、前置器连接, 在前置器输出端接数字万用表, 再接通电源, 调整探头与轴的静态间隙。
2.2.2 关于轴位移探头的安装:
机组设备在转动时, 转子因本身特性会产生轴向窜动, 而转子的窜动只要不超过一定的限度, 就不会发生动静部件的碰磨, 因此就会安装推力轴承限制转子轴向窜动量, 轴位移的零点就是轴窜动量的中心位置, 轴偏离中心的间隙量即为轴位移。位移探头安装应在轴调到窜动量的中间位置时进行, 调整探头与轴的间隙。
2.2.3 转速及键相探头的安装:
转速是描述设备运行状态的重要参数, 转速的变化与设备运行状态有着密切的关系, 它表明了设备的负荷或者故障状况, 转速和键相的测量方法通过测量键槽产生的正负脉冲频率, 这样两个脉冲为一转。转速及键相探头的安装如同轴振动探头的步骤, 接着调整探头与装置间隙。
2.2.4 测量旋转机械量的安装需注意
(1) 轴承箱内部测温元件探头的安装应符合安装要求。
(2) 探头与前置器必须成套使用, 符合校验仪校正, 不得混装, 否则会产生测量误差。
(3) 为防机组运行时的震动使探头松动, 产生虚假误差, 因此探头安装应由锁紧螺母锁紧, 以及704胶水密封。
(4) 前置器的保护箱和电缆的屏蔽层应可靠接地, 防止旋转机械量测量系统受到干扰。
(5) 严禁正负极接反, 前置器的电源为负值, com端是电源正极。
2.3 仪表盘箱及盘架装仪表的拆装
仪表盘箱及仪表应有可靠的接地, 且接地电阻小于4Ω, 仪表盘需有防振措施。
3 机组检测系统试验
3.1 常规机组仪表检测
常规机组仪表检测主要是对机组仪表相关的压力、液位、温度等进行检测, 观察远传显示是否在正常范围内。
3.2 旋转机械量检测
3.2.1 轴位移、轴振动检测:
在测量轴振动时, 要把探头安装、固定在轴承壳上, 使探头与轴承成为一体, 所测得的实际是轴相对于壳体的振动;偏心位移是随机械负荷的变化, 轴线对中心线的偏移。检测中要断开探头和前置器的连接, 用同型号的备用探头和前置器连接, 用TK-3校验仪进行3点校验, 误差符合要求。
3.2.2 转速检测:
通过轴上的一个键槽或一个键, 当探头探测到一个键槽货一个键时, 前置放大器输出一个负脉冲货正脉冲信号, 这样两个脉冲为一转, 根据频率的变化就可以计算出转速的变化。测试中, 可通过频率发生器连接前置器校验。
4 机组控制、调节系统的试验
4.1 防喘振系统试验
喘振是透平式压缩机 (即叶片式压缩机) 在流量减少到一定程度时所发生的一种非正常工况下的振动。防喘振系统, 通过调节压缩机负荷、关小高出力风机的导叶开度使风机出力相近, 减小负荷量的变化率, 加强进风段和出风段的风压探测和信息反馈控制, 从而达到防喘振的目的。值得注意的是:
4.1.1 机组启动的一个必要条件是防喘振阀开。
4.1.2 为提高机组的工作效率, 当机组运行没有进入喘振区, 调节阀应处于全关状态。
4.2 润滑油加热控制
当润滑油油箱液位正常时, 加热器才启动。油温低报警时, 可以启动加热器, 油温高报警或油箱液位低时, 加热器则停止。
4.3 润滑油主泵/备用泵互起试验需满足
箱油位正常方可启动油泵, 指定其中一油泵为主油泵, 并起动。当:润滑油泵出口压力低或总管压力低报警时, 备用泵能自动启动。
4.4 自动盘车试验
当自动盘车开关处于“ON”位置, 接通盘车润滑油路上的电磁阀, 投入润滑。盘车泵运行, 盘车电磁阀隔一定的周期动作一次, 通过控制液压盘车机构, 从而推动盘车棘轮机构实现自动盘车。盘车装置正在运行而供油中断时能发出报警, 以及当油压降低到不安全值时能自动停止盘车装置。
5 结语
关键词：DDC自控系统暖通空调应用
0引言
DDC(Okectdigitalcontr01)直接数字化控制，是一项构造简单操作容易的控制设备，它可借由接口转接设备随负荷变化作系统控制，如空调冷水循环系统、空调箱变频自动风量调整及冷却水塔散热风扇的变频操控等，可以让空调系统更有效率的运转，这样，不仅为物业管理带来很大的经济效益，而且还可使系统在较佳的工况下运行，从而延长设备的使用寿命以及达到提供舒适的空调环境和节能之目的。本文结合某项目工程的实践，谈谈DDC自控系统在暖通空调领域的实际应用。
1工程概况
本项目工程包括地下车库、商业、餐饮、办公室、酒店等多功能区域，共56层，高度为285m，总建筑面积共约157000m2。其中，办公区域为37050m2，商业区域为8340m2，酒店区域为21863m2，高级行政人员办公楼共49154m2，车库及设备房间共33938m2。
本建筑内设楼宇DDC自控系统。所谓的DDC系统，就是对建筑内的空调系统、通风系统、给排水系统、电气系统采用集散式直接数字控制系统。
本工程DDC控制系统的组成：控制系统由网络控制器、直接数字控制器(DDC)及与DDC相配套的传感器和执行器组成，并配有手提式监测终端，软件具备操作指导程序并设密码保护。直接数字控制器(DDC)具备可编程功能，并可在不与主机通讯的情况下独立监控有关设备的设定点参数，并可在该DDC盘上就地显示所监控设备的温度、湿度及工作状态。
2DDC自控系统在该项目工程的实际设计应用
2.1初级冷冻水泵的入水端和次级冷冻水泵的出水端之间装设有一组旁通管，旁通管上设有双向水流指示开关。以监测流经旁通管冷冻水的流向及流量。中央制冷控制系统中装设热能量度电子计算装置，按流经旁通管的水流向及流量，以配合实际系统的需要，从而控制冷冻机组的启停台数，监控整个冷冻系统的操作状况。
2.2中央制冷控制系统可设定和控制制冷设备的开关顺序。控制器应具备“自动跳控”功能，即当被召唤联动的制冷机组或水泵不能如常联动时，控制器须自动联动另一台制冷机组或水泵。所有中央制冷系统设备须互为联锁，并按以下操作过程控制一当任何一台制冷机组需投入服务时，首先联动一组冷冻水泵，并开启设在该制冷机冷冻出水管上的电动开关控制阀，当装设在冷冻管上的水流感应器感应到水流经蒸发器水流确立后，控制器才可发出指令联动冷却水泵、冷却水塔及设在该制冷机冷却出水管电动开关控制阀。当装设在冷却管道上的水流感应器感应到水流经冷凝器的水流确立后，控制器将发出指令联动制冷机组。
2.3在冷却水系统管道上设有一常闭式电动调节旁通阀，用以调节进入制冷机组冷凝器的冷却水水温，使其不会低于16℃。相应的温度探测器将装设在冷却水的回水管上。
2.4当经冷却塔出水水温低于设定值时，冷却塔变频风机可按顺序逐步降低转速直至关闭。
2.5在锅炉机组及其分水干管路上装设必要的仪表，以便于对锅炉安全运行状况、经济运行状况进行监测。并将必要的监测和控制信号传输至中央控制室内的楼宇设备监察系统，从而实现远程和集中的监控。
2.6在每个热交换器的采暖热水的供水管上将设置水温感应器，以控制及调节设在热媒系统的控制阀，以保证供水水温。如供水水温超过设定温度时，一超温装置将会关闭控制阀，而同时在中央控制屏发出声光警报信号。
2.7热媒系统的控制阀须为常闭式并与采暖热水系统的操作联锁，当设在采暖热水系统供水管上的水流感应器探测到系统的水流后，将会同时启动控制阀操作。
2.8在采暖热水供，回主管上安装压差感应控制装置，当采暖系统负荷变化而令供回水系统的水压变动，感应器将会操控设在系统上的常闭式电动两通调节阀，以旁通系统水流从而控制供回水系统压力平衡。
2.9变风量空气处理机的风机由变频器驱动，变频器由安装在送风管内的静压力传感器控制，从而使空气处理机的送风量将随室内负荷变化而增加或减少。
2.10变风量末端为压力无关型，送风量变化由房间温控器经变风量风阀及风量传感器控制。此外，若风阀达到最少开度而外区房间温度仍然继续降低，采暖盘管将开始工作以提升房间温度至设定温度。
2.11酒店客房新风处理机具有冷冻、采暖两个盘管，送风管设置温度感应器，按系统的操作工况控制和调节冷冻，采暖盘管的两通调节阀，以达至预定之送风温度。两通调节阀应为常闭式并须与新风处理机的电动机的操作互相联锁。所有新风处理机须配备本机控制屏，控制屏上须设有遥控开关选择掣，使有关机组可由楼宇中央管理系统作遥远操控开关，同时有关机组的操作状态亦需在楼宇中央管理系统显示。
2.12定风量空气处理机的回风管内设置温度感应器，以测度室温及按系统的操作状况，控制和调节冷冻盘管的两通阀，以保证达至要求的室内温度。两通调节阀应为常闭式并须与空气处理机的电动机的操作互相联锁。于空调处理机的新风进风口将设有常闭式电动调节风阀，风阀的开关应与空气处理机的电动机的操作互相联锁。所有空调处理机须配备本机控制屏，控制屏上须设有遥控开关选择掣，使有关机组可由楼宇中央管理系统作遥远操控开关，同时有关机组的操作状态亦需在楼宇中央管理系统显示。
2.13风机盘管温度控制器设置在回风口附近，按所选择的工况及室内温度控制常闭式两通开关控制阀以保持所要求的空间温度，温度控制器须配有温度设定开关、风机开关、三速快慢选择掣及冬夏转换开关(仅限四管制系统)。若温度控制器为管道式时，则可以接入楼宇自动控制系统进行集中控制。
2.14酒店客房无人时，可利用楼宇自动控制系统控制风机盘管以低速运行，以保证客房的空气质量。
3空调系统DDC控制要求
空调系统包括下列控制内容：
3.1空调机组自动控制：①风机运行状态、故障报警显示：②温度、湿度等参数显示，超限报警：③温度、湿度控制：④过滤堵塞报警控制。
3.2新风空调机组自动控制：①风机运行状态、故障报警显示；②温度、湿度等参数显示，超限报警；③温度、湿度控制；④过滤堵塞报警控制。
3.3各通风系统自动控制：①各通风系统的行程启停控制：②风机状态显示、事故报警。
3.4冷冻机房及锅炉房自动控制：①自动监测所有运行设备运行状态故障报警显示：②冷热水供回水温度、压力、流量等参数显示，超越设定时报警；③自动控制热水出水温度。
4结束语
1.1.1 须按照《空调机组技术参数表》提供的技术要求，选取及提供合适的空调机组。
1.1.2 空调机组应包括以下组合功能段：
混合段（回风/新风混合箱） 过滤段（粗效过滤器、中效过滤器） 盘管段（冷却盘管、加热盘管） 加湿段（加湿器） 消声段（消声器） 匀流段（匀流板） 风机段（风机）
检修段（满足机组检修需要）
其它特殊段（各种净化器、全热交换轮等）
1.1.3 提供空调机的设计选型资料（纸版和电子版）：
参数选型表：能反应如下的技术数据：风量、进出风参数、加湿量、各段风阻、风机压头计算及风机选型曲线图、盘管流量、水流速度、水流阻力、噪音水平等；
功能段分布图：提供详细的装配图，内容应清楚显示机组的外形尺寸和接口方向，并核实符合空间管理的要求，还有电气接驳方式及电气需用参数、防震和安装要求等资料；有温、湿度传感器的需考虑机组段位的长度，保证测量的准确性及可靠性；
采用的设计标准及通过的认证：整机及各配件，如箱体、盘管、风机、过滤器等
1.1.4 提供完整的设备配件表资料：内容包括品牌、生产厂家、产地以及提供由原厂编印的性能简绍、安装、操作及维修手册。
1.1.5 随机必须附件：装箱清单、合格证、《同系列产品检测报告》（盖相关部门检测合格专用章）、安装使用说明书等资料。
1.1.6 每台机组须附有详细标明厂家的名称、设备的型号和业主编号及有关的技术数据等资料的标志名牌。
1.2 详细技术要点
1.2.1 整机：所有由厂方提供及安装的保温及消音的材料，应无毒、无腐蚀、无异味，并具有难燃或自熄性和不易吸水特性，整机噪声符合规范要求： 机组噪声 当机组额定风量2000～5000ｍ３/ｈ时，机组噪声声压级不超过65dB(A)。
1/8 当机组额定风量6000～10000ｍ３/ｈ时，机组噪声声压级不超过70dB(A)。
当机组额定风量15000～25000ｍ３/ｈ时，机组噪声声压级不超过80dB(A)。
当机组额定风量300000～600000ｍ３/ｈ时，机组噪声声压级不超过85dB(A)。
当额定风量800000～160000ｍ３/ｈ时，机组噪声声压级不超过90dB(A)
1.2.2 外壳：
所用板材材质(内板镀锌板，外板彩钢板)、厚度（内外板均为0.5~0.8mm）、防氧化方式（采用镀锌件、喷塑处理或铝合金）及颜色，填充层的材质(PU聚氨酯发泡)、密度（大于50kg/m3）、厚度(小于20000m3/h的室内机组（不含摆放屋顶室内机组）可采用30mm，其余厚度全为50mm)及防火性能(阻燃型)，箱体框架的材质（小于100000m3/h采用铝合金型材，大于100000m3/h采用喷塑碳钢型材）、形式及防冷桥的方式。
底座要求：底座高度（150mm）、材质(镀锌或喷塑型钢)等。
1.2.3 初效过虑段
品牌要去：AAF、Camfilfarr、宝源、美埃等
预过滤器应包括一个整体框架和过滤器部件。当设有过滤器检修段时，过滤器框架应为前装型，适合4英寸深的过滤器。过滤器框架应为耐高湿型防水纸板。为从进风侧检修段前装过滤器型。
过滤器描述：形式：板式标准尺寸(24”×24”×2”或24”×24”×4”)或袋式标准尺寸(24”×24”×21”)、可清洗过滤器。 滤料：无纺布滤料，满足UL 94 V-2级防火要求。
效率及性能：测试标准：EN779-1993、效率：G2~G4、初阻力：小于等于60Pa等。
滤器应能运行至300Pa而不损坏。
每个过滤段设置就地压差显示器（液体式、指针式）。
1.2.4 盘管段：
盘管：采用无缝铜管套铝翅片，铜管外径为5/8英寸，壁厚为0.5mm以上, 肋片最小厚度为0.01英寸,集管应为铜管，铝翅片为波纹式。 盘管为冷、热水合用或只单冷、单热；必须严格保证盘管的进出风参数的要求；
盘管的总分水管应采用无缝铜管还是无缝钢管制造，设有供/回水管接口，机外接口为带螺栓的法兰接口，另配置排水及排气阀的装置。 盘管的高度不能超过一米，如所需的高度超过一米时应把盘管分成上
2/8 下两个，同时在两个盘管之间加设中间接水盘及附有疏导凝结水的水管伸延到空调机组的总凝结水接水盘；如盘管的横向长度超过一米时，应在中间及适当位置加设支承架。
盘管水管的水流速度不能低于0.6 米／秒及不可高于1.8 米／秒，盘管水压降不超过0.05MPa，盘管的面风速控制在2.5~3m/s，超过2.5m/s需加挡水板。
凝结水盘：材质为不锈钢或喷塑钢板，顺气流方向保证一定的坡度排水，凝结水接收盘须设喉管接驳口，供接驳排水管及存水弯，水盘保温采用难燃橡塑材料保温。 挡水板：材质为铝合金或不锈钢。
1.2.5 风机段：
风机：品牌要求、叶片的形式（前弯式、后弯式或机翼型叶片）、风机的轴承具有不少于20,000 小时的运转寿命，而且配有添加润滑剂的设施。
电机：品牌要求、电机应是全密封风冷防水型、采用高温型永久密封轴承，电机线圈绝缘等级F级，电机防护等级IP54或IP55； 风机、电动机、驱动装置应整体安装在带减震限位器的隔振弹簧上。 风机的叶轮在出厂前, 必须经过静态及动态平冲试验。 轴承应该是同轴式，而皮带的速度不能超过25m/s。
风机的轴承润滑剂应至少能维持12个月运行周期而不需补充。 空调风机叶轮及框架应作防腐处理，防止风机腐蚀引起空气污染。 电机的配电接线方式：在箱体外预留接线电源箱或预留进线孔洞。
1.2.6 中效过虑段
品牌要去：AAF、Camfilfarr、宝源、美埃等
过滤器应包括一个整体框架和过滤器部件。过滤器框架应为前装型，适合安装12英寸深的刚性滤器。框架至少应为16gauge镀锌钢，带有连续球形橡胶过滤器密封件和保持架，为从进风侧检修段前装过滤器型。
过滤器描述：深皱褶、全刚性、可处理的、扩展表面过滤器，按空调装置配置图中所指明的那样从前面安装或从侧面安装。
滤料：熔喷高密度超细玻璃纤维、用衬面加强以形成毡状滤料。满足UL 2级防火要求。
效率及性能：测试标准：EN779-1993、效率：F5~F9、初阻力：小于等于100Pa等。
滤器应能运行至500Pa而不损坏。
每个过滤段设置就地压差显示器（液体式、指针式）。
1.2.7 中间段（检修段）：
3/8 所有中间段应安装手动开启检修门、内部照明灯和照明灯开关。 检修门要求：分正压门（向内开）、负压门（向外开），检修门周边应连续设置气密性橡胶条、检修门开启灵活、并能锁紧，内部设开启把手，是否要求带观察窗等。
检修灯及配电要求：检修灯电源应为36伏，单相，并设置保护罩。每个检修灯在箱外安装一个SPDT开关，为所有检修灯配电源线路并接自一个总的电源箱并配变压器，由外部提供AC 220V的电源到电源箱即可。
必须预留足够数量和空间的检修段，便于能全方位检修机组；
1.2.8 加湿段
加湿器的形式：喷淋加湿、电加湿、干蒸汽加湿、湿膜加湿等。 喷淋加湿技术要求：整体品牌要求、水泵品牌、喷嘴规格数量、喷淋形式、管路材质及要求、配电及控制要求（喷淋系统带控制箱，可实现循环泵同风机的连锁控制；可接受远程信号来开、停水泵；可电动、手动进水任意切换；可电动、手动放水任意切换；具有缺水保护、高水位保护、溢水保护三重保护功能等）。
电加湿要求：品牌要求、加热形式为电热还是电级、外置式还是内置式、本体材质、配管材质及要求、配电及控制要求（报警、加湿量、电热电流等三位显示器；报警指示灯；高水位指示灯；加湿器加湿指示灯；加湿器开/停按键；系统复位按键；显示参数选择或设定值加按键；显示参数选择或设定值减按键；手动放水按键；出水指示灯；进水指示灯；显示加湿器电热电流指示灯；显示加湿器加湿量%指示灯）。
干蒸汽加湿：蒸汽压力参数、品牌要求、管路要求（汽水分离器、电动、手动阀、喷管数量及安装尺寸要求、控制信号要求等）。 湿膜加湿器：详细技术要求如下：
品牌要求：
湿膜加湿降温系统的饱和效率最小为90%。 膜体材料必须经防霉防菌处理。
湿膜加湿器的排水方式按设计的要求，如没有特别说明，风量
在10000m³/h以下的空调机组使用直排水，风量在10000m³/h以上的空调机组使用循环水。
湿膜加湿器必须用不锈钢材料做边框，所选用的湿膜必须是防
霉防菌型，不允许有玻纤材料成份。
湿膜加湿器必须有良好的吸水性和加湿特性，不能在风速<4m/s
时产生带水现象。
湿膜加湿器必须配有供水电磁阀，该电磁阀可在停电时处于关
闭水路状态。
4/8 湿膜加湿器必须配有金属过滤器，可以过滤水中的颗粒杂质。 湿膜加湿器必须配有电控箱，该电控箱中应有湿度控制端口，可以接收中央楼宇的开/关湿度控制信号。 电控箱电源应为200V/50HZ。 循环泵必须采用外置式水泵。 须加装水精细旁路过滤系统。 须有自动上水功能。
须有防止循环泵无水工作的保护装置。
1.2.9 调节阀
配调节阀位置：新风口、一
（二）次回风口、送风口。
调节阀形式及材质：为对开多叶调节阀，由叶片、框架、涡轮涡杆调节机构组成，材质为镀锌或喷塑钢板或铝合金等，是电动或手动等。 阀门尺寸大小按入口风速不大于5m/s计算确定；
超过1.4平方米的阀门应加工成多个相同的单元。每个单元由一个独立的调节机构来操纵。
1.2.10 其他功能段：化学过虑段、热回收段等
1.2.10.1
化学过滤段：
设置适合将来安装化学过滤器(活性炭过滤器)的框架。框架应适合从出风检修段前装过滤器抽屉。过滤器抽屉应为12英寸x24英寸或24英寸x24英寸，按照最大迎风面速度500fpm选型，深度为24英寸，以便将来既可以安装活性炭填料也可以安装Purafil球形填料或者安装具有化学特性的活性炭刚性滤料
1.2.10.2
热回收段：
转轮式热回收是利用100-200mm 厚，具有蓄热或吸附水分（全热回收时）作用的转轮为载体，对通过的新风和排风进行能量交换，从而实现能量的回收利用．新风和排风一般为逆冋流动，当转轮蓄热芯体开始施转时，新风、排风同时通过转轮的各自一侧，排风释放出冷量（夏季）或热量（冬季），新风同时吸收冷量或热量；新风、排风的温传递与冷、热量的能量交换过程一样，也是通过转轮来实现的．转轮式热回收可实现全热的热回收；
转轮式热回收装置主要由以下部分组成：转轮式热回收器、送排风机、空气过滤器以及冷热盘管等；
转轮式热回收器须分成两个独立的密封通道，即一个新风通道、一个排风通道。转轮内填充有透气的蜂窝状复合纤维或金属箔蓄热载体，同时热回收器还须配带有转轮驱动装置；
转轮式热回收器新风、排风交叉污染和泄漏量需在0.5%-10%之间，为降低转轮的污染和泄漏量，当新风、排风间存在一定压差时，在转
5/8 轮内需设置有一个双清洁扇面可使新风、排风间泄漏量少于0.013%以下；转轮式热回收装置热交换效率不可少于75%；
热回收装置及系统设计应进行必要的监测与控制，基本内容要求如下：
空气温度的监测与控制；
装置中各冷热水温度的监测与控制； 设备运行状态的监测及事故报警； 热回收器的防霜冻保护；
空气过滤器和热回收器的超压报警或显示；
旁通、直通等电动阀的开闭及运行工况的转换。
对于处理风量较大或空气处理功能复杂和要求较高的空气-空气热回收装置，应采用组合式热回收机组；
在空气-空气热回收器的新排风入口处，应合理选择设置粗、中效两级过滤的空气过滤器；
为保证转轮双清洁扇面的正常工作（新排风之间相互渗漏量低），新风侧风压应比排风侧风压至少大200Pa；
在严寒和寒冷地区使用转轮式热回收器，应对换热中可能出现的结霜或结冰进行校核；
配置有任何回收轮的处理新风机需于轮外设置电动旁路通风阀门，在温和室外温度时把部分新风通过旁路通风口，减少新风通过热回收轮；
为方便观察和测试转轮的运行状况，在其两侧的四个进出口处应设置观察窗，及采用防火或难燃物料；窗口尺寸大小要核对；
1.3 清洁部件、包装、装运和贮存规程 1.3.1 目的
工厂生产的空调机组用于洁净环境，将来洁净室达到10000级以上，因此，在装运前，这些机组的加工和组装应使其保持清洁。 要求制造商在其生产厂房内设置一个控制区，用于最终清洁和包设备装。
供货商应负责更换装运过程中损坏的部件。
如果在装运过程中包装被损坏，空调机组内部暴露在环境状态中，供货商应负责现场清洗(IPA擦洗)。
1.3.2 工作范围：
清洁指的是在组装前应对所有箱体和设备构件进行彻底清洗，清除所有油、脂、润滑脂、污垢和灰尘。投标时，制造商应提交建议使用的清洗剂清单一份。
装运前、组装和测试后，应用认可的吸尘器清洁所有内表面和设备。
6/8 机组在运输过程中，不应受碰撞、挤压、抛投、雨雪淋袭。供货商应在清洁后立即将机组装入4mil塑料袋中并密封，同时在塑料袋外必须用木板保护，并固定牢固。附属风机箱的所有部件也必须用相同的方法进行保护。从加工制造到试车运行以及业主验收的整个过程必须保护所有设备免受污染。
机组应贮存在防潮、防雨、防火场所，周围应无腐蚀性气体存在。 吊耳必须位于清洁包装层外，以致于在吊装时不影响清洁包装层的完整性。
1.3.3 检查：
业主应检查第一台机组的清洁、包装和装运程序，以保证达到要求。业主有权利在未通知制造商的情况下在各种阶段随机选择机组进行检查。在业主验收前，所有机组必须通过工程师检查。在以上述及的任一过程不满足清洁度、包装和装运技术说明要求，将拒绝接收该机组，并再不另外支付费用的前提下立即采取措施达到技术说明。
1.4 运输、安装工作范围确定： 1.4.1 运输：
明确哪些机组是散件哪些是分段运输： 发货站地点及发货单位： 接货站地点及接货单位： 运输费用支出方：
1.4.2 安装：
吊装负责方及费用支出方：
明确散件的拼装负责方及费用支出方，明确拼段组装负责方及费用支出方：
明确安装完成时间：
1.5 运行和维护资料
1.5.1 以活页文件夹形式提供三套运行和维护手册（中文及英文），其中应包括所提供设备的全部文件。这些手册的目的是为系统的安全运行提供完整的指南和操作规程。其中至少应包括下列手册：
一般描述和技术性能，其中包括控制描述(控制步骤的书面描述，其中包括主要部件的相互作用和工作时间)。
启动、正常运行和应急运行的整个运行顺序，说明每个步骤的部件相互作用和运行参数。 安全操作规程。 安装和初调整操作规程。 操作原理。 详细的电气描述。
7/8 完整的故障排除程序、示意图和指南。 所有部件的校正和标定操作程序。
保养维护要求和规程，包括润滑和清洗明细表以及推荐的储存规程和要求。
详细的原理和装配图。 备件清单。
制造商所提供的所有设备和仪表样本。
摘 要：深圳市高层建筑大多数将空调机组设置在地下室或半地下室内，本文针对这一制约燃气空调发展的问题，结合深圳市已建工程的情况，提出解决办法。
随着国民经济的发展，人民生活水平的不断提高，以及地球气候日益恶化，空调已成为人们改善室内环境的必要设备，越来越成为保护身体健康的必需品。目前电空调虽然占据了深圳大部分的空调市场，但是随着城市建设发展及人们对环保的认识不断提高，以燃气作为能源的绿色环保空调——燃气空调也正在得到重视和发展，但也有一些急待解决的问题摆在我们面前。
目前由于地价较高，房地产开发商都想向高度要空间，而一般的高层建筑都建有地下室或半地下室。为了节省地上可用面积，业主通常将大厦中央空调的机组设在此处，而深圳市目前只有LPG单一气源，这就与现行的国家标准形成了矛盾。在现行的《城镇燃气设计规范》(版)7.2.29条中明确指出“液化石油气管道不应敷设在地下室、半地下室或设备层内”，而规范中“不应”的意思是：表示严格，在正常情况下均这样措词。
虽然深圳市目前使用的是LPG，但是我市即将引入LNG，现在使用的LPG只是属于一个过渡性燃料。《深圳市液化天然气利用工程预可行性研究报告》中期报告中指出，到20深圳市燃气空调预计的供气量(天然气)为6422万m3，占总用气量的16%左右。由于深圳市需与上游公司签定LNG用气量的“照付不议”会同，所以从长远考虑，从现在起大力发展燃气空调是解决我市未来天然气市场的一项重要保障措施。但是由于受到现行国家规范限制，在现阶段LPG不能引入地下室、半地下室已成为我市燃气空调推广的瓶颈，从而进一步影响到我市未来燃气事业的发展。在此我们共同探讨LPG供地下室、半地下室的问题。
目前，深圳市已有友谊城为食欢乐城和东门鸿展广场美食世界等几处受条件限制的地下室供应了LPG，根据反馈的信息，运行情况比较好。当时给地下室、半地下室供气的原则是：地下室、半地下室内的供气条件达到甚至超过地上建筑的供气条件。我们认为可从以下两个方面加强管理，从而保证向地下室、半地下室内的燃气空调供气的`安全性和可靠性。
一方面，燃气空调接管比较简单，在地下室、半地下室内的管道较短，接头少，因此减少了漏气点，而且在工程设计施工中，可采取以下的工艺措施来保证供气的安全性：
(1)采用地上调压，低压引入地下室、半地下室的工艺。燃气空调所需供应的燃气压力约为5kPa，已属于低压，由于在地上已将燃气压力由中压调至低压，再引入地下室、半地下室，这样减少了泄漏的可能性。
(2)在工程施工时，要求地下室、半地下室内的管道均设置套管保护，并且管道焊缝需100%进行X光探伤。
(3)在地下室、半地下室内设置燃气泄漏报警探头，报警主机设置在消防值班室，并有专人24小时监控。
(4)引入地下室、半地下室前，在地上总管处设置紧急切断阀，并且与燃气泄漏报警器联动。这样可以保证在出现紧急情况时，能够快速地切断供气管道。
(5)设置与燃气泄漏报警联动的强制排风系统，此系统可保证在出现燃气泄漏情况时，迅速将泄漏的燃气排出地下室、半地下室。
(6)地下室、半地下室内的换气次数应达到要求，这是确保供气安全的重要措施。建于地下或者是密封的燃气空调机房内的换气量问题，由于换气的目的未明确，因此对换气量(换气次数)长期以来未能取得一致意见。这点可参考上海市的做法，上海市在讨论DBJ08-74-98技术规程中明确了以下三个观点：
①机房内燃气泄漏是不能允许的，采取合理的提高管道材质防腐措施、施工管理和质量检验等方法，确保燃气管道的气密性和牢固性。同时强调燃烧器的必要性能。
②如果发生意外的突发事故造成燃气泄漏，依靠燃气泄漏警报系统和紧急切断阀在几秒钟以内切断燃气的供应，消除燃气泄漏大量连续的可能。
③机房送排风的目的是：a)为燃气提供足够的助燃空气，使燃气在炉膛内得到完全燃烧。b)转移从炉体及烟道表面散发的热量(设备的热损失)防止室温上升。c)为操作人员提供保持人体卫生所需要的新鲜空气。可根据上述的内容计算出所需的换气次数。
另一方面，在工程建成投入使用后，需要业主明确思想：技术只是保证，管理才是根本。我们认为如果加强平时的运行管理，克服麻痹大意的思想，指派专人负责管理，而且有了一定的技术做支持，地下室、半地下室供气应该有了比较可靠的保障，深圳市几处供LPG的地下室的用户已经通过实践证明了这点。
如果从现在起，LPG可以引入地下室、半地下室，我市的燃气空调将有较大的发展，而且对深圳市燃气事业的发展也将有很好的促进，同时可明确未来天然气用气量，为“深圳市液化天然气利用工程”与上游公司签定“照付不议”合同提供了重要的参考数据。
参 考 文 献
[1]王明德、陈志贞、殷瑛，发展燃气空调和燃气锅炉扩大天然气的应用
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试论暖通系统新风机组的故障及改进措施
试论暖通系统新风机组的故障及改进措施
摘要：暖通空调被广泛地应用到生产与生活之中。暖通空调在保证室内空气质量方面的优势是其他设备所不能够替代的。但在我国寒冷地区，暖通空调系统的新风机组在冬季运行中时常出现加热盘管被冻坏的事故。本文主要探讨了暖通系统新风机组的组成、新风机组故障分析和新风机组安全运行改进措施。
关键词：暖通系统；新风机组；故障；改进措施
中图分类号：U226.8+1 文献标识码：A 文章编号：
随着社会的发展、科学技术的进步和人们生活水平的不断改善，人们对室内环境质量的要求也在不断提高，不仅要求室内有适宜的温度和湿度，还要求补充必要的新风以保证室内空气的品质。暖通空调是能同时满足该技术指标要求的设备，因此暖通空调被广泛地应用到生产与生活之中。实践证明，暖通空调在保证室内空气质量方面的优势是其他设备所不能够替代的。但在我国寒冷地区，暖通空调系统的新风机组在冬季运行中时常出现加热盘管被冻坏的事故。这不仅影响了新风机组的正常运行、增加了设备的维修量和用户的运行管理费用，也在一定程度上影响了新风系统在我国寒冷地区的推广应用。
对新风机组的安全运行重视不够常常会引起换热器冻裂，这不仅带来空调系统本身的经济损失，而且换热器冻裂所引起的水患带来的间接经济损失往往也不小，因为换热器冻裂事故常常发现较迟，遍地的流水往往危及附近的电梯、电缆井和下面的楼层。如果在施工、调试、运行等各个阶段中对新风机组的安全运行加以重视，其换热器冻裂事故基本可以避免。
1暖通系统新风机组的组成
暖通系统新风机组的组成新风机组的工作原理是以冷、热水为媒介，完成对空气的过滤、加热、冷却、加湿、减湿、消声、热回收、新风处理和新、回风混合等功能的箱体组合而成的机组。
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1.1 新、回风混合段
室外新风或者室内回风在此功能段内进行混合，并进行冷热交换，使空气转换为另一个我们需要的新的工况点。新、回风段可设手动调节阀或者电动调节阀，以调节新、回风的比例。
1.2 初效过滤段
初效过滤段是对室外新风和室内回风进行初级过滤，采用袋式过滤器并且易于拆卸。滤材采用无纺布，可过滤≥5μm的灰尘，过滤器需要定期冲洗，冲洗次数可达20次。
1.3 中间段
中间段为检修空间。检修门可以完全打开，内设蒸汽防护型灯罩的24V/60W的照明灯，便于观察电机运转和检修。
1.4 表冷段
表冷段是空调机组的关键部件，需处理的空气在此段内进行热交换。表冷段为规格为φ16×0.75mm的紫铜管串布满麻点0.15mm厚的铝翅片，传热效果显著提高，同时不易积累灰尘，也便于清洗。
1.5 送风机段
风机段是空调机组送风的关键部位，有风机、电机、检修门组成。风机选用多叶空调专用风机，外转式叶轮。风机轴承长寿命。电机外壳和叶轮相连，电机外壳旋转，电机轴固定。
1.6 冷凝集水盘
机组冷凝集水盘为优质镀锌钢板制成，采用10mm 厚的阻燃闭孔式保温材料保温，防止结露。采用倾角设计，同时在集水盘最低点设带螺纹的镀锌钢管接口，保证冷凝水顺利排出。
总之，其结构简单，无任何自控设备，出现故障的可能性较大。新风机组可能在正式投入运行前的施工阶段就被用来临时供暖，其本身是一种易冻裂换热设备，当室外气温偏低时试压充水、管路冲洗和运行中的任一环节都容易出现冻裂故障。
新风机组一般在严寒天气条件下运行，位置相对分散，往往设置在人员较少的顶层或地下室，且冻裂事故又多半发生在气温较低的深夜，这对冻裂事故的及时发现带来了很大困难。
新风机组故障分析
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2.1换热器被冻裂
冻裂原因有：
2.1.1临时管线未经冲洗即对新风机组供水
为了赶工期经常用新风机组进行临时供暖，但由于时间紧迫整个供暖系统未正式用水冲洗，供回水管道全部采用主管下接支管的连接方式，结果管线内污物在距换热站最近的新风机组加热器内不断淤积，热水流量不断减少，从而导致加热器冻裂。从本质上来讲，临时供水管线施工时未按施工规程进行冲洗而盲目投入使用造成了加热器的冻裂。
2.1.2自控阀门指示的阀位有误
集中空调自控系统的施工往往滞后，常常在大厦正式投入使用后才开始调试弱电系统。在自控系统启用之前新风机组能够正常运行，启用后反而发生了冻裂事故。因此当室外气温降至0℃以下时，应尽量保持空调系统稳定运行，水系统的自控安装和调试应安排在其他季节进行，避免因调试差错引发事故。
2.1.3新风机组冬季停用时表冷器中有存水
位于地下室的新风机组冬季停用后发生表冷器冻裂事故，主要由于新风机组表冷器内有存水。可能的原因如下:(a)表冷器泄水时没有打开跑风阀，这样就没有空气进入表冷器的通道，因此表冷器内的水无法完全泄空，导致冬季室外气温降低后新风机组的表冷器冻裂。(b)由于冷水系统管路内有存水，新风机组的位置又低于系统主干管，如果连接管路阀门关闭不严，存水便从冷水供回水管道慢渗到表冷器中，因此尽管进行了泄水操作仍然会导致冻裂事故的发生。
2.2新风机组热保护频繁动作并多次烧电机
某大厦一楼的空调机组为双电机，功率为 2×4kW，出风量为 27000CMH，经常因为热保护动作而停机，也出现过在开机的过程中因过电流而停机，电机线圈烧毁一次，烧蚀二次。经多方查找原因，并咨询生产厂家，终于找到热保护动作并烧电机的原因。厂家在设计时考虑到 2×4kW电机是直接启动，启动电流会对电网有冲击，所以 2 台电机是顺序启动，第二台电机延时 20s。当第一台电机启动后，从出风口的风反向作用到第二台电机的叶轮，导致第二台风机的叶轮高
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速反转，如此时启动第二台电机势必产生更大的启动电流，以至于热保护动作并出现烧电机现象。经过仔细论证，2×4kW电机同时启动不会对电网产生冲击，因为它的用电是和照明、办公用电分开的。
2.3 新风机组出风量变小问题
原因一：过滤网灰尘较多，需要清灰除尘；原因二：进风口阀门机构有点锈蚀，没有彻底打开或者打开不全；原因三：出风口没有打开。新风机组安全运行改进措施
3.1 施工单位冬季施工时要对新风机组的防冻问题认真对待，要重视所有空调设备和管线的防冻。管线试压冲洗时要注意室外气温，冲洗后必须保证系统彻底放空不留安全隐患。用新风机组临时供暖也要按正常程序施工验收，如果没有自控措施和专人管理，建议不用新风空调设备进行临时供暖。
3.2 建立和完善运行管理制度。夜间停用的新风机组也要采用定水流量或温控器自动控制水阀开启或设电加热装置保证新风机组加热器的温度。新风机组冬季运行时要定时巡查，跟踪天气变化情况，在寒冷天气不宜安排空调系统的调试和检修，以保证空调水系统运行的安全性。
3.3 新风机组设计时必须设置有效的防冻自控联锁监控装置。风机运转时必须首先保证加热器的额定水流量，当水温过低或水流量过小时应有报警功能并及时关闭送风机及新风入口保温风阀。没有配备安全保护措施的新风机组实际上只是半成品，在寒冷地区冬季投入运行没有安全保证，不能随意投入运行。
3.4 新风机组订货时预先考虑加热器内部留有一定的检修空间，减少加热器冻裂后的维修工作量。机组和机房墙壁四周一定要留有800mm以上的距离。冻裂主要发生在加热器底部两侧的铜弯头连接处，这些地方最薄弱，结冰后首先被胀破，泄压后胀破处不再扩大。最简单快捷的维修方法是不拆除新风机组加热器的配管和阀门，直接在机箱里维修加热器。如果加热器与两侧机箱有一定间隙，则可以直接进行现场维修，这样可大大节省抢修时间和维修费用。
3.5新风机组的机房一定要有完备的隔音措施，不要影响人员办
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公。对某些地方，如餐厅、报告厅等人员密集场所的新风机组一定要有完善的自动控制系统，精确调整供水量，确保温度恒定。
参考文献
[1]李运涛.寒冷地区空调水系统设备防冻技术措施[J].低温建筑术,2001,8(3)
[2]徐学丽.北方地区中央空调设备的防冻保护[J].安装,2001,8(4):29-30.[3]夏喜英.寒冷地区通风空调新风加热器防冻问题[J].暖通空调,2002,32(4)
[4]黄翔.多级蒸发冷却空调系统在西北地区的应用[J].暖通空调,2004,34(6)
空调是社会发展过程中, 用于改善人们生活质量而出现的一种产物, 在一定程度上成了高品质生活的必需品。然而随着社会发展, 空调耗能成了建筑耗能的大户, 据不完全统计, 空调电能消耗占建筑电能消耗的80%以上。面对资源短缺、能耗过大这样的社会现实问题, 作为建筑运营管理者或拥有者不得不综合考虑空调的舒适度与能耗之间的关系, 如何提高空调的能效成了空调设计者与工程师们考虑的重要因素。空调发展的“第二春”向着更低能耗、更舒适、更智能、更经济等多方向发展[1]。
新风空调机组是空调系统决定空调品质的重要部分, 新风量的多少不仅决定了空间环境的舒适性, 还会对空调系统的温湿度、洁净度等产生影响。新风空调机组的控制包含送风温度控制、送风相对湿度控制、二氧化碳浓度控制、防冻及连锁控制, 其中以二氧化碳浓度控制最为重要, 直接决定室内空气的品质, 影响人们的工作、生活和学习效率。随着人们生活节奏的加快, 人们要求新风空调机组控制更智能, 更人性化, 而技术的发展和知识的革新使得新风空调机组的控制可以朝着人们的期望发展, 既能够满足人们舒适和健康的期望, 也能符合当下节能降耗的要求。
本文针对一类新风空调机组设计研制了一种控制模块, 旨在根据室内空气品质决定是否开启新风阀和启动新风机组。该新风空调机组控制模块以STC89C51单片机为核心控制单元, 采用温度、相对湿度、二氧化碳浓度、固体颗粒物浓度等多种传感器, 单片机首先根据温湿度要求启动空调机组, 实现温湿度控制;然后根据室内二氧化碳浓度及固体颗粒物浓度启动新风阀, 从而实现新风的进入, 保障室内空气品质;最后该控制模块设计有RS485远程通信接口, 用户可通过此接口实现远程控制。该新风空调机组控制模块以温度控制及二氧化碳浓度控制为主要功能, 兼具烟雾报警、温度监测、远程通信等功能于一体, 为改善人们工作、生活、学习环境的空气质量提供了保障。
2 系统整体设计
在深入调研和了解新风空调机组的工作原理、类型、控制技术等基础上, 提出了柜式新风空调机组的控制系统总体方案, 如图1所示。图1中的系统包括各类传感器 (如温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、固体颗粒物浓度传感器、烟雾传感器等) 、新风空调机组控制模块、RS485网关、工作站等。其中, 各类传感器用于检测相应的环境因素;新风空调机组控制模块提供控制接口, 用于机组启停及新风阀开度控制;RS485网关实现各新风机组控制模块与上位工作站直接的信息转换, 从而实现远程监测与控制。该系统可为人们提供舒适、便捷、智能、健康的生活环境[2]。
图1所示系统中核心环节是新风空调机组控制模块。它以STC89C51芯片为核心, 利用温度传感器、湿度传感器、烟雾浓度、光照度传感器、光电开关等采集空气品质信息, 通过处理和计算, 从而控制新风阀的开度大小或者空调机组的启停。此外, 图1所示的新风空调机组控制系统还能通过相应的键盘实现现场控制。
3 硬件设计
3.1 整体硬件设计
新风空调机组控制模块以STC89C51单片机为核心控制单元, 考虑各传感器及其相应功能, 兼顾设计要求、功能, 最终新风空调机组控制模块的设计为:以单片机STC89C51为核心展开, 对重要参数进行实时测量与自动控制, 其中重点为实时采集、监测二氧化碳浓度, 并能控制继电器闭合以及电动阀的开度, 要求测量准确、控制可靠、稳定。烟雾传感器信号的采集为非实时的, 要求按一定周期检测其浓度, 若超出警戒值则发出信号报警[3]。本系统同时具备了远程控制功能, 能够利用串口实现上位机对系统的远程监控。系统设计的电路包含:MG811二氧化碳浓度检测模块、ADC0804数模转换电路、18B20温度传感电路、MAX485通信模块、光电隔离及继电器控制模块、12864液晶显示模块、MQ2烟雾浓度检测模块、蜂鸣器报警模块。系统框图如图2所示。
3.2 硬件平台搭建
1) 单片机最小系统设计
新风空调机组控制器以STC89C51为中央控制芯片, 构建简单、稳定、行之有效的外围电路设备。中央控制芯片构建最小工作系统, 并且由5V直流电源供电。如图3所示, STC89C51单片机最小系统主要组成部分为:STC89C51单片机、复位电路、晶体振荡电路以及一些特殊管脚的设置, 如EA接高电平 (不访问外部存储器) , P0口接10kΩ的上拉电阻。此外, 为了更好地扩展连接外部器件, 原理图中设计了大量的外部插针, 为了检测5V电源是否正常供电设计了电源指示灯[4]。
2) 串口通信模块
串口通讯对单片机而言意义重大, 不但可以实现将单片机的数据传输到计算机端, 而且也能实现计算机对单片机的控制。由于其所需电缆线少, 接线简单, 所以在较远距离传输中, 得到了广泛的运用。如图4所示, 本系统采用的MAX485芯片是美信公司专门为电脑的RS485标准串口设计的单电源电平转换芯片, 使用+5V单电源供电。
STC89C51单片机有一个全双工的串行通讯口 (RXD和TXD) , 所以单片机和计算机之间可以方便地进行串口通讯[5]。本系统采用了三线制连接串口, 也就是说和计算机的9针串口只连接其中的3根线:第5脚的GND、第2脚的RXD、第3脚的TXD。这样使得计算机可以满足串口通讯的要求, 方便与其他通讯设施连接, 进而进行控制。
3) 烟雾浓度检测模块
固体颗粒物传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的Sn O2。当传感器所处环境中存在可燃气体时, 传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转化为与该气体浓度相对应的输出信号[6]。固体颗粒物传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高, 对天然气和其他可燃蒸汽的检测也很理想。这类传感器可检测多种可燃性气体, 是一款适合多种应用的低成本传感器, 其烟雾浓度检测原理如图5所示, 单片机P2^4口接外部传感器信号, 方便数据的读取以及单片机发送控制指令。
4) 二氧化碳浓度检测及数模转换电路
二氧化碳浓度检测采用MG811型二氧化碳气体传感器[7], 其特点: (1) 对二氧化碳有良好的灵敏度和选择性; (2) 受温湿度的变化影响较小; (3) 良好的稳定性、再现性。广泛应用于:空气质量控制系统、发酵过程控制、温室二氧化碳浓度检测。二氧化碳浓度检测及数模转换电路如图6所示。
5) 光电隔离模块
光电隔离电路的作用是在电隔离的情况下, 以光为媒介传送信号, 对输入和输出电路都可以进行隔离。有效地抑制系统噪声, 消除接地回路的干扰, 具有响应速度较快、寿命长、体积小、耐冲击等优点, 使其在强-弱电接口, 特别是在微机系统的前向和后向通道中获得广泛应用[8]。光电隔离电路如图7所示, 其中S+表示正的输入信号, S-表示负的输入信号。
光耦合器的主要优点是:信号单向传输, 输入端与输出端完全实现了电气隔离, 输出信号对输入端无影响, 抗干扰能力强, 工作稳定, 无触点, 使用寿命长, 传输效率高。
4 软件设计
4.1 新风空调机组控制器软件设计
新风空调机组控制器的软件设计主要采用C语言, 利用μVisionⅡ软件对单片机进行编程实现各项功能。主程序包含对各模块进行初始化, 串口通信, 二氧化碳浓度数据采集、液晶显示、延时函数、温度数据采集、矩阵键盘扫描、故障报警, 用的是循环查询方式, 显示相应的测量值[9]。程序流程如图8所示。
主程序流程首先是初始化, 初始化包括单片机各个寄存器的设置, 中断标志位设置[10]以及外围器件设备的初始化设置。随后根据中断请求实时进行数据的采集和处理, 数据的采集包括室内的温度、二氧化碳浓度, 数据的处理是采用多次测量求平均值。由LCD12864液晶显示相应的欢迎界面, 显示室内温度、二氧化碳浓度、等级等。
5 结束语
针对一类柜式新风空调机组, 本文设计实现了一种基于温湿度及二氧化碳浓度等空气品质信息的新风空调机组控制模块。该控制模块采用低成本的89C51单片机, 根据温湿度控制空调机组启停, 根据二氧化碳浓度设计了新风阀开度控制电路。实时检测二氧化碳浓度与固体颗粒物浓度能够保障空气品质, 为人们提供舒适、健康的工作、生活环境。该方案简单、可行, 稳定性高, 实用性好, 可广泛推广使用, 性价比高。
参考文献
[1]江亿.我国建筑耗能状况及有效的节能途径[J].暖通空调, 2005.
[2]康华光.电子技术基础模拟部分 (第4版) [M].北京:高等教育出版社, 2006.
[3]胡汉才.单片机原理及接口技术[M].北京:清华大学出版社, 2004.
[4]胡峪.VC高级编程技巧与示例[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2001.
[5]王子恢、戴健鹏.c语言大全 (第4版) [M].北京:电子工业出版社, 2001.
[6]Christian Nagel, Bill Evjen, Jay Glynn, Morgan Skinner, Karli Watson.Professional C 2008[M].Wiley India 2008.
[7]彭秋红、沈占彬.基于单片机温度控制系统的硬件设计[J].机电产品开发与创新, 2010.
[8]黄凤娟.单片机火灾报警系统的设计[J].电子信息学报, 2010.
[9]赖寿宏.微型计算机控制技术[M].北京:机械工业出版社, 2009.
【关键词】高压微雾喷头；等焓加湿；喷嘴堵塞；过滤精度
1.前言
高压微雾加湿器是空调机组的重要组成部分，高压微雾加湿是一种等焓加湿方式：高压微雾加湿是利用柱塞泵将净化处理过的水加压至7MPa，再通过高压水管传送到喷咀，经雾化后以3-15xm的微雾喷射到整个空间，水雾与流动的空气进行热湿交换，水雾在空气中吸收热量，从液态变成气态，使空间湿度得到增大，同时达到降低空气温度的目的，实现对空气的加湿处理。而高压微雾喷头又是加湿系统的重要组件之一，喷头故障率的高低直接影响着加湿系统的喷雾量，影响空调有效加湿。
2.现状调查
我们漯河卷烟厂动力车间共有11组空调设备，主要用于生产车间的环境温湿度控制，随着设备的长期使用，高压微雾加湿器的喷嘴孔径为0.1-0.3mm，喷嘴易堵塞，系统维护工作量大，运行不稳定故障率高。空调的高压微雾加湿系统经常出现加湿缓慢、加湿效果差的现象，造成被控区域温湿度不稳定，影响卷烟产品质量。从跟踪调查中看出，每周喷头故障率平均为30.58％，喷孔堵塞仍然最多，占总故障数的75.91%，进一步证实了喷孔堵塞是喷头故障率高的主要症结。只要解决了喷孔堵塞问题，喷头故障率高的问题就能得到有效控制。
3.环境温湿度对产品质量的影响
卷烟生产工艺对温湿度的控制要求非常高，从制丝、储丝到卷接包等生产过程均要求近似于恒温恒湿的生产环境，通常温度要求在23—28℃、相对湿度在60一70％之间。相对稳定的湿度能给卷烟生产、产品质量带来积极的影响，烟支的水份率、端部落丝量、含末率、整丝率、填充值无不与环境温湿度有关。而恰当的加湿方式对于实现湿度精确控制和节能效益最大化的双重目标起着决定性作用。我厂处在季风地带，冬、夏空气含湿量差别很大，春秋季节的温湿度更是变化不定，控制更加困维：运行制冷机温度达标但湿度低不达标：不运行制冷机车间湿度高。为了保持相对恒温恒湿问题我们进行了一番探索。
4.喷孔堵塞主要症结
4.1、通过我们科研小组现场跟踪调查，证实喷孔堵塞是造成喷头故障率高的主要症结，我厂使用的喷头孔径是0.20mm，属较小孔径。为解决这一问题，我们又分别采购了孔径为0.30mm、0.40mm和0.50mm的喷头各14个进行实验。实验结果证实：喷头孔径越大，被堵塞的可能性越小，但喷雾效果也就越差。从实验中可以看出孔径为0.50mm的喷头最不易堵塞，但其喷雾效果不好；孔径为0.30mm的喷头不但被堵塞的可能性小，且喷雾效果也较好。故可选择孔径为0.30mm的喷头来代替原0.20mm孔径的喷头，以降低喷头堵塞率。
4.2、现场查看喷头供水系统，从源水到高压微雾泵共有3级过滤。从三级过滤器到高压微雾喷头之间的供水管线长达300多米，残留水长期滞存在管道内，极易形成沉淀物、粘条等杂质，从高压微雾泵的进水口处取水抽检，发现有较大颗粒的杂质。水中含有较大颗粒的杂质极易造成高压微雾喷头堵塞。
5.改善措施
问题的主要症结已经明了，改良对策基本确立，第一，研究小组对空调机组的高压微雾喷头进行了检查，将空调的高压微雾喷头全部更换成孔径为0.30mm的喷头，且喷雾效果较好。第二，增加过滤级数。从软化水箱到高压微雾泵之间只有一道1000目的过滤器，允许透过最大颗粒径13μm，也就是说只要是粒径小于13μm的杂质都能通过过滤器。在软化水箱到高压微雾泵之间的供水管道上增加几道过滤器合适呢？研究小组决定通过实验确定。考虑管道长度及安装位置的限制，以及改造成本问题，最终决定加装2道过滤器，加装第一道2000目（最大透过粒径6.5μm）过滤器，安装位置在软化水箱出水口处；加装第二道5000目（最大透过粒径1.6μm）过滤器，安装位置在高压微雾泵进水口处，结果可以到达过滤精度高，且过滤器不易被堵塞，改造项目达到了预期目的。
6.结束语
项目经济效益分析，1、降低了高压微雾喷头故障率，改善了喷头喷雾效果，提高了高压微雾加湿效率，减少了能源消耗；2、延长了喷头保养周期，降低了工人劳动强度，节约了维修费用；3、提高了生产车间环境温湿度控制的稳定性，为我厂生产高质量的卷烟产品提供了坚实的基础保障。
社会效益，根据不完全统计显示，在已经投入运行的中央空调系统中，至少有70％以上未进行过任何形式的节能优化改造．而且普遍具有很好的节能挖掘潜力空间(一般都有30％以上的可挖掘节能空间)。大力推广与实施应用中央空调系统改造技术，不仅具有很好的经济效益回报，而且也有力地推动了全社会对能源有效利用率认识的提高。项目改造成功并投入使用以来产生了良好的社会效益和经济效益，既为企业保供工艺质量的提高创造了条件。
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