CN102589049B - 大风量离散驱动智能集成控制的空气净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空气净化系统，具体为一种大风量离散驱动智能集成控制的空气净化系统。本发明解决了现有空气净化系统因采用单一驱动导致成本较高且无法实时监测、调节各种参数的问题。大风量离散驱动智能集成控制的空气净化系统，包括密闭安装空间、以及PLC中央控制器；密闭安装空间内依次设有粗效过滤段、中效过滤段、静电除尘段、化学过滤段、风机驱动段、加热表冷段、以及亚高效过滤段；粗效过滤段、中效过滤段、化学过滤段、以及亚高效过滤段均设有压差计；风机的出风口处设有风速传感器，风机经变频器与PLC中央控制器的控制端相连。本发明具有高节能、高均风性、低噪音、低震动的特点，可广泛适用于大型室内环境的净化。

Description

大风量离散驱动智能集成控制的空气净化系统

技术领域

本发明涉及空气净化系统，具体为一种大风量离散驱动智能集成控制的空气净化系统。

背景技术

空气净化系统是用于室内空气质量调节控制或空气化学污染净化，如人防工程、机场、电子洁净厂房、半导体洁净厂房、生物制医药洁净厂房、科学实验室、军事室内设施环境、高档公寓宾馆写字楼、博物馆、以及图书馆等对空气质量要求较高的大型室内环境，净化对象主要考虑PM（粉尘）净化、GCP（气态化学污染物）净化及毒气净化等。目前空气净化系统采用由单一风机驱动的过滤器来调节室内空气质量，其缺点是：1）为求得高均风性能，只能加大散流空间，其宽度最长近6米，从而使工装设备占地面积大；2）由于是单一动力驱动，一旦驱动装置出现故障，系统将瘫痪，因此必须按照所需供风量增加一定比例的备用机组，从而增加成本；3）由于单一驱动，无法实现按需调节能耗，造成较高的运输和管理费用；4）风机、过滤器都是人工控制，无法实时监测运行情况，而且无法调节新回风比、风机转速等各种参数。

发明内容

本发明为了解决现有空气净化系统因采用单一驱动导致成本较高且无法实时监测、调节各种参数的问题，提供了一种大风量离散驱动智能集成控制的空气净化系统。

本发明是采用如下技术方案实现的：大风量离散驱动智能集成控制的空气净化系统，包括密闭安装空间、以及PLC中央控制器；密闭安装空间内依次设有由用于阻挡2μm以上灰尘颗粒的若干个粗效过滤器纵向（纵向指与风向垂直的方向）依次叠加而成的粗效过滤段、由用于阻挡0.5μm以上灰尘颗粒的若干个中效过滤器纵向依次叠加而成的中效过滤段、由若干个静电除尘器纵向依次叠加而成的静电除尘段、由若干个V型化学过滤器纵向依次叠加而成的化学过滤段、由若干个风机纵向依次叠加而成的风机驱动段、由若干个表冷加热器纵向依次叠加而成的加热表冷段、以及用于阻挡0.3μm以上灰尘颗粒的由若干个亚高效过滤器纵向依次叠加而成的亚高效过滤段；密闭安装空间的一侧开有与粗效过滤段相通的新风进风口、回风进风口，密闭安装空间的另一侧开有与亚高效过滤段相通的出风口；新风进风口、回风进风口上分别连接有设有新风电动比例调节阀的新风进风管和设有回风电动比例调节阀的回风进风管，密闭安装空间内设有位于新风进风口处且与PLC中央控制器的信号输入端相连的新风风速传感器、位于回风进风口处且与PLC中央控制器的信号输入端相连的回风风速传感器；粗效过滤段、中效过滤段、化学过滤段、以及亚高效过滤段的出风口处均设有经压差变送器、压差开关与PLC中央控制器的信号输入端相连的压差计；风机的出风口处设有与PLC中央控制器的信号输入端相连的风速传感器，风机经变频器与PLC中央控制器的控制端相连；粗效过滤段的入风口处设有与PLC中央控制器的信号输入端相连的温度传感器，表冷加热器上设有冷冻水进水口、热水进水口，冷冻水进水口、热水进水口上分别安装有设有冷冻水调节阀的冷冻水进水管、设有热水调节阀的热水进水管；新风电动比例调节阀、回风电动比例调节阀、冷冻水调节阀、以及热水调节阀均与PLC中央控制器的控制端相连。

工作时，根据室内空间负荷的大小启动所需风机的数量，污染空气在风机驱动段风机的驱动作用下经回风管、新风管进入密闭安装空间内，经粗效过滤段、中效过滤段的初步过滤，接着静电除尘段用静电力将气体中的悬浮粒子分离（气体中的尘粒通过高压电场时，与电极间的正负离子和电子碰撞产生电荷，带有正负电荷的尘粒在电场力的作用下向异性电极运动并积附在异性电极上，再通过振动等清灰方式使电极上的灰尘落入灰斗中，从而达到除尘的目的），再经化学吸附段滤除空气中的苯、甲苯、硫化氢、二氧化硫等有害物质，加热表冷段进行冷热交换调节室温，最后经亚高效过滤段进一步将0.3μm以上的灰尘颗粒阻挡后得到洁净空气。同时，将PLC中央控制器的控制端与PC机相连，通过PC机显示和控制实现空气净化系统各种参数的调节：

1、新回风比调节：

送风由回风（室内循环空气）和新风（室外新鲜空气）混合组成，并按一定比例分配，新风风速传感器、回风风速传感器将测得的风量值传送给PLC中央控制器，PLC中央控制器控制新风电动比例调节阀或/和回风电动比例风阀，调整其执行器开度从而达到调节新回风比的目的。

2、温度调节：

粗效过滤段中的温度传感器将测得的温度信号传送给PLC中央控制器控制器，PLC中央控制器将所测温度与设定温度相比，夏季时，当所测温度偏高时，PLC中央控制器控制加热表冷段的冷冻水调节阀使其执行器开度变大，从而使冷冻水流量变大达到降低温度的目的，反之亦然；冬季时，当所测温度偏高时，PLC中央控制器控制加热表冷段的热水调节阀使其执行器开度变小，从而使热水流量变小达到降低温度的目的，反之亦然。

3、风速调节：

设于风机出口的风速传感器检测断面风量后将风量信号传送给PLC中央控制器，PLC中央控制器将所测风量值与设定风量值相比，当所测风量值偏高时，PLC中央控制器通过变频器控制风机的转速，从而使风量变小达到设定风量并保证系统断面的送风均匀性，反之亦然。

4、压差控制：

压差计是为了测量初、中和亚高效过滤器的前后压差以反映其工作状态，压差变送器将压差计检测到的压差值转换为电信号输送到压差开关，当测得值小于所设规定值时，压差开关处于开状态，当测得值大于等于所设规定值时压差开关处于关状态；压差开关将开关状态输送给PLC中央控制器，压差开关关闭时PLC中央控制器接收到关闭信号后将整机停止工作,从而提醒工作人员更换相应过滤器。

进一步地，所述粗效过滤段的入风口处设有与PLC中央控制器的信号输入端相连的湿度传感器；加热表冷段与亚高效过滤段之间设有由若干个加湿器纵向依次叠加而成的加湿段，加湿器上开有进水口，进水口上连接有进水管，进水管上安装有与PLC中央控制器的控制端相连的加湿器调节阀。工作时，湿度传感器将测得的湿度值传送给PLC中央控制器，PLC中央控制器将所测湿度值与设定湿度值相比，当所测湿度值偏高时，PLC中央控制器控制加湿器调节阀使其执行器开度变小，从而使加湿量变小达到降低送风湿度的目的，反之亦然。

更进一步地，所述变频器、风速传感器、冷冻水调节阀、热水调节阀、以及加湿器调节阀均经扩展模块与PLC中央控制器相连，这样可拓展PLC中央控制器的使用功能。

本发明采用多风机离散驱动单元替代单一风机驱动实现了节约能耗，且无需备用机组从而节约了成本；按功能分段设计，每段具有独立的功能，可任意组合形成满足各种输出容量的需求，同时可以适应多种安装场地空间的限制；具有高节能、高均风性、低噪音、低震动、低设备安装成本、低设备运行管理成本等特点，解决了现有空气净化系统因采用单一驱动导致成本较高且无法实时监测、调节各种参数的问题，可广泛适用于大型室内环境的净化。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1-粗效过滤器；2-中效过滤器；3-静电除尘器；4-化学过滤器；5-风机；6-表冷加热器；7-亚高效过滤器；8-PLC中央控制器；9-压差变送器；10-压差计；11-压差开关；12-风速传感器；13-变频器；14-温度传感器；15-新风电动比例调节阀；16-新风进风管；17-回风电动比例调节阀；18-回风进风管；19-新风风速传感器；20-回风风速传感器；21-冷冻水调节阀；22-冷冻水进水管；23-热水调节阀；24-热水进水管；25-湿度传感器；26-加湿器；27-进水管；28-加湿器调节阀；29-扩展模块；30-密闭安装空间。

具体实施方式

大风量离散驱动智能集成控制的空气净化系统，包括密闭安装空间30、以及PLC中央控制器8；密闭安装空间30内依次设有由用于阻挡2μm以上灰尘颗粒的若干个粗效过滤器1纵向依次叠加而成的粗效过滤段、由用于阻挡0.5μm以上灰尘颗粒的若干个中效过滤器2纵向依次叠加而成的中效过滤段、由若干个静电除尘器3纵向依次叠加而成的静电除尘段、由若干个V型化学过滤器4纵向依次叠加而成的化学过滤段、由若干个风机5纵向依次叠加而成的风机驱动段、由若干个表冷加热器6纵向依次叠加而成的加热表冷段、以及用于阻挡0.3μm以上灰尘颗粒的由若干个亚高效过滤器7纵向依次叠加而成的亚高效过滤段；密闭安装空间30的一侧开有与粗效过滤段相通的新风进风口、回风进风口，密闭安装空间的另一侧开有与亚高效过滤段相通的出风口；新风进风口、回风进风口上分别连接有设有新风电动比例调节阀15的新风进风管16和设有回风电动比例调节阀17的回风进风管18，密闭安装空间30内设有位于新风进风口处且与PLC中央控制器8的信号输入端相连的新风风速传感器19、位于回风进风口处且与PLC中央控制器8的信号输入端相连的回风风速传感器20；粗效过滤段、中效过滤段、化学过滤段、以及亚高效过滤段的出风口处均设有经压差变送器9、压差开关11与PLC中央控制器8的信号输入端相连的压差计10；风机5的出风口处设有与PLC中央控制器8的信号输入端相连的风速传感器12，风机5经变频器13与PLC中央控制器8的控制端相连；粗效过滤段的入风口处设有与PLC中央控制器8的信号输入端相连的温度传感器14，表冷加热器6上开有冷冻水进水口、热水进水口，冷冻水进水口、热水进水口上分别安装有设有冷冻水调节阀21的冷冻水进水管22、设有热水调节阀23的热水进水管24；新风电动比例调节阀15、回风电动比例调节阀17、冷冻水调节阀21、以及热水调节阀23均与PLC中央控制器8的控制端相连。 

所述粗效过滤段的入风口处设有与PLC中央控制器8的信号输入端相连的湿度传感器25；加热表冷段与亚高效过滤段之间设有由若干个加湿器26纵向依次叠加而成的加湿段，加湿器26上开有进水口，进水口上连接有进水管27，进水管27上设有与PLC中央控制器8的控制端相连的加湿器调节阀28。所述变频器13、风速传感器12、冷冻水调节阀21、热水调节阀23、以及加湿器调节阀28均经扩展模块29与PLC中央控制器8相连。

具体实施时，粗效过滤器采用板式过滤器；中效过滤器采用袋式过滤器或密褶式过滤器；亚高效过滤器采用FV型过滤器。粗效过滤器、中效过滤器、静电除尘器、化学过滤器、风机、表冷加热器、亚高效过滤器的数量根据室内空间负荷进行调整。

Claims (2)

1.大风量离散驱动智能集成控制的空气净化系统，其特征在于：包括密闭安装空间（30）、以及PLC中央控制器（8）；密闭安装空间（30）内依次设有由用于阻挡2μm以上灰尘颗粒的若干个粗效过滤器（1）纵向依次叠加而成的粗效过滤段、由用于阻挡0.5μm以上灰尘颗粒的若干个中效过滤器（2）纵向依次叠加而成的中效过滤段、由若干个静电除尘器（3）纵向依次叠加而成的静电除尘段、由若干个V型化学过滤器（4）纵向依次叠加而成的化学过滤段、由若干个风机（5）纵向依次叠加而成的风机驱动段、由若干个表冷加热器（6）纵向依次叠加而成的加热表冷段、以及用于阻挡0.3μm以上灰尘颗粒的由若干个亚高效过滤器（7）纵向依次叠加而成的亚高效过滤段；密闭安装空间（30）的一侧开有与粗效过滤段相通的新风进风口、回风进风口，密闭安装空间的另一侧开有与亚高效过滤段相通的出风口；新风进风口、回风进风口上分别连接有设有新风电动比例调节阀（15）的新风进风管（16）和设有回风电动比例调节阀（17）的回风进风管（18），密闭安装空间（30）内设有位于新风进风口处且与PLC中央控制器（8）的信号输入端相连的新风风速传感器（19）、位于回风进风口处且与PLC中央控制器（8）的信号输入端相连的回风风速传感器（20）；粗效过滤段、中效过滤段、化学过滤段、以及亚高效过滤段的出风口处均设有经压差变送器（9）、压差开关（11）与PLC中央控制器（8）的信号输入端相连的压差计（10）；风机（5）的出风口处设有与PLC中央控制器（8）的信号输入端相连的风速传感器（12），风机（5）经变频器（13）与PLC中央控制器（8）的控制端相连；粗效过滤段的入风口处设有与PLC中央控制器（8）的信号输入端相连的温度传感器（14），表冷加热器（6）上设有冷冻水进水口、热水进水口，冷冻水进水口、热水进水口上分别安装有设有冷冻水调节阀（21）的冷冻水进水管（22）、设有热水调节阀（23）的热水进水管（24）；新风电动比例调节阀（15）、回风电动比例调节阀（17）、冷冻水调节阀（21）、以及热水调节阀（23）均与PLC中央控制器（8）的控制端相连；

所述粗效过滤段的入风口处设有与PLC中央控制器（8）的信号输入端相连的湿度传感器（25）；加热表冷段与亚高效过滤段之间设有由若干个加湿器（26）纵向依次叠加而成的加湿段，加湿器（26）上开有进水口，进水口上连接有进水管（27），进水管（27）上安装有与PLC中央控制器（8）的控制端相连的加湿器调节阀（28）；

所述变频器（13）、风速传感器（12）、冷冻水调节阀（21）、热水调节阀（23）、以及加湿器调节阀（28）均经扩展模块（29）与PLC中央控制器（8）相连。

2.根据权利要求1所述的大风量离散驱动智能集成控制的空气净化系统，其特征在于：所述粗效过滤器（1）采用板式过滤器；所述中效过滤器（2）采用袋式过滤器或密褶式过滤器；所述亚高效过滤器（7）采用FV型过滤器。

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