CN201407774Y - 一种变频通风装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种变频通风装置，包括具有变频马达配置的中压防腐风机及至少一个通风柜，其特征在于，通风柜通过聚丙烯变径管路连接中压防腐风机，在通风柜与中压防腐风机之间连接有电动风阀，变频马达连接变频控制装置，变频及风阀控制电路一端连接变频控制装置，另一端通过风阀执行马达连接电动风阀，变频及风阀控制电路置于通风柜内。本实用新型的优点是：满足现代实验室通风系统要求，降低空调能量损耗，降低用户企业初装经费，系统运行高效节能。在传统的通风系统基础上只需增加少量设备，不仅适合初装用户，同样也适合老系统改造。

Description

一种变频通风装置
技术领域
本实用新型涉及一种变频通风装置，用于医药化工实验室的废气排放，属于通风装置技术领域。
背景技术
近年来，化工合成实验室如雨后春笋般进入高科技园区，通风柜排风装置的结构大多是由控制开关直接启动风机排风。但大部分单位缺少专业技术人员设计系统，从而存在风量小、噪音大、安全运行时间短、电能源浪费严重、负压大、空调制冷制热损耗巨大等缺陷。令很多企业领导头痛不已。由于此方案具有结构简单，初装费用低优势，所以目前仍被大部分企业采用。
还有一种全自动自适应通风系统，俗称VAV系统。由文丘里阀或风速传感器作为模拟信号输出，模拟信号经PLC处理，由PLC给变频器编程通讯，变频器按设定参数驱动风机运行，同时可以利用PC机或文本人机界面访问及修改运行参数功能。该装置具有风量大小可调、噪音小、安全运行时间长、电能源节约、房间压差小、空调制冷制热损耗低、灵敏度高等优点。可以说近乎完美，但由于其造价昂贵，企业初装费用巨大，大部分创业型企业不会选择。目前在一些外企及国家研究部门能发现它的踪迹。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种价格低廉同时又不降低其性能的变频通风装置。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种变频通风装置，包括具有变频马达配置的中压防腐风机及至少一个通风柜，其特征在于，通风柜通过聚丙烯变径管路连接中压防腐风机，在通风柜与中压防腐风机之间连接有电动风阀，变频马达连接变频控制装置，变频及风阀控制电路一端连接变频控制装置，另一端通过风阀执行马达连接电动风阀，变频及风阀控制电路置于通风柜内。
本实用新型的优点是：满足现代实验室通风系统要求，降低空调能量损耗，降低用户企业初装经费，系统运行高效节能。在传统的通风系统基础上只需增加少量设备，不仅适合初装用户，同样也适合老系统改造。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种变频通风装置的结构示意图；
图2为本实用新型提供的一种变频通风装置的总体电气框图；
图3为变频及风阀控制电路的连接示意图。
具体实施方式
以下结合实施例来具体说明本实用新型。
实施例
如图1及图2所示，为本实用新型提供的一种变频通风装置结构示意图，包括具有变频马达配置的中压防腐风机1(中压防腐风机1采用西门子或东元变频马达，中压防腐风机1的叶轮及蜗壳采用聚丙烯制作)及四个通风柜2，通风柜2通过聚丙烯变径管路连接中压防腐风机1，为了降低系统噪音，在风机负压端装一只消音器，消音器与风机连接处采用软聚丙烯法兰连接，用来降低风机震动传导，在通风柜2与中压防腐风机1之间连接有电动风阀3，变频马达连接变频控制装置，变频及风阀控制电路一端连接变频控制装置，另一端通过风阀执行马达连接电动风阀3，变频及风阀控制电路置于通风柜2内。西门子或东元变频马达具有防护等级高，绕组耐温升高，能适应低频运转要求，同时，价格比一般Y型电机高30％左右，只存在电机价格差别，性价比高。
考虑到安装经济要求及噪音控制，一般一套系统适合通风风量在12000M3/H左右，管网静压在800Pa左右，考虑噪音原因，干管风速一般选择10-12M/S，支管风速在7-8M/S，因此适合四个通风柜2为一套组合。单台通风柜风量用公式：S*V*3600*1.2求得。式中S为通风柜开口截面积(m2)，V为风速(M/S)，3600为时间系数，1.2为保险系数，风量单位为M3/H，将四台通风柜2的风量之和作为总风量，设计时需注意的是：取通风柜最大截面积计算。通风柜单台出风口当量直径不小于300mm。一般单台通风柜局部阻力在90～120Pa左右，四台在360～480Pa之间，具体视安装条件而定，设计时取最大值。管道沿程阻力用系数法计算，公式：PV2K/2，式中，P为介质密度，V为管道风速，K为系数。系统总静压等于局部阻力与沿程阻力之和。一般四台组合风机都能满足要求，出风口若有进水洗涤塔要求，还应考虑风机动压条件。企业设计工程师在系统设计之前应根据自身条件综合考虑。
变频控制装置采用成都希望集团旗下的森兰SP60型变频器，根据实际运行要求合理改变运行频率，任意一台启动或任意几台组合都按设定频率运行，频率设定由技术人员根据每台通风柜面风速达到0.5～0.7之间时锁定运行频率。在系统不在满负荷运转时节能效果明显。由于设计之前考虑了保险系数，在需增加一些局部排风要求时还能满足要求，只不过需重新设定运行参数而已。还可以根据各企业的风速要求不同合理调整运行参数。变频器具体功能可以阅读说明书。
如图3所示，为变频及风阀控制电路的连接示意图，包括交流接触器，选用较常见的施耐德电器0901型交流接触器，该交流接触器具有四组动合、动断辅助触点，在图3中分别用序号KM1-1～KM1-3、KM2、KM3及KM4表示，每组动合、动断辅助触点对应一个磁力线圈，在图3中分别用序号KM1、KM21、KM31及KM41表示，每个如图1所示的通风柜内都有一组动合、动断辅助触点，并且在每个通风柜内都有一个风阀执行马达，在图3中分别用序号M1、M2、M3及M4表示，在每个通风柜上还有一个通风柜风机开启按钮，在图3中分别用序号SB1、SB2、SB3及SB4表示。
以下就第一组动合、动断辅助触点的连接方式作详细叙述，其他连接方式与第一组相同，第一风阀执行马达M1分别连接交流接触器的第二动合辅助触点KM1-2、第一动断辅助触点KM1-3及第一零线N1，第二动合辅助触点KM1-2串联第一通风柜风机开启按钮SB1后与交流接触器的第一动断辅助触点KM1-3相并联，第一动断辅助触点KM1-3及第一通风柜风机开启按钮SB1与第一火线L1相连接，交流接触器的第一动合辅助触点KM1-1跨接在所述变频器的第一输入端X1及COM端之间，交流接触器的第一磁力线圈KM1跨接在第一通风柜风机开启按钮SB1与第一零线N1之间。
上述电路的工作原理是：合上通风柜风机开启按钮，交流电流一路经通风柜风机开启按钮流入交流接触器的磁力线圈，接触器动合辅助触点得电闭合，接触器动断辅助触点得电断开，交流电流另一路经动合触点流入电动风阀执行器马达，风阀开启，同时接触器动断辅助触点断开。直到全部风阀到达开启位置后，由风阀内部的行程开关断开交流电流通路，等待关闭信号到来。交流接触器上还有一组动合辅助触点接通变频器的输入端(即图中的X1至X2)与COM，变频器采集到一组运行开关量信号，驱动变频电机按设定频率运转。断开通风柜风机开启按钮，交流接触器磁力线圈失电释放，动合触点断开，变频器的输入端(即图中的X1至X2)与COM也处在断开状态，变频器无输出，风机停止。交流接触器上的动断触点在磁力线圈失电时闭合，交流电流经动断触点流入电动执行器马达，风阀关闭，直到全部关闭位置时由其内部行程开关断开交流电流通路。等待下一个开启信号到来。控制系统中任意一台或几台开启按钮闭合，变频器开关量采集都会很准确的输出驱动频率，组合频率为24-1＝15种，需人工根据实际风量要求设定参数，也是很简单的。
置于外墙上的补风系统采用自然方式，在通风柜前上方设一补风罩，补风风量根据补风量占抽风量的70％-90％设计，补风口距地约2米较理想，补风口截面根据公式：S＝Q/V*3600计算，式中V选择5～7M/S范围，若风速过高将使操作者有不舒适感觉。外墙需留防雨百叶窗作为新风口，百叶窗截面同样用公式S＝Q/V*3600计算，但还要注意式中V选择2.5～4M/S范围，且满足四台通风柜总风量的70％～90％值。新风口与补风罩可以无管道连接也可以有管道连接，如有管道连接管道截面风速不大于5M/S较合适，在自然补风效果不佳时可以用动力补风。不过用动力补风管道截面可以小一些。所用补风风机需满足动压大的功能(抽风机静压大)，用变频器与抽风变频器互锁控制，才能达到风量平衡在设计的范围内。不过这样一来加大了运行成本，一般可以利用抽风机产生的负压自然使新风注入来节约初装成本和今后的运行成本。本设计提倡自然补风方案。所用空调采用吸顶式安装，空调送风口垂直距离高与补风口1000mm，水平距离2000mm为理想距离。这样空调能量损耗最小。补进的新风在通风柜升降门截面口形成一道风帘，通风柜门截面外与通风柜截面内由于新风量小于抽风量自然存在负压差，通风柜内的废气不会溢出，同时整个实验室与走廊也存在负压差。如用动力补风特别要注意实验室必须处在负压状态，否则将引起交叉污染。一般压差在-5～-15Pa范围内较合适。

Claims (5)

1.一种变频通风装置，包括具有变频马达配置的中压防腐风机(1)及至少一个通风柜(2)，其特征在于，通风柜(2)通过聚丙烯变径管路连接中压防腐风机(1)，在通风柜(2)与中压防腐风机(1)之间连接有电动风阀(3)，变频马达连接变频控制装置，变频及风阀控制电路一端连接变频控制装置，另一端通过风阀执行马达连接电动风阀(3)，变频及风阀控制电路置于通风柜(2)内。
2.如权利要求1所述的一种变频通风装置，其特征在于，所述变频控制装置为变频器。
3.如权利要求2所述的一种变频通风装置，其特征在于，所述变频及风阀控制电路包括交流接触器，第一风阀执行马达(M1)分别连接交流接触器的第二动合辅助触点(KM1-2)、第一动断辅助触点(KM1-3)及第一零线(N1)，第二动合辅助触点(KM1-2)串联第一通风柜风机开启按钮(SB1)后与交流接触器的第一动断辅助触点(KM1-3)相并联，第一动断辅助触点(KM1-3)及第一通风柜风机开启按钮(SB1)与第一火线(L1)相连接，交流接触器的第一动合辅助触点(KM1-1)跨接在所述变频器的第一输入端(X1)及COM端之间，交流接触器的第一磁力线圈(KM1)跨接在第一通风柜风机开启按钮(SB1)与第一零线(N1)之间。
4.如权利要求1至3中任一项所述的一种变频通风装置，其特征在于，在所述中压防腐风机(1)的负压端上设有消音器。
5.如权利要求4所述的一种变频通风装置，其特征在于，所述消音器与所述风机连接处采用软聚丙烯法兰。
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