CN220186995U - 一种便于风量平衡调节的洁净空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及洁净空调及其风系统的设计和运行控制技术，属于洁净工程技术领域。一种便于风量平衡调节的洁净空调系统，包括空气处理机组、送风机、排风机、新风机、风量传感器、开关阀、平衡阀和中央控制器，以及相应的风系统管道，所述空气处理机组进风口连接新风管道，所述新风管道进风口侧设置有第一新风支路、第二新风支路，所述新风机设置于第二新风支路上，第一新风支路上设有开关阀一；第二新风支路上设有开关阀二；两个新风支管汇总至新风主管道，两个新风支路与空气处理机组之间的新风主管道上设置有平衡阀和新风量传感器。本申请的技术方案能够实现回风量和新风量的解耦控制，能够单独控制新风量和回风量，提升了新风量的控制精度。

Description

一种便于风量平衡调节的洁净空调系统

技术领域

本实用新型涉及洁净空调及其风系统的设计和运行控制技术，属于洁净工程技术领域。

背景技术

洁净厂房是医药工程、电子半导体行业、精密仪器制造企业和食品工程的最重要配套。洁净厂房对于环境参数，如洁净度和区域压差梯度的要求十分严格。洁净厂房的环境参数依靠洁净空调系统来维持。洁净空调系统的运行工况必须符合设计要求，才能保证其环境控制效果。其中，适应不同工况的风量平衡保持是洁净空调系统平稳有效运行的关键。

洁净空调系统的风量平衡指的是，在运行过程中的总送风量、总回风量(如有)、总排风量和总新风量满足设计值并保持稳定。在现有的洁净空调系统中，一般采用的是静压控制法来实现风量平衡。这种方法通常在系统中只配备了可变频的送风机和排风机，通过在送风总管、回风总管、排风总管上安装压力传感器，在新风总管上安装电动调节阀，根据风管静压值的变化判断各个风量情况，然后采用风机变频和新风阀开度调节的方法实现风量平衡。

如图1所示，在现有洁净空调系统中总送风量通过设置在总送风管上的静压传感器标定，送风机变频调节；总送风量等于总回风量加上总新风量，总回风量通过设置在回风总管上的静压传感器标定，通过调节电动风阀的开度，可以控制回风和新风的比例，继而确定回风量和新风量；总排风量通过设置在排风总管上的静压传感器标定，排风机变频调节。

这种洁净空调系统形式和定静压控制的风量平衡调节方法主要有三方面的缺陷。第一，虽然静压测量值相对于风量测量值更稳定、压力传感器相对于风量传感器价格也更低，但是用风管静压值去标定对应的风量，在风量较小的情况下会产生较大的误差，当各个风量值只有几千m³/h或者几百m³/h时，这种风量控制方式很容易导致系统运行风平衡不能达到要求；第二，这种系统和控制形式，新风量和回风量是联动控制的，新风量和回风量会同时变化，只能调节新风量和回风量的比例，不能实现新风量和回风量的独立控制，这种情况下新风量的控制经常会不准确，过高的新风量会增加机组负荷处理量、增大能耗；过低的新风量又会导致洁净区域压差控制不准确；第三，洁净空调系统不仅需要在工作模式正常运行，为了节能考虑，在洁净厂房不生产的时间段会以值班模式运行，值班模式时需求的总送风量较小，送风机会以低频率模式运行，此时经常会出现新风量送入不足的问题，导致整个系统风量平衡被破坏，洁净区域的压差梯度难以保持，进而出现环境污染等风险。

实用新型内容

本实用新型提供一种可以简单快速实现风量平衡调节，并且能够实现新风量独立控制的系统，进而保证洁净空调系统在任意模式下的风量平衡控制效果和环境参数保持水平。

一种便于风量平衡调节的洁净空调系统，包括空气处理机组、送风机、排风机、新风机、风量传感器、开关阀、平衡阀和中央控制器，以及相应的风系统管道，其特征在于：所述空气处理机组进风口连接新风管道，所述新风管道进风口侧设置有第一新风支路、第二新风支路，新风机设置于第二新风支路上，第一新风支路上设有开关阀一；第二新风支路上设有开关阀二；两个新风支管汇总至新风主管道，两个新风支路与空气处理机组之间的新风主管道上设置有平衡阀和新风量传感器。

所述的空气处理机组为净化空气处理箱，内部设有送风机，还包括其他空气处理设备如初效过滤器、中效过滤器、冷热盘管、加湿器和亚高效过滤器等；空气处理机组的出风口通过送风主管道连接至洁净室或洁净区域，送风主管道上设置送风量传感器；洁净室或洁净区域回风的出风口通过回风主管道连接至空气处理机组的回风入口，回风入口在空气处理机组的位置一般设置在中效过滤器与冷热盘管之间；空气处理机组的进风口连接新风管道。

进一步的，所述洁净室或洁净区域的排风口通过排风主管道连接至排风机，排风主管道上设置有排风量传感器。

进一步的，中央控制器可以是PLC控制单元、也可以是上位机。送风机、送风量传感器、排风机、排风量传感器、开关阀一、新风机、开关阀二、平衡阀和新风量传感器通过控制和通讯线路连接至中央控制器。中央控制器能够接收各个风量传感器的风量信息；能够接收和控制各个风机的频率；能够接收和控制各个阀门的状态。

本实用新型采用的技术方案相比于现有技术，具有以下优点：

1)本申请的技术方案能够实现回风量和新风量的解耦控制，能够单独控制新风量和回风量，特别是提升了新风量的控制精度，降低了整个系统运行的能耗、精确了环境参数的控制；

2)相比较于传统定静压控制的方式，风量平衡调节时，本技术方案采用的是风量信息标定，使得系统所有风量参数控制更加精准，在各个风量区间都能保持准确性，提升了系统的稳定性；

3)本系统能够同时在工作模式和值班模式实现准确的风量平衡调节，特别是应对区域压差梯度变化时对于新风量准确控制的需求，大大提升了系统的适用性和节能效果。

附图说明

图1为现有技术中常见洁净空调系统结构示意图。

图2为本实用新型的一种具体实施例结构示意图。

具体实施方式

一种便于风量平衡调节的洁净空调系统，包括空气处理机组1、送风机2、排风机4、风量传感器、开关阀、中央控制器13，以及相应的风系统管道，所述空气处理机组1进风口连接新风管道，所述新风管道进风口侧设置有第一新风支路6、第二新风支路8，新风机9设置于第二新风支路8上，第一新风支路6上设有开关阀一7；第二新风支路8上设有开关阀二10；两个新风支路汇总至新风主管道，两个新风支路与空气处理机组1之间的新风主管道上设置有平衡阀11和新风量传感器12。

所述的空气处理机组1为净化空气处理箱，内部设有送风机2，还包括其他空气处理设备如初效过滤器、中效过滤器、冷热盘管、加湿器和亚高效过滤器等；空气处理机组1的出风口通过送风主管道连接至洁净室或洁净区域，送风主管道上设置送风量传感器3；洁净室或洁净区域回风的出风口通过回风主管道连接至空气处理机组1的回风入口，回风入口在空气处理机组1的位置一般在中效过滤器与冷热盘管之间；空气处理机组1的进风口连接新风管道。

所述洁净室或洁净区域的排风口通过排风主管道连接至排风机4，排风主管道上设置有排风量传感器5。

中央控制器13可以是PLC控制单元、也可以是上位机。送风机2、送风量传感器3、排风机4、排风量传感器5、开关阀一7、新风机9、开关阀二10、平衡阀11和新风量传感器12通过控制和通讯线路连接至中央控制器13。中央控制器13能够接收各个风量传感器的风量信息；能够接收和控制各个风机的频率；能够接收和控制各个阀门的状态。

所述的送风机2、排风机4、新风机9均为变频风机，可通过改变风机频率改变相应风量。

所述的洁净空调系统风量平衡调节方式如下：

首先，总送风量变化通过送风量传感器3读取，中央控制器13接收到送风量传感器3传送的实时总送风量信息后判断是否满足当前工况需求，随后通过控制送风机2的频率对总送风量进行调节；

进一步的，总排风量变化通过排风量传感器5读取，中央控制器13接收到排风量传感器5传送的实时总排风量信息后判断是否满足当前工况需求，随后通过控制排风机4的频率对总排风量进行调节；

进一步的，应对不同工况和模式，总新风量的控制分为送风机控制、送风机+新风机联控两种方式。

当总新风量采用送风机控制这种方式时，第一新风支路6上的开关阀一7打开，第二新风支路8上的新风机9和开关阀二10关闭；总送风量首先通过送风机2变频调节至满足工况需求，此时回风和新风输送的动力均由送风机2提供，总送风量等于总回风量加上总新风量，通过调节平衡阀11的开度可以改变新风管路的阻力特性，进而改变总新风量与总回风量比例，从而控制总新风量，但是此时总新风量和总回风量是同时变化的，总新风量通过新风量传感器12标定。

当总新风量采用送风机+新风机联控这种方式时，第一新风支路6上的开关阀一7关闭，第二新风支路8上的开关阀二10开启；此时首先通过送风机2变频控制总回风量，总回风量通过送风量传感器3和新风量传感器12的风量差来标定，当总回风量满足工况需求时，送风机2频率保持不变；随后，通过改变新风机9的频率来自由控制总新风量，总风量通过新风量传感器12标定；在调节总新风量的同时，通过调节平衡阀11的开度，来平衡送风机2与新风机9在运行时的压头差，使得新风机9频率改变，总新风量改变时，总回风量始终不变，满足固定工况需求。此时总送风量等于总回风量与总新风量之和，且总回风量和总新风量实现解耦，不会同步变化。

进一步的，洁净空调系统的使用方可根据项目现场需求，判断总新风量和总回风量是否有独立控制的必要和需求，选取上述两种总新风量控制方式。

进一步的，所述系统在工作模式时，为了满足较大总送风量的需求，送风机2通常以较高频率运行(40-50HZ)。风量平衡调节过程中，总新风量适宜采用送风机控制总新风量的模式，即第一新风支路6上的开关阀一7打开，第二新风支路8上的新风机9和开关阀二10关闭；通过调节平衡阀11的开度来改变总新风量和总回风量的比例，当洁净室或区域总体压差过高时，减小平衡阀11的开度，减小总新风量的比例来降低区域压差；当洁净室或区域总体压差过低时，增大平衡阀11的开度，增大总新风量的比例来增加区域压差。

进一步的，所述系统在值班模式时，总送风量的需求较低，送风机2通常以低频率运行(30HZ以下)。风量平衡调节过程中，总新风量不能采用送风机控制总新风量的模式，因为此时总新风量的输入会由于送风机2运行频率低而不足。此时适宜采用送风机+新风机联控这种方式，即第一新风支路6上的开关阀一7关闭，第二新风支路8上的开关阀二10和新风机9开启，同时调节平衡阀11。此时可以单独控制总回风量和总新风量，当洁净室或区域总体压差过高时，减小新风机9的频率，减小总新风量来降低区域压差；当洁净室或区域总体压差过低时，增加新风机9的频率，增大总新风量的来增加区域压差。

以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种便于风量平衡调节的洁净空调系统，包括空气处理机组、送风机、排风机、风量传感器、开关阀、平衡阀和中央控制器，以及相应的风系统管道，其特征在于：所述空气处理机组进风口连接新风管道，所述新风管道进风口侧设置有第一新风支路、第二新风支路，新风机设置于第二新风支路上，第一新风支路上设有开关阀一；第二新风支路上设有开关阀二；两个新风支管汇总至新风主管道，两个新风支路与空气处理机组之间的新风主管道上设置有平衡阀和新风量传感器。

2.如权利要求1所述的一种便于风量平衡调节的洁净空调系统，其特征在于：所述的空气处理机组为净化空气处理箱，内部设有送风机。

3.如权利要求2所述的一种便于风量平衡调节的洁净空调系统，其特征在于：所述空气处理机组中还设置有初效过滤器、中效过滤器、冷热盘管、加湿器和亚高效过滤器。

4.如权利要求3所述的一种便于风量平衡调节的洁净空调系统，其特征在于：空气处理机组的出风口通过送风主管道连接至洁净室或洁净区域，送风主管道上设置送风量传感器；洁净室或洁净区域回风的出风口通过回风主管道连接至空气处理机组的回风入口，回风入口在空气处理机组的位置设置在中效过滤器与冷热盘管之间；空气处理机组的进风口连接新风管道。

5.如权利要求4所述的一种便于风量平衡调节的洁净空调系统，其特征在于：所述洁净室或洁净区域的排风口通过排风主管道连接至排风机，排风主管道上设置有排风量传感器。

6.如权利要求5所述的一种便于风量平衡调节的洁净空调系统，其特征在于：送风机、送风量传感器、排风机、排风量传感器、开关阀一、新风机、开关阀二、平衡阀和新风量传感器通过控制和通讯线路连接至中央控制器。