DCV需求控制通风技术应用分析
2015-02-03 11:15:40
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    摘要:  随着全球信息科技的进步以及人类生活水平的提高,人们对生活和工作环境的舒适性提出了更高的要求,而与此同时,全球能源供应紧张的局面也日益突显,客观上要求建筑机械通风也能够谨守承诺,严格控制能源消耗以及减少碳排放。笔者就当前通风领域最新DCV通风技术概念、实施方案、以及中央监控管理系统的结构一一进行剖析介绍,并给出初步应用解决方案。

    关键词: DCV 需求控制通风 中央监控 

    引言:传统的通风系统正在受到节能降耗的严峻考验,作为构成建筑能耗的一套重要设备系统,通风领域的科研人员需要对传统通风技术进行客观分析、查找不足,并勇于探索、改革创新,才能实现传统通风方式向节能的、智慧的中央通风方式转变。而信息科技的发展,以及各类气体传感技术的不断涌现,共同促进了通风技术实现更新换代。 
 
    1.DCV需求控制通风设计依据 
 
    建筑通风系统到底如何设计,才能满足现代建筑室内空气品质要求呢?其实,一个设计运行良好的建筑通风系统必须具备这样的特征: 
 
    首先,要保证足够的风量,且不能对室内的原有温度有较大的影响;其次,空气的流向必须是科学合理而有序列的;最后,是通风的时间,因为我们每个人1天24小时都在不停的呼吸,随时都需要新鲜的空气。我们的通风也必须保证1天24小时能够不间断运行。也就是说,通风必须遵循以下3原则[1] 
 
    原则一:定义通风路径----- 新风经过滤后从空气较洁净区域进入,由污浊处排出。(通风路径) 
 
    原则二:确定住房内最小排风量 -----以满足人们日常工作、休息时所需的新鲜空气量。按国家通风规范,每人每小时必须保证30立方米。(通风风量)
 
    原则三:定义通风时间 ----保证新风的连续性,一年365天,一天24小时连续不间断通风。(通风时间)
 
    目前最先进的通风方式,是根据室内空气中若干指标或其中某一项指标,如:温度、湿度、CO2浓度、VOC污染浓度等等,来自动调节室外新风量供应以及排放室内污浊空气,实现“需求控制通风”,即所谓“Demand Controlled Ventilation ,缩写首字母即:DCV,意即,按需通风”。 
 
    在进行通风系统设计之前,需要与用户沟通,了解建筑功能用途以及确切布局图,然后确保通风设计满足《室内空气质量标准》(GB/T 18883-2002,2003-03-01实施),并参考建筑室内人员所需最小新风量应符合以下规定[2],公共建筑主要房间每人所需最小新风量应符合国家规定。 
 
    在具体确定建筑室内通风量时,可以参考国家现有暖通标准规范,如:在设置新风系统的居住建筑和医院建筑,其设计最小新风量宜按照换气次数法确定。  
 
    在其它特殊用途的公共建筑里, 设计通风量时,也可以借鉴高密人群建筑设计最小新风量宜按照不同人员密度下每人所需最小新风量确定。 
 
    3.DCV需求控制通风系统特点 
 
    DCV需求控制通风系统,是智能绿色建筑设备集群楼宇自控系统中的一个子系统,是不同于传统做法的更加强调节能、舒适的新型建筑通风系统,倡导以节能和舒适为目标,采用先进的网络控制技术和通风机组变频控制技术相结合的方式。DCV通风可以根据不同建筑功能场合应用,实施度身定制的方式来规划设计DCV需求控制通风系统,在整个通风系统全生命周期实现最优化的节能效果,基于节能和舒适为目标的这样理念的解决方案,它具有以下特点: 
 
    自动化控制:针对中央通风设备实际运行特点而研发的计算机软件控制系统,进行联网集中管理通风设备;通过设备智能控制器,自动调整相关通风设备的启动、停止、联动、报警、复位和交替运行等。 
 
    高效节能:采用VAV(变风量)技术,使风机节电20%~45%,针对包括新风预处理机组和排风机组在内的整个系统的节能设计,能使中央通风系统节能达到25%~40%。 
 
    更经济、更舒适:采用空气品质监测传感技术以及变风量控制技术,自动调整新风输送比例,调节风机运转频率,使室内环境达到人体最舒适的程度,同时又可以巨量节能。 注意:新风处理机组与节能型排风机控制箱,均安装采用PLC控制器来自动管理运行。 

    4.DCV需求控制通风的节能方法 
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    DCV需求控制通风系统,通常在系统末端设置VAV变风量阀,以便于实时调节目标区域的通风量,若通风量能够与室内空气品质变化保持动态同步调节时,确保风量跟随其需求变化,使需求风量平衡,可节省15~30%的间接能量消耗。排风机组的风量根据管道内部压力要求,实行自动调节转速,进而维持恒定压力,减少排风量,加之使用时间随季节和昼夜变化而变化,根据上述两种环境变化,排风机组可节能25~40%。APHU新风预处理机组的风量根据管道内部压力要求,实行自动调节转速,进而维持恒定压力,减少排风量,加之使用时间随季节和昼夜变化而变化,根据上述两种环境变化,新风机组可节能20~35%。 
 
    5.DCV需求控制通风中央监控系统 
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    DCV需求控制通风需要自动控制管理系统来支持完成,这里包括硬件部分和软件部分。硬件部分基本采用当前计算机领域标准产品以及与通风系统相配套自控产品或设备。软件部分则属于企业开发新产品,专门用于DCV概念,实现节能控制目的专业设备系统管理软件,是一套为智能建筑系统集成量身定制的软件产品,与一般通用组态软件有很大的不同。除了提供灵活、方便的图形组态功能外,该软件特别提供了加强的系统集成和信息管理功能。通过系统内嵌的数据平台与应用集成平台,该软件能够将各类常见的智能建筑应用子系统集成在一个软件平台上,实现了所有子系统间高效、可靠的信息交换,从而为整个建筑系统的信息共享和管理优化提供了可能。

    5.1 DCV管理界面 
 
    开机主画面:主界面包括【基础设置】、【系统监控】、【故障查询】、【系统管理】、【帮助】等菜单,以及快捷操作键,用户可以更换界面皮肤。 
 
    设备监控界面:按楼层管理各设备,用户可以清晰、快速了解设备详细运行状态,并可以快速切换至动态画面。 
 
    AHU新风机组监控界面:用户可以对选中的AHU新风预处理机组进行参数设置,清晰形象的显示出风柜各段的运行状况。 
 
    排风机组监控界面:用户可以对选中的排风机组进行参数设置,并以很形象的动画显示。 
 
    通风系统设备控制界面:根据用户的需要,对DCV通风系统设备分组或全体操作,提高管理效率。 
 
    DCV通风系统定时管理界面:根据用户的需要,对DCV通风系统设备分组定时管理,提高管理效率。 
 
    用户权限管理界面:对软件操作权限分级管理,设定不同权限密码,确保系统安全运行。 
 
    操作日记界面:对各项操作日志进行备份,对故障原因进行跟踪,以便日后查询需要。
 
    5.2 DCV通风系统能耗管理界面 
 
    DCV通风系统能耗管理,目的是针对每个新风处理机组或排风机组实时进行耗电记录,或每个区域分支系统上的集群设备实时进行耗电记录。本功能根据用户对通风设备能耗管理的需求,对各新风处理机组和排风机组采取集中监控,记录各个机组的运行期间所发生的能耗情况,并自动转化生成用电度数,这一切通过内部函数运算转化依据运行时间变量形成用户需要的用电费用帐单报表。本功能具有完善的监测效果,人机界面友好,实现可靠的科学管理。本功能可分为2个子块,分别为:实时数据、能耗管理。 
 
    5.2.1实时数据:本功能实时查询通风系统各类型机组的运行状态用电参数,所有数据均以友好的人机界面显示出来。监控电脑持续不断地收集各被监控机组上传输的各种实时数据,并根据各被监控区域通风设备的实际运行情况将采集的数据进行分析、加工、转化、处理。 
 
    5.2.2能耗管理:本功能将DCV通风系统所有机组的耗电历史数据、操作记录、生成各种报表进行管理,可针对不同的监控对象形成独立的报表,亦可对所有的监控对象生成整体的统计报表,包括生成历史数据统计报表、操作统计报表,能输出到excel中。 
 
    除上述功能外,DCV需求控制通风管理系统还具备数据库备份、转存功能,打印报表,历史运行曲线等,该平台为用户进一步提供了丰富多彩且方便实用的衍生功能,促进需求控制通风系统运行,实现最佳经济效益。 
 
    6.结论 
 
    DCV需求控制通风系统实时监测室内空气品质当中的某些指标如:VOC 或CO2,作为通风量变化的控制依据,来确保室内任意时刻的空气指标均能达到用户要求。在此过程中,全天候不断收集的CO2浓度,可实时指导通风系统的运行变化。不断实时优化室内空气品质,DCV需求控制通风的具体特征可归纳如下: 
 
    • DCV通风系统可为建筑提供最合适的送/排风量。 
 
    • DCV通风系统,通过采用温度、湿度、CO2浓度、VOC污染浓度传感器探测空气污染水平,结合VAV变风量空气处理系统来适时供应足量的新风,合理排除任何建筑部位产生的污染空气,确保维持室内空气品质(IAQ)和舒适条件。 
 
    • 限于传统通风系统的粗放设计和应用,导致通风换气和节约能源是一对难以调和的矛盾。而DCV按需通风技术方案则既保证了建筑内部对通风换气的需求,又最大限度地节约建筑所必需的能源 
 
    • DCV通风系统在建筑布局上能够细化每个区域的通风换气,如公共区域的CO2传感器实时监测人员密度和流向所导致的CO2浓度变化,并实时调节各区域风阀,合理分配风量,确保室内人员所在区域的空气品质,同时减少不必要的能源浪费。 
 
    • DCV通风系统极大地提高了建筑的通风设备的运行效率,显著降低通风换气所产生的直接或间接运行成本。 
 
    参考文献:
 
    [1] 方海军. 医院通风与可控式机械通风系统. 暖通空调,2004(7)
 
    [2] 住房和城乡建设部,国家质量监督检验检疫总局. 采暖通风与空气调节设计规范(GB50736-2012)北京:中国建筑工业出版社,2012
 
    [3] Aldes Co.. Export General Catalogue. Edition 2013
诺克司·森态新风

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