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        上虞風機-新風機應用恒風量控制技術

        發布時間:2023.02.21
        隨著我國的社會經濟發展進步,中國已經成為制造大國,響應我國的“碳達峰”到“碳中和”的發展進程,不斷加強我國綠色、節能、低碳技術創新,持續壯大綠色低碳產業,提高效率、動力變革,助推我國加快形成綠色經濟新動能,顯著提升經濟社會發展質量效益;要全面實施節約優先戰略,加快提高能源和動力利用效率,持續推進工業、建筑、交通等重點領域節能,充分挖掘節能增效的減碳潛力。其中,我國很多流體機械中要用到傳動的部品件-電機,電機在風機,通風機節能、性能和效率尤為重要。由于風機可以廣泛應用于建筑、新能源裝備、軌道交通、海洋船舶、航空航天和暖通制冷等眾多領域,因此產品的節能降耗,對我國“雙碳”發展有著重要的意義。
        風機一般作為換氣扇、通風系統、空調的核心零部件發揮作用,其應用領域主要包括于酒店、辦公場所、居民住宅、地鐵隧道、醫院、體育場館、商場等。新風空調作為風機行業最大的應用領域,對生活居住環境舒適度要求的提高,具有良好的應用前景和應用價值。但是通風機在實際的使用過程中,會出現不節能、噪聲大、震動、效率低等現象,會影響通風機的工作質量和效率,還會造成環境污染,給大家帶來不便。我國還在抗疫中,如傳染病房應用場景,其配置的通風設備,要求出風口的風量保持相對恒定,在一個正壓或者負壓狀態,否則會造成病毒交叉感染、室內少氧等嚴重后果。 
        恒風量控制是在風機內安裝靜壓傳感器,實時監控管網內的靜壓變化,調節風機的轉速,達到恒風量控制的效果。利用風機和風道風阻特性曲線分析風阻條件改變時系統輸出目標風量電機轉速穩態工作點的變化規律。艾弗洛公司研發了基于靜壓、電功率、風量、轉速等參數的關系,提出了一種基于功率反饋的風機風阻自適應恒風量控制技術。這種技術在新風系統上應用是比較好的優選方案!


               近些年新風系統行業發展迅速,各種類型,各種形式的新風機層出不窮。企業在追求形式的創新和功能的增加;但卻忽視了客戶使用新風系統的根本目的“新風量”是否達標?很多新風機組廠家,為節約成本考慮或者本身無風量測試設備,普遍存在風量不足的問題;加之新風設備在安裝過程中,管路設計不合理,阻力過大,造成實際使用中新風量無法達到設計風量的需求;再加之隨著新風機組的長期運行,過濾網等阻力不斷增加,造成新風量不斷降低,進一步加劇了新風量攝入的不足。因此,一種新風機恒風量結構來保證新風機對于室內使用提供恒定風量就很有必要了。一種恒風量新風機,能夠實現新風機的風量恒定,滿足新風機的風量需求,優化房間空氣品質。 


              傳統的恒風量的實現,是采用外部壓差傳感器及反饋電路的控制方式進行實現,對于風機恒定風量控制成為通風機中不可缺少的一部分,各廠商不斷地優化風機。由于靜壓會隨著風機管道安裝方式的不同或風道積灰而發生變化,風機恒風量控制可以實現在廣泛的靜壓范圍內持續輸出恒定的風量,以維持舒適的通風效果。通過在出風口或風道內安裝風量檢測傳感器來測量風量,以實現控制風機系統輸出恒定風量。風量檢測傳感器本身成本貴,且實際安裝布線麻煩,安裝不方便,硬件成本較高,還存在因風量檢測傳感器的失效帶來測量失敗或不準確的風險。此外,現有技術中未安裝風量檢測傳感器的恒風量控制方案只能實現一條或幾條恒風量曲線,且每條風量特性曲線都需要進行詳細的測試和大量復雜的運算,導致設計非常復雜,控制精度相對較低,實施成本也較高。而且很難實現配有多個出風口的恒風量控制,從而影響風機的使用效果。

                新風機恒風量結構,包括機體,機體內設有新風通道,機體外側壁設有新風口和送風口,新風口連通室外,送風口連通室內,新風通道連接新風口和送風口,新風通道內依次設有過濾器和艾弗洛恒風量風機,恒風量風機與送風口相鄰,恒風量風機包括風機主體、風量檢測模塊和轉速控制模塊,風量檢測模塊和轉速控制模塊電路連接。風量監測模塊會根據新風機體內的阻力變化,配合轉速控制模塊自動調整恒風量風機的轉速,以達到風量不變的目的。使機體內的風量恒定,保證新風引入量的充足;過濾器完成新風過濾凈化,改善室內空氣質量。

                作為優選,過濾器與恒風量風機相鄰,過濾器朝向恒風量風機的一側設有壓力檢測儀。新風通過過濾器過濾后進入恒風量風機內,提高空氣質量;通過壓力檢測儀可以測量空氣從過濾器通過后的壓力,從而判斷過濾器的阻力大小,確保過濾器的過濾能力,適時清洗或更換過濾器,提高新風機的空氣質量,有利于保證新風機的風量;通過初始運行時的風量和過濾器上的壓力值可以時刻監控過濾器的堵塞程度,并在風量減小時判斷是過濾器因素還是管道因素,方便檢修。轉速控制模塊通過電壓信號控制新風機轉速,風量檢測模塊和轉速控制模塊電路連接,通過風量檢測裝置檢測新風機的風量,并將檢測結果轉化為電壓信號,從而控制轉速控制模塊,完成新風機風量的恒定控制。風量檢測模塊包括若干壓力監測點,壓力監測點位于恒風量風機靠近送風口的一側。通過壓力監測點判定恒風量風機的風壓,從而確定風量。與恒風量風機相鄰的過濾器為中高效過濾器,提高空氣過濾質量。



              研發了一種風機恒風量控制方法,提高了風機在不同風壓下通過調速輸出恒定風量的能力,簡化了風量特性曲線的測試方法和計算方法,避免了大量復雜的運算。并根據所述風機的風量、風壓以及預設的恒風量數學模型計算出所述風機的目標轉速范圍;確定所述風機達到所述目標轉速范圍所需要的電流補償值,根據所述電流補償值對所述風機進行電流補償,以控制所述風機輸出風量恒定在所述目標恒風量值。在實現方式上較傳統的通過外置壓差傳感器及反饋電路的實現方式有較大的突破和創新,產品利用前傾蝸殼風機的基本特性,采用EC電機平臺,通過三維空間算法,使用ARM內核M3,通過電機自身智能調節轉速和電流,實現風機在一定靜壓范圍內風量保持恒定。該項技術不僅很好解決了傳統恒風量風機在有多個出風口的通風系統中實現所有出風口恒風量難的問題,有效的提高通風機的運行水平,提高通風機的工作質量。而且在實現方式上更加可靠、經濟、節能,且風量更加恒定,是一項值得推廣的新技術。-上虞風機
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