变风量通风系统PPT课件.pptx

安全培训 设备部分 变风量通风系统分析检测中心李建民2016年3月 2020 3 25 1 变风量通风系统 一 变风量控制系统简介变风量控制系统是现代实验室建设中主要送排通风方式 通过通风系统管理软件能对实验室温湿度 通风量进行自动调节 实时监控 自动记录并输出 运行监控报表 详细记录各时段的运行情况 故障情况 并可输出实际节能的数据 让用户对投资成本与运行成本一目了然 将智能化通风系统接上互联网后 可通过手机或电脑在异地操作智能化通风系统 还可让智能化通风系统的供应商在异地对其进行故障诊断与维护 二 变风量控制系统的概念及组成变风量控制系统是相对于定风量系统而言的 过去实验室通风系统只是由功率和风量都基本衡定的风机组成 无论风量还是房间的温度湿度都无法控制 2020 3 25 2 变风量通风系统 通风系统只是起到一个排风的作用 变风量系统是指送风随着排风而变 排风又随着人们的需要自动或人为设置而变 送风与排风形成一个动态平衡 使房间始终保持一个相对恒定的温度 湿度和微负压 变风量系统由空调机组 送风系统 排风系统以及控制系统组成 空调机组又由初级过滤器 中级过滤器 热交换器 加湿器 送风机 控制柜 温度和温度控制阀等组成 送风系统由风道以及风道上的控制阀组成 排风系统由通风柜 柜门位置传感器 通风柜控制器 控制阀以及变频排风机组成 控制系统是整个系统的心脏 负责整个系统各房间温度 压力 湿度 风量的显示和控制 在变风量控制系统中 文丘里变风量控制阀是该系统的主要控制部件 2020 3 25 3 变风量通风系统 三 系统控制目标1 保证实验室工作人员的健康及安全 2 正确控制实验室通风柜的排风 保证开口面风速 3 正确控制实验室补风 同时保证实验室空气的流向 4 在实验室通风柜等设备使用过程中 控制房间的补风动态跟踪实验室总的排风 保证通风柜等设备的安全运行 同时确保实验室压力 一般为微负压 并尽可能降低能耗 5 保证实验室最小通风 保证实验室充分的通风换气 在实验室通风柜等设备使用过程中 保证实验室最小换气次数 6 以实验室为单位 提供通风柜排风及实验室补风控制的完整的解决方案 2020 3 25 4 变风量通风系统 四 系统性能1 压力无关型控制阀门2 风道静压发生变化 阀门在1秒之内响应 3 风量控制精度小于设定风量的 5 4 风量控制响应速度小于1秒 随动调节过程 5 变风量通风柜面风速控制采用检测调节门开度直接控制阀门风量设定 6 阀门风量控制范围应足够大 阀门最大控制风量与最小控制风量之比应达16 1以上 满足变风量要求 7 高质量的通风柜控制效果 2020 3 25 5 变风量通风系统 8 操作人员使用变风量通风柜时 通风柜调节门处于任何位置都要保证通风柜调节门开口平均面风速为0 5m s 稳定的补风控制系统 9 追踪房间排风变化完成变风量补风控制 采用最可靠的余风量法 在通风柜调节门开度调整到位后1秒之内完成控制 保证房间气流流向 压力的正确 10 阀门安装和控制无直管段要求 适应拥挤的安装空间和维护空间 五 控制方案采用Phoenix的数字化气流控制方案 通风柜采用变风量定面风速控制 房间补风采用变风量跟踪房间总排风量 控制房间气流流向 压力 采用此方案 将完全实现前述控制目标及系统性能 确保安全与节能的统一 2020 3 25 6 变风量通风系统 每台通风柜配置一套Phoenix的C2数字型通风柜变风量排风控制系统 该控制系统保证通风柜调节门在任意位置下通风柜面风速都保持在设定值 该系统包括一套通风柜控制器 一套变风量控制的文丘里排风阀 一套通风柜调节门传感器 具体来说 由以下几种控制方法共同完成系统的控制 1 面风速控制按照实验室通风系统行业标准 在通风系统的面风速控制在0 5m s的情况下 依据通风柜门开度计算排风量的大小 调节门传感器获得调节门打开的开度 风量大小一是来控制文丘里阀的开度 二是计算送入房间风量的大小 从而确定送风控制文丘里阀的开度 2020 3 25 7 变风量通风系统 2 排风机变频控制DDC控制器接收风箱压差变送器的信号 进行逻辑判断 为排风机提供变频器输出控制信号 控制排风机的排风量 使排风系统中的文丘里阀的前后压差保持在其正常工作范围内 3 送风机变频控制DDC控制器接收安装送风主管道末端设置风道压差变送器的信号 通过测量风管内的静压输出信号控制变频器改变风机转速 从而调节总的送 排风量 管道内的静压差在现场可根据调试情况进行设定 2020 3 25 8 变风量通风系统 六 空调系统空调系统是变风量系统中主要部分 主要由二级过滤器 热交换器和加湿器 送风机 温度各温度控制阀等组成 起到为实验室提供符合温度 湿度和洁净的新鲜空气 先是将室外的空气进行初级和次级二级过滤 去除空气中的粉尘等杂质 其次依据系统设定的温度进行热交换 通过调节阀 调节交换的热量的多少 使通过热交换器后空气温度达到设定值 第三是新风通过蒸汽加湿系统 将新风进行加工成温度和湿度都符合要求的洁净空气 洁净空气由送风机送到每个实验室 七 控制系统控制系统利用现代电子技术 控制技术 计算机及网络技术 将整个实验室的控制集中在一起 2020 3 25 9 变风量通风系统 整体设计思想是要建立一个就地实现各种控制操作 同时接入楼宇BMS控制系统实现集中监测管理的一体化控制体系 目标是尽可能发挥各部分的技术优势 保证系统的稳定和可靠地运行 确保实验室系统的稳定性 完整性 安全性 可靠性和先进性 达到国内类似实验室的一流水平 它的功能一是在控制系统的计算机界面中设置温度 压力 湿度等各种参数 并对实验室内温度 压力 风量 湿度进行显示和控制 二是依据实际需要更改各种参数 包括手自动控制转换 季节转换以及控制方式的改变等 三是当温度 压力以及系统出现异常和故障时 具有自动报警功能 2020 3 25 10 变风量通风系统 八 具体控制部件 一 阀门中煤榆林中央化验室气流控制系统选用的风量控制阀门为美国Phoenix研发生产的Accel 型文丘里风量控制阀 此类文丘里阀门包含机械的 自力响应的定流量调节器 用于对通风系统静压的变化进行自力响应保持其通过的风量恒定在设定值 其变风量控制阀门采用高速的位置 气流控制器 根据要求对阀门进行变风量控制 此类阀门具有快速 准确的特点 满足了实验室气流控制的独特需求 阀门的主要性能特点 压力无关响应速度 小于1秒 即平衡风管内压力波动时间小于1秒安装了此类阀门的系统各分支之间影响小 稳定性高 2020 3 25 11 变风量通风系统 2020 3 25 12 变风量通风系统 阀门通过出厂位置标定 结合优异的压力无关特性 根据要求实时定位阀门动作位置 实现快速 准确的变风量控制 变风量控制精度 当前风量的 5 变风量响应速度 小于1秒风量调节范围 最大风量 最小风量16 1以上 阀门驱动方式 电动或气动反馈信号 提供实时风量反馈信号 与风量成线性关系 阀门前后压差满足要求时精度为当前风量的 5 安全措施 当断电或故障时 根据不同的阀门功能 可设置风阀处于最大排风状态或者最小排风状态 2020 3 25 13 变风量通风系统 阀门的分类及性能参数按照不同的应用要求 Phoenix的阀门主要包含定风量型 双稳态型及变风量型三类 定风量型 阀门基础型号为 CVV 此类阀门在出厂时根据设计要求 标定了设定风量位置 现场使用时阀门固定在设定的风量位置上 此类阀门不需要电源及控制 不需任何接线 风量设定位置现场可以改变 但只能是增大 减小的变化 精确风量值需要重新标定 2020 3 25 14 变风量通风系统 二 通风柜 通风柜控制要求 原理及控制参数 控制要求 中煤榆林中央化验室气流控制系统的控制核心即通风柜控制 通风柜控制的目标是通风柜的前开口平均面风速 通风柜的开口平均面风速与通风柜排风成直接的线性关联 要控制通风柜面风速必须对通风柜排风进行有效控制 通风柜控制分为两种情况 通风柜调节门位置没有发生改变时 需要控制系统保持通风柜排风风量恒定 即静态条件下的控制 当风道静压发生改变时 阀门需快速调整 通过保持排风量恒定保持通风柜面风速 这样 保证系统最为稳定 2020 3 25 15 变风量通风系统 为了满足这一要求 要求通风柜排风阀具有风量与压力无关的优异控制性能 通风柜调节门位置变化时 变风量控制通风柜排风 使通风柜面风速快速跟随 保持通风柜面风速在一定的变化范围内 即动态条件下的控制 当通风柜调节门位置发生改变时 阀门需快速变风量控制 保持面风速恒定 为了满足这一要求 要求通风柜排风阀控制具有快速的 准确的优异控制性能 2020 3 25 16 变风量通风系统 Phoenix通风柜控制原理及性能 Phoenix通风柜排风控制系统在每台通风柜的排风上配置一台数字型的变量文丘里阀 在通风柜上配置一台通风柜监控器和一只调节门传感器 系统通过通风柜调节门传感器检测通风柜调节门开度 由通风柜监控器根据调节门开度对通风柜排风阀进行连续的变风量控制 调节控制通风柜的排风量 保证通风柜柜门平均面风速的恒定 一般为0 5m s 2020 3 25 17 变风量通风系统 2020 3 25 18 变风量通风系统 由于对阀门的控制系按照标定好的位置进行 因此控制达到了最快速 响应时间小于1秒 最准确 风量控制误差为设定风量的 5 和最稳定 末端之间相互影响小 相比传统的测面风速或测腔体压力以及采用流量测量装置闭环控制风量的方法 此原理具有更快速 稳定 不易受外部条件干扰的优势 通风柜排风阀风量控制的计算方法如下 通风柜设定排风量 m3 h 面风速 m s 调节门面积 m2 3600为了满足通风柜的控制特点 阀门要求选择耐腐蚀型 通风柜监控器则要求实时显示面风速值 2020 3 25 19 变风量通风系统 通风柜排风阀选型及性能参数 每台通风柜配置一台数字型的电动变风量排风文丘里阀 根据风量要求选择相应规格型号 三 文丘里阀特性风阀类型 数字化变风量控制文丘里阀 受控于通风柜监控器 实现通风柜变风量控制 通过通讯与子系统内其它文丘里阀相连 交换数据 实现相关控制功能 防腐 具有防腐蚀能力 阀体 锥体和阀杆都经防腐处理 即 阀体和锥体涂覆酚醛 316不锈钢阀杆涂覆PFA 正常工作压力范围 阀门前后压差范围在150Pa到750Pa之间其通过的风量与压力无关 2020 3 25 20 变风量通风系统 压力无关控制精度 当前风量的 5 压力无关响应速度 小于1秒 即平衡风管内压力波动时间小于1秒阀门通过出厂位置标定 结合优异的压力无关特性 根据要求实时定位阀门动作位置 实现快速 准确的变风量控制 变风量控制精度 当前风量的 5 变风量响应速度 小于1秒风量调节范围 最大风量 最小风量16 1以上 阀门驱动方式 电动或气动反馈信号 可提供实时风量反馈信号 与风量成线性关系 阀门前后压差满足 2020 3 25 21 变风量通风系统 要求时精度为当前风量的 5 该信号送通风柜监控器供显示之用 安装位置 每个通风柜排风管道上 阀门安装前后无需直管段 阀门驱动方式 气动 安全措施 当断电或故障时 风阀应处于最大排风状态 常开状态 通风柜监控器选型及性能参数 每台通风柜配置一台带数字显示的通风柜监控器 常用型号为 FHM631监控器特性安装位置 每个通风柜侧旁表面 位置便于观察 2020 3 25 22 变风量通风系统 功能 接收通风柜调节门传感器开度信号 计算并指令通风柜排风文丘里阀至对应的排风量 显示 LED显示屏显示通风柜实时面风速 报警 在面风速超出控制范围或设备故障时 发出声光报警 参数设定 按键编程修改全部设定参数 包括面风速设定 控制参数设定等 紧急排风模式 通过按键操作 通风柜排风瞬间调节到最大风量 四 通风柜调节门传感器每台通风柜配置一只测量通风柜调节门开度的调节门传感器 垂直型调节门采用的型号为 VSS110 2020 3 25 23 变风量通风系统 高精度电位器带一条钢丝 安装位置 每个通风柜顶部 钢丝连至通风柜调节门牵引钢丝上 功能 测量通风柜柜门开度 将信号传递到通风柜控制器 五 排气罩控制系统的另一局部排风设备为排风罩 其控制目标是保证其平均面风速在一定范围内 通风柜的开口平均面风速与通风柜排风成直接的对应关系 要控制排气罩面风速必须对排气罩排风进行有效控制 2020 3 25 24 变风量通风系统 控制阀门选型 每个排气罩配置一台定风量的文丘里阀控制排风量恒定 该阀门也采用耐腐蚀型 排气罩排风阀选型及性能参数 每台通风柜配置一台定风量的排风文丘里阀 根据风量要求选择相应规格型号 文丘里阀特性风阀类型 定风量控制文丘里阀 防腐 具有防腐蚀能力 阀体 锥体和阀杆都经防腐处理 即 阀体和锥体涂覆酚醛 316不锈钢阀杆涂覆PFA 2020 3 25 25 变风量通风系统 正常工作压力范围 阀门前后压差范围在150Pa到750Pa之间其通过的风量与压力无关 压力无关控制精度 当前风量的 5 压力无关响应速度 小于1秒 即平衡风管内压力波动时间小于1秒安装位置 每个通风柜排风管道上 阀门安装前后无需直管段 房间全面通风控制 房间全面通风控制要求 原理及控制参数 控制要求 全面通风控制即房间的送排风控制 其控制目标有两个 房间通风量及气流流向 房间压力 分为两种情况 2020 3 25 26 变风量通风系统 不带通风柜的房间 确保房间送排风风量恒定 籍此保证房间最小通风量和房间气流流向 压力 为了满足这一要求 要求送排风阀具有风量与压力无关的优异控制性能 带通风柜的房间 要求在通风柜调节门操作 排风发生改变时动态调节房间送排风量 保证房间最小通风量和房间气流流向 压力 为了满足这一要求 应要求全面通风风阀控制具有快速的 准确的优异控制性能 Phoenix全面通风控制原理及性能 Phoenix全面通风控制系统在每个不带通风柜的房间的送 排风上都配置一台定风量文丘里阀 保证房间通风量和气流流向 2020 3 25 27 变风量通风系统 Phoenix全面通风控制系统在每个带通风柜的房间的送及 或排风上都配置定风量的或者数字型变风量文丘里阀 控制房间风量平衡 保证房间通风量和气流流向 房间设计时要根据房间压力要求设计余风量 常压时 余风量为零 有压力要求时 余风量一般为最大排风量的10 负压房间气流从室外流向室内 余风量为负值 正压房间气流从室内流向室外 余风量为正值 房间风量平衡计算公式 送风风量 通风柜排风量 全面排风量 定风量排风量 余风量一般的 房间全面通风文丘里阀不需要选用耐腐蚀型 2020 3 25 28 变风量通风系统 房间全面通风阀选型及性能参数 定风量控制的位置上要配置定风量文丘里阀 变风量控制的位置上配置数字型的气动变风量排风文丘里阀 需根据风量要求选择相应规格型号 变风量文丘里阀特性风阀类型 数字化变风量控制文丘里阀 通过通讯与子系统内其它文丘里阀相连 交换数据 实现控制功能 防腐 普通无防腐功能 正常工作压力范围 阀门前后压差范围在150Pa到750Pa之间其通过的风量与压力无关 压力无关控制精度 当前风量的 5 2020 3 25 29 变风量通风系统 压力无关响应速度 小于1秒 即平衡风管内压力波动时间小于1秒阀门通过出厂位置标定 结合优异的压力无关特性 根据要求实时定位阀门动作位置 实现快速 准确的变风量控制 变风量控制精度 当前风量的 5 变风量响应速度 小于1秒风量调节范围 最大风量 最小风量16 1以上 阀门驱动方式 电动或气动安装位置 相应通风管道上 阀门安装前后无需直管段 阀门驱动方式 气动 2020 3 25 30 变风量通风系统 安全措施 当断电或故障时 排风阀应处于最大排风状态 常开状态 送风阀应处于最小送风状态 常闭状态 定风量文丘里阀特性风阀类型 定风量控制文丘里阀 防腐 普通无防腐功能 正常工作压力范围 阀门前后压差范围在150Pa到750Pa之间其通过的风量与压力无关 压力无关控制精度 当前风量的 5 压力无关响应速度 小于1秒 即平衡风管内压力波动时间小于1秒安装位置 相应管道上 阀门安装前后无需直管段 2020 3 25 31 变风量通风系统 九 相关设备安装要求及注意事项 涉及设备为文丘里阀 通风柜监控器及通风柜调节门传感器 阀门的安装要求及注意事项由于阀门是精确控制风量设备 针对不同的安装方式阀门内部的配置是不同的 因此在正式订货前必须确认阀门安装方向 水平 垂直向上或垂直向下 在现场安装时也不能改变 由于阀门的功能根据需要选定 现场安装时不能错位 否则不能达到控制要求 阀门本身不带折边法兰 现场须加工变径和法兰 风道设计时也要有预留 阀门尺寸及一般要求 2020 3 25 32 变风量通风系统 2020 3 25 33 变风量通风系统 带电子控制电路的阀门保留356mm 14 的操作空间 阀门前后不需要附加的直管道 但是 阀杆需要其入口风管中留出171mm的无障碍段 以便阀能够开到最大风量位置 通风柜监控器的安装要求及注意事项通风柜监控器一般安装在通风柜侧前方的柜体上 需留出相应位置 监控器需要有信号接线 4 0 5 经由柜体连至排风阀 电源线经由通风柜柜体连至电源接驳处 通风柜如需预打孔 我公司提供相应规格的安装图 4 通风柜调节门传感器的安装要求及注意事项垂直移动的通风柜调节门传感器一般安装在通风柜顶部 钢丝与调节门拉动钢丝相连 有两扇重叠的调节门传感器要安装在调节门上 传感器自带线缆 通过柜体连至通风柜 2020 3 25 34 变风量通风系统 监控器上 有时通风柜调节门会比较复杂 需要各种传感器组合配置 这时的安装接线我公司将根据具体情况提供安装图 系统布线及接线要求每个变风量的文丘里阀 包含相关的通风柜监控器 都需要一路电源 一般的处理是在每个房间配置一个电源变换箱 分别为每个阀门提供电源 我公司将根据具体情况提供相应图纸 通风柜阀门 通风柜监控器和通风柜调节门传感器之间需要连线 每个房间的变风量阀之间需要控制线相连 完成控制功能 我公司将根据具体情况提供相应图纸 2020 3 25 35 变风量通风系统 气流控制系统对其它专业的要求不同的系统选择 气动 电动 定风量或变风量 要求会有所不同 由于Phoenix的通风控制系统比较封闭 这种配合大体包括电源 风机和可能存在的压缩空气 电源 一般的 每个房间需要配置一个电源箱 安装于房间夹层的某个位置 设计单位需要将220VAC电源按照具体的容量要求提供到电源箱 压缩空气 一般的 整个系统需要提供一个压缩空气气源 在适当位置集中减压到阀门所需压力 再通过管线送达每个气动文丘里阀 压缩空气需经过滤 干燥处理 每个末端应配置关断阀门便于调试及维护 2020 3 25 36 变风量通风系统 由于文丘里阀需要工作压差 因此需要风机在额定风量下提供足够的压头 对于变风量系统 由于风量变化范围大 需要风机进行变频控制 阀门及控制系统的日常操作及维护Phoenix的气流控制系统一旦运行稳定后 在正常情况下是不需要再调节 也不需要预防性维护 一般有如下几个注意事项 系统启动 启动风机 应注意先启动排风机 再将送风机启动 将每个房间的电源箱内的开关接通 如果没有断开 可检查一下是否正常 等待几分钟让系统稳定下来 这时一般需要将通风柜调节门放低 此期间 2020 3 25 37 变风量通风系统 通风柜监控器可能一直在报警 系统稳定后 报警应消失 系统停机 关闭风机 应注意先关闭送风机 再将排风机关闭 将每个房间的电