濃度自動調(diào)節(jié)的建筑風(fēng)道過濾裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種根據(jù)室外PM2.5濃度自動調(diào)節(jié)的建筑風(fēng)道過濾裝置，屬于建筑機械通風(fēng)領(lǐng)域。該裝置包括在建筑風(fēng)道進風(fēng)端與出風(fēng)端之間設(shè)置并聯(lián)的粗效過濾通道和高效過濾通道，室外顆粒物傳感器總送風(fēng)機及室內(nèi)顆粒物傳感器，粗效過濾通道由粗效過濾器，粗效通道氣閥組成，該高效過濾通道由粗效過濾器，高效通道高中效過濾器，高效通道氣閥，輔助風(fēng)機組成，還包括連接在粗效過濾器兩端的第一壓差傳感器和連接在粗效過濾器進口端和高中效過濾器出口端的第二壓差傳感器；以及帶有可視化觸摸屏的可編程邏輯控制器電氣連接。本發(fā)明裝置可保證過濾效率和裝置運行安全。適合應(yīng)用于大型公共建筑通風(fēng)系統(tǒng)過濾單元的改造。
【專利說明】—種根據(jù)室外PM2 5濃度自動調(diào)節(jié)的建筑風(fēng)道過濾裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于公共建筑新風(fēng)通風(fēng)領(lǐng)域，特別涉及一種根據(jù)室外PM2.5濃度自動調(diào)節(jié)的建筑風(fēng)道過濾裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]室內(nèi)空氣品質(zhì)顯著影響人們的健康、舒適和工作效率，越來越受到人們的關(guān)注。在長時間密閉的建筑內(nèi)部，空氣品質(zhì)不斷下降。通入室外新風(fēng)能夠為室內(nèi)提供氧氣并稀釋室內(nèi)污染物濃度高的空氣，是改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的重要手段。而我國室外大氣中的細顆粒物(PM2 5)濃度較聞，引入新風(fēng)又將導(dǎo)致室內(nèi)顆粒物濃度過聞，從而造成室內(nèi)空氣品質(zhì)低劣。在現(xiàn)有使用中央空調(diào)系統(tǒng)的大型公共建筑中，常用的防止室外PM2.5的方法是在新風(fēng)和回風(fēng)混合后通過粗效過濾器除去pm2.5。然而粗效過濾器對于pm2.5的過濾效率低下(小于10% )，因此針對現(xiàn)有建筑的通風(fēng)系統(tǒng)，改進風(fēng)道過濾裝置使之能夠有效且低能耗地過濾PM2.5是一個亟待解決的問題。
[0003]無論對于中央空調(diào)系統(tǒng)還是新風(fēng)機組，目前常用的改進方法就是在原有的粗效過濾器后安裝各級更加高效率的過濾器來除去PM2.5，同時為了保證原有的新風(fēng)量，還需要更換更大功率的風(fēng)機或者增加輔助風(fēng)機。由于高中效過濾器和更大功率風(fēng)機的長時間持續(xù)使用，該改進方案的缺點是帶來了風(fēng)機能耗的顯著增加和高中效過濾器的頻繁更換，進而大大增加建筑能耗和維護費用，同時帶來能源和資源的浪費。而對于一些新的除塵方法，例如靜電除塵技術(shù)，其設(shè)備龐大且需要高壓整流設(shè)備，因此對于現(xiàn)有風(fēng)道系統(tǒng)改動較大，同時設(shè)備相對一般過濾器更為復(fù)雜，對于安裝和后期維護要求較高，使得改造的整體成本過高。另外靜電除塵的過濾效率受到粉塵比電阻的顯著影響，因此不能很好地應(yīng)對室外顆粒物濃度和成分不斷變化的情況。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有建筑通風(fēng)系統(tǒng)不能有效且低能耗地過濾去PM2.5的問題，提出一種根據(jù)室外PM2.5濃度自動調(diào)節(jié)的建筑風(fēng)道過濾裝置，本裝置使用傳感器根據(jù)室外PM2.5濃度的情況，自動調(diào)節(jié)風(fēng)道的使用，獲得潔凈的新風(fēng)，且具有節(jié)能、高效的特點。
[0005]本發(fā)明提出的一種根據(jù)室外PM2.5濃度自動調(diào)節(jié)的建筑風(fēng)道過濾裝置，其特征在于，該裝置包括:在建筑風(fēng)道進風(fēng)端與出風(fēng)端之間設(shè)置并聯(lián)的粗效過濾通道和高效過濾通道，在建筑風(fēng)道進風(fēng)端口設(shè)置室外顆粒物傳感器，在建筑風(fēng)道出風(fēng)端口設(shè)置總送風(fēng)機及室內(nèi)顆粒物傳感器，該粗效過濾通道由粗效過濾器，粗效通道氣閥組成，該高效過濾通道由粗效過濾器，高效通道高中效過濾器，高效通道氣閥，輔助風(fēng)機組成，該裝置還包括連接在粗效過濾器兩端的第一壓差傳感器和連接在粗效過濾器進口端和高中效過濾器出口端的第二壓差傳感器；所述的總送風(fēng)機、粗效通道氣閥、高效通道氣閥，輔助風(fēng)機、第一壓差傳感器和第二壓差傳感器均與建筑物控制室內(nèi)的帶有可視化觸摸屏的可編程邏輯控制器電氣連接。
[0006]本發(fā)明的特點及有益效果:
[0007]本發(fā)明的室外顆粒物傳感器通過額定功率風(fēng)扇采樣，背風(fēng)置于新風(fēng)回風(fēng)混合后粗效和高效過濾通道前的管道內(nèi)；所述室內(nèi)顆粒物傳感器通過額定功率風(fēng)扇采樣，背風(fēng)置于粗效和高效過濾通道后其余新風(fēng)處理單元前的管道內(nèi)；所述兩個顆粒物傳感器將信號發(fā)送至可編程邏輯控制器(PLC)，通過設(shè)定的控制邏輯來控制氣閥和風(fēng)機的運行。
[0008]本發(fā)明提出的根據(jù)室外PM2.5濃度自動調(diào)節(jié)的建筑風(fēng)道過濾裝置，可根據(jù)室外空氣的PM2.5濃度，通過顆粒物傳感器控制進風(fēng)在高效和粗效風(fēng)道中進行選擇，并根據(jù)進出口PM2.5濃度的情況判斷過濾器的使用情況，同時通過壓差傳感器監(jiān)測過濾器兩端壓力差，當(dāng)壓力差過大時提示更換過濾器，保證過濾效率和裝置運行安全。
[0009]本發(fā)明裝置特別適合應(yīng)用于大型公共建筑通風(fēng)系統(tǒng)過濾單元的改造。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明提出的根據(jù)室外PM2.5濃度自動調(diào)節(jié)的建筑風(fēng)道過濾裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖1中，I是室外顆粒物傳感器，2是粗效通道粗效過濾器，3是粗效通道氣閥，4是高效通道粗效過濾器，5是高效通道高中效過濾器，6是高效通道氣閥，7是輔助風(fēng)機，8是總送風(fēng)機，9是室內(nèi)顆粒物傳感器，10是新風(fēng)出口，11是可編程邏輯控制器(PLC)，12是可視化觸摸屏，13是粗效通道壓差傳感器，14是高效通道壓差傳感器。

【具體實施方式】
[0012]本發(fā)明提出的根據(jù)室外PM2.5濃度自動調(diào)節(jié)的建筑風(fēng)道過濾裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，該裝置包括:在建筑風(fēng)道進風(fēng)端與出風(fēng)端之間設(shè)置并聯(lián)的粗效過濾通道和高效過濾通道，在建筑風(fēng)道進風(fēng)端口(新風(fēng)和回風(fēng)進口)設(shè)置室外顆粒物傳感器1，在建筑風(fēng)道出風(fēng)端口設(shè)置總送風(fēng)機8(總送風(fēng)機8的出口為新風(fēng)出口 10)及室內(nèi)顆粒物傳感器9，該粗效過濾通道由粗效過濾器2，粗效通道氣閥3組成，該高效過濾通道由粗效過濾器4，高效通道高中效過濾器5，高效通道氣閥6，輔助風(fēng)機7組成，該裝置還包括連接在粗效過濾器2兩端的第一壓差傳感器14和連接在粗效過濾器4進口端和高中效過濾器5出口端的第二壓差傳感器13 ;所述的總送風(fēng)機8、粗效通道氣閥3、高效通道氣閥6，輔助風(fēng)機7、第一壓差傳感器和第二壓差傳感器均與建筑物控制室內(nèi)的帶有可視化觸摸屏12的可編程邏輯控制器(PLC)Il電氣連接。
[0013]上述裝置中，新風(fēng)和回風(fēng)混合后通過管道接入并聯(lián)的高效過濾通道和粗效過濾通道，最終通過管道匯流由總送風(fēng)機8帶動空氣運動?？删幊踢壿嬁刂破魍ㄟ^室外顆粒物傳感器I測量的室外PM2.5濃度進行預(yù)判并選擇粗效或者高效過濾通道，經(jīng)過過濾通道后通過室內(nèi)顆粒物傳感器9再次測量的PM2.5濃度計算相應(yīng)通道過濾器的效率，并將效率參數(shù)反饋至室外預(yù)判的公式中，參與風(fēng)道的選擇；通過反饋的該過濾器效率值和對應(yīng)通道壓差傳感器返回的壓差數(shù)值，表征相應(yīng)通道過濾器運行的情況，判斷是否需要更換相應(yīng)過濾器。
[0014]本發(fā)明裝置的一個實施例中，使用的可編程邏輯控制器(PLC)是由DELTA公司生產(chǎn)、型號為DVP-14SS的產(chǎn)品；使用的可視化觸摸屏可以使用由北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司生產(chǎn)、型號為TPC7062KD的產(chǎn)品；使用的顆粒物傳感器可以是由北京廣精深環(huán)保科技有限公司生產(chǎn)、型號為0129的產(chǎn)品；使用的粗效過濾器和高中效過濾器是由北京廣精深環(huán)保科技有限公司生產(chǎn)、型號分別為0082和0228的產(chǎn)品；使用的總送風(fēng)風(fēng)機和輔助送風(fēng)風(fēng)機是由北京環(huán)都人工環(huán)境科技有限公司生產(chǎn)、型號分別為HF-150和HF-16TC ；使用的粗效通道氣閥和高效通道氣閥是由上海錦江暖通設(shè)備有限公司生產(chǎn)、型號都為MJ-11-2 (250*250);兩個壓差傳感器都為Honeywell公司生產(chǎn)、型號都是為DPS2500A。
[0015]以下結(jié)合附圖，詳細說明本發(fā)明自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作過程:
[0016]新風(fēng)和回風(fēng)混合后通過管道接入并聯(lián)的高效過濾通道和粗效過濾通道，最終通過管道匯流由總送風(fēng)機帶動空氣運動。在粗效和高效過濾通道并聯(lián)的入口端和出口端分別背風(fēng)放置室外顆粒物傳感器和室內(nèi)顆粒物傳感器。新風(fēng)和回風(fēng)混合后流經(jīng)室外顆粒物傳感器I，通過傳感器檢測室外PM2.5濃度的數(shù)值C1傳輸?shù)娇删幊踢壿嬁刂破?PLC) 11，并顯示于可視化觸摸屏12，同時根據(jù)理論粗效過濾通道過濾效率H1和期望的室內(nèi)PM2.5濃度Ctl計算粗效過濾通道能夠有效處理的最大室外PM2.5濃度，該值和室外PM2.5濃度的數(shù)值C1進行比較，通過可編程邏輯控制器(PLC) 11根據(jù)設(shè)定條件判斷并發(fā)送信號控制粗效通道氣閥3、高效通道氣閥6和輔助風(fēng)機7的開閉，確定選擇高效或者粗效過濾通道。經(jīng)過過濾通道后，新風(fēng)流經(jīng)室內(nèi)顆粒物傳感器2，通過傳感器檢測室內(nèi)PM2.5濃度的數(shù)值C2傳輸?shù)娇删幊踢壿嬁刂破?PLC) 11，并顯示于可視化觸摸屏12，并通過C1和C2計算過濾通道實際效率(粗效為Π/，高效為Π 2’)，顯示于可編程邏輯控制器(PLC) 11，并將該值返回到判斷邏輯中代替理論過濾通道過濾效率(粗效為H1，高效為Π2)，用于之后室外新風(fēng)流經(jīng)室外顆粒物傳感器I時候的預(yù)判參數(shù)。同時當(dāng)裝置在某一通道使用的情況下穩(wěn)定運行時，返回壓差傳感器13和14的信號，顯示于可視化觸摸屏12上，結(jié)合實時計算得到的過濾器效率數(shù)值，判斷過濾器是否需要更換，并在可編程邏輯控制器(PLC) 11上顯示相應(yīng)的判斷結(jié)果。其中為確保裝置穩(wěn)定運行，濃度判斷時設(shè)置±10μ g/m3的濃度回差，防止風(fēng)道過于頻繁的切換。
[0017]上述過程實現(xiàn)可根據(jù)實際需求確定判斷條件，設(shè)定控制邏輯，采用常規(guī)的編程技術(shù)編制計算及控制程序，并事先存儲在可編程邏輯控制器(PLC)中。
[0018]實際應(yīng)用中的高效過濾通道使用的高效過濾技術(shù)可以有多種方案。例如使用中高效過濾器、使用靜電除塵技術(shù)等。
【權(quán)利要求】
1.一種根據(jù)室外PM2.5濃度自動調(diào)節(jié)的建筑風(fēng)道過濾裝置，其特征在于，該裝置包括:在建筑風(fēng)道進風(fēng)端與出風(fēng)端之間設(shè)置并聯(lián)的粗效過濾通道和高效過濾通道，在建筑風(fēng)道進風(fēng)端口設(shè)置室外顆粒物傳感器，在建筑風(fēng)道出風(fēng)端口設(shè)置總送風(fēng)機及室內(nèi)顆粒物傳感器，該粗效過濾通道由粗效過濾器，粗效通道氣閥組成，該高效過濾通道由粗效過濾器，高效通道高中效過濾器，高效通道氣閥，輔助風(fēng)機組成，該裝置還包括連接在粗效過濾器兩端的第一壓差傳感器和連接在粗效過濾器進口端和高中效過濾器出口端的第二壓差傳感器；所述的總送風(fēng)機、粗效通道氣閥、高效通道氣閥，輔助風(fēng)機、第一壓差傳感器和第二壓差傳感器均與建筑物控制室內(nèi)的帶有可視化觸摸屏的可編程邏輯控制器電氣連接。
2.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，在所述建筑風(fēng)道進風(fēng)端口的新風(fēng)和回風(fēng)混合后通過管道接入并聯(lián)的高效過濾通道和粗效過濾通道，最終通過管道匯流由總送風(fēng)機帶動空氣運動；可編程邏輯控制器通過室外顆粒物傳感器測量的室外PM2.5濃度進行預(yù)判并選擇粗效或者高效過濾通道，經(jīng)過過濾通道后通過室內(nèi)顆粒物傳感器再次測量的PM2.5濃度計算相應(yīng)通道過濾器的效率，并將效率參數(shù)反饋至室外預(yù)判的公式中，參與風(fēng)道的選擇；通過反饋的該過濾器效率值和對應(yīng)通道壓差傳感器返回的壓差數(shù)值，表征相應(yīng)通道過濾器運行的情況，判斷是否需要更換相應(yīng)過濾器。
【文檔編號】F24F13/28GK104296362SQ201410528492
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】劉效辰, 莫金漢, 張寅平, 黎佳林 申請人:清華大學(xué), 北京廣精深環(huán)?？萍加邢薰?br>