聚豐項(xiàng)目 > IDT傳感器在中央空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用
中央空調(diào)系統(tǒng)又稱集中式空調(diào)系統(tǒng),簡單地說就是HVAC(Heating,Ventilation?and?Air?Conditioning),即供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié),是指在建筑物或建筑群中,集中或半集中方式對(duì)空氣進(jìn)行凈化,冷卻或加熱、加濕或除濕等處理、輸送和分配的空調(diào)系統(tǒng)。
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團(tuán)隊(duì)成員
謝天佑 隊(duì)長
它主要由空氣處理設(shè)備、空氣輸送設(shè)備、空氣分配設(shè)備、冷(熱)源設(shè)備及控制部分等組成。HVAC是一門應(yīng)用科學(xué)和技術(shù),傳熱學(xué)、流體力學(xué)是其基本理論基礎(chǔ),它的研究和發(fā)展方向是為人類提供更加舒適的工作和生活環(huán)境。它在世界建筑設(shè)計(jì)和工程以及制造業(yè)有廣泛的影響,各國都有HVAC協(xié)會(huì),中國建筑學(xué)會(huì)暖通分會(huì)即中國的官方代表機(jī)構(gòu)。
根據(jù)制冷量和使用范圍的不同,中央空調(diào)又被分為工商業(yè)用中央空調(diào)和戶用中央空調(diào)兩大類,工商業(yè)用中央空調(diào)一般制冷量在50kW以上。戶用和類似用途中央空調(diào)是介于傳統(tǒng)的大型中央空調(diào)和房間空調(diào)器之間一種中央空調(diào)產(chǎn)品,制冷量不大于50kW。
中央空調(diào)此前主要應(yīng)用在工業(yè)專業(yè)場所、商業(yè)場所以及市政場所如各種工業(yè)制冷場所、寫字樓、辦公樓、電影院、商場、軌道交通、機(jī)場、醫(yī)院等各類大型建筑及商用公共場所;近年來隨著制冷技術(shù)尤其是國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速增長,以及人民生活水平提升帶來的對(duì)生活居住環(huán)境舒適度要求的提高,傳統(tǒng)中央空調(diào)工作模式的產(chǎn)品得以逐漸進(jìn)入家庭領(lǐng)域, 在經(jīng)濟(jì)增速下行的壓力下我國中央空調(diào)市場保持著穩(wěn)步的增長, 2017年中央空調(diào)市場容量達(dá)近千億元,同比2016年增長超過30%。市場占有率進(jìn)一步提升。
中央空調(diào)行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,與國家經(jīng)濟(jì)形式、城鎮(zhèn)化所處階段和基本建設(shè)規(guī)模息息相關(guān)。隨著國內(nèi)航空裝備、軌道交通、智能制造、生物醫(yī)藥等高端制造業(yè)的發(fā)展和工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的加快,以及我國城鎮(zhèn)化水平的進(jìn)一步提升,中央空調(diào)行業(yè)未來市場空間廣闊。
但我們無論是從HVAC資料來看,還是實(shí)際的HVAC的產(chǎn)品來看,都沒有空氣清潔度的測量環(huán)節(jié),僅僅靠過濾網(wǎng)(器)來被動(dòng)地過濾新風(fēng),外部空氣環(huán)境是空氣污染指數(shù)大于300,空氣質(zhì)量級(jí)別為V級(jí)還是空氣污染指數(shù)小于50,空氣質(zhì)量級(jí)別為I級(jí),根本上不考慮這個(gè)問題。而恰恰今天的人們非常關(guān)心空氣污染指數(shù)這個(gè)概念,實(shí)際上使用IDT傳感器來增加測量空氣污染指數(shù)功能并不是困難的事情,把這個(gè)空氣污染指數(shù)測量單元電路加入到中央空調(diào)系統(tǒng)中將會(huì)受到用戶及使用人員的極大歡迎。
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|新風(fēng)空氣質(zhì)量(空氣污染指數(shù))測量數(shù)據(jù)|——————|監(jiān)控中心|
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|新風(fēng)閥開關(guān)|--------------| | |
------------ | PLC |———|
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|各空調(diào)單元用戶|-------------| | |
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空氣質(zhì)量(空氣污染指數(shù))測量部分:
空氣質(zhì)量(空氣污染指數(shù))測量是指使用氣泵通過預(yù)先布置好的采樣孔和采樣管抽取保護(hù)區(qū)域內(nèi)的空氣,進(jìn)而送到檢測腔中進(jìn)行分析的一種主動(dòng)型空氣質(zhì)量測量系統(tǒng)??諝赓|(zhì)量測量的靈敏度高,可靠性和穩(wěn)定性好,不會(huì)因安裝高度等原因而出現(xiàn)較大的誤差,同時(shí)也能更好的對(duì)抗環(huán)境氣流等因素的影響。在空氣質(zhì)量測量中流暢的氣流是探測準(zhǔn)確的前提保證,IDT的空氣流量傳感器被用于其中檢測氣流大小和有無,以確保測量的準(zhǔn)確性。
整個(gè)空氣質(zhì)量(空氣污染指數(shù))測量部分,由MCU測控系統(tǒng)、過濾與取樣系統(tǒng)組成,過濾與取樣系統(tǒng)包括外罩、吸氣泵、空氣質(zhì)量檢測傳感器和空氣過濾器,為滿足空氣質(zhì)量的采樣測量條件,外罩的入口設(shè)置有IDT的空氣流量傳感器,通過測量IDT空氣流量傳感器的空氣流量數(shù)據(jù),來控制氣泵的轉(zhuǎn)速,以達(dá)到所要求的風(fēng)量,MCU、氣體流量傳感器、氣泵組成一個(gè)閉環(huán)的測控系統(tǒng),MCU通過IIC與IDT的FS2012流量傳感器通信,測量入口的空氣流量,根據(jù)測量的數(shù)據(jù)來控制氣泵的工作,使空氣流量為300mL/min,空氣送到檢測室,氣體質(zhì)量傳感器所感知的信號(hào)經(jīng)放大、A/D轉(zhuǎn)換后,由MCU進(jìn)行采集、計(jì)算、數(shù)據(jù)處理,產(chǎn)生氣體質(zhì)量濃度結(jié)果數(shù)據(jù),通過RS485串行接口送至監(jiān)控中心。
監(jiān)控中心根據(jù)傳來的空氣質(zhì)量(空氣污染指數(shù))測量數(shù)據(jù)計(jì)算判斷后通過RS485接口發(fā)送給遠(yuǎn)端PLC指令是否關(guān)閉新風(fēng)閥和告知各用戶單元用戶室外空氣結(jié)果,以及室內(nèi)是內(nèi)循環(huán)還是外循環(huán),提請(qǐng)各空調(diào)單元用戶注意防護(hù),從而在主動(dòng)維護(hù)人體健康方面起到重要的作用。同時(shí)在經(jīng)常性空氣污染的北方,對(duì)于差不多每半個(gè)月需要清理清洗過濾網(wǎng)過濾器、每三個(gè)月要換一次過濾網(wǎng)過濾器的中央空調(diào)系統(tǒng)來說人工和材料都是一筆昂貴的費(fèi)用支出,而對(duì)于空氣污染時(shí)候關(guān)閉新風(fēng)閥是對(duì)過濾網(wǎng)過濾器的很好的保護(hù),可以節(jié)省很大一筆費(fèi)用。
系統(tǒng)原理圖如下:
暫無
實(shí)驗(yàn)室測試
空氣檢測入口
圖一:新風(fēng)入口(室外)
圖二.新風(fēng)入口(室內(nèi))
對(duì)于空氣的檢測,干擾尤其突出,如處理不好,對(duì)測試結(jié)果會(huì)產(chǎn)生極大的影響。我們采用了兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)解決了此問題:一是采用面對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量專用傳感器(PM2.5傳感器);二是使用IDT流量傳感器,確保流量測量穩(wěn)定準(zhǔn)確,進(jìn)而使空氣流量保持在300mL/min左右,由此使整個(gè)系統(tǒng)空氣質(zhì)量監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。
圖三.新風(fēng)機(jī)組
圖四.新風(fēng)機(jī)組
圖五.中央控制室
此處新風(fēng)空氣質(zhì)量測量(空氣污染指數(shù))盒實(shí)際上是作為一個(gè)空氣污染指數(shù)測量模塊應(yīng)用到自己的中央空調(diào)系統(tǒng)項(xiàng)目中,項(xiàng)目使用方聽到我們這個(gè)增加的方案后非常感興趣,表示增加這個(gè)測控項(xiàng)非常有必要,不僅可以維護(hù)人的健康,還可以節(jié)省過濾器過濾網(wǎng)的昂貴資金,十個(gè)空調(diào)機(jī)組清洗和更換過濾器過濾網(wǎng)等原來一年要花四十多萬元,增加這個(gè)測控項(xiàng)后一年最多十萬元就夠了,因此這是很有經(jīng)濟(jì)效益的。
如今,人們對(duì)于自身所處環(huán)境的空氣質(zhì)量異常關(guān)心,對(duì)于環(huán)境保護(hù)的重視日益提高,環(huán)境保護(hù)監(jiān)測先行,因此空氣污染指數(shù)測量將有巨大的發(fā)展空間,氣體流量測量控制是其必要環(huán)節(jié),而IDT氣體流量傳感器集成度高,設(shè)計(jì)小巧,使用方便,是我們的最佳選擇。