聚豐項目 > IDT傳感器在中央空調系統(tǒng)中的應用
中央空調系統(tǒng)又稱集中式空調系統(tǒng),簡單地說就是HVAC(Heating,Ventilation?and?Air?Conditioning),即供熱通風與空氣調節(jié),是指在建筑物或建筑群中,集中或半集中方式對空氣進行凈化,冷卻或加熱、加濕或除濕等處理、輸送和分配的空調系統(tǒng)。
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團隊成員
謝天佑 隊長
它主要由空氣處理設備、空氣輸送設備、空氣分配設備、冷(熱)源設備及控制部分等組成。HVAC是一門應用科學和技術,傳熱學、流體力學是其基本理論基礎,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。它在世界建筑設計和工程以及制造業(yè)有廣泛的影響,各國都有HVAC協(xié)會,中國建筑學會暖通分會即中國的官方代表機構。
根據(jù)制冷量和使用范圍的不同,中央空調又被分為工商業(yè)用中央空調和戶用中央空調兩大類,工商業(yè)用中央空調一般制冷量在50kW以上。戶用和類似用途中央空調是介于傳統(tǒng)的大型中央空調和房間空調器之間一種中央空調產品,制冷量不大于50kW。
中央空調此前主要應用在工業(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尤其是國內經濟的快速增長,以及人民生活水平提升帶來的對生活居住環(huán)境舒適度要求的提高,傳統(tǒng)中央空調工作模式的產品得以逐漸進入家庭領域, 在經濟增速下行的壓力下我國中央空調市場保持著穩(wěn)步的增長, 2017年中央空調市場容量達近千億元,同比2016年增長超過30%。市場占有率進一步提升。
中央空調行業(yè)應用領域廣泛,與國家經濟形式、城鎮(zhèn)化所處階段和基本建設規(guī)模息息相關。隨著國內航空裝備、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)轉型升級的加快,以及我國城鎮(zhèn)化水平的進一步提升,中央空調行業(yè)未來市場空間廣闊。
但我們無論是從HVAC資料來看,還是實際的HVAC的產品來看,都沒有空氣清潔度的測量環(huán)節(jié),僅僅靠過濾網(器)來被動地過濾新風,外部空氣環(huán)境是空氣污染指數(shù)大于300,空氣質量級別為V級還是空氣污染指數(shù)小于50,空氣質量級別為I級,根本上不考慮這個問題。而恰恰今天的人們非常關心空氣污染指數(shù)這個概念,實際上使用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,把這個空氣污染指數(shù)測量單元電路加入到中央空調系統(tǒng)中將會受到用戶及使用人員的極大歡迎。
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|新風空氣質量(空氣污染指數(shù))測量數(shù)據(jù)|——————|監(jiān)控中心|
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|新風閥開關|--------------| | |
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|各空調單元用戶|-------------| | |
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空氣質量(空氣污染指數(shù))測量部分:
空氣質量(空氣污染指數(shù))測量是指使用氣泵通過預先布置好的采樣孔和采樣管抽取保護區(qū)域內的空氣,進而送到檢測腔中進行分析的一種主動型空氣質量測量系統(tǒng)。空氣質量測量的靈敏度高,可靠性和穩(wěn)定性好,不會因安裝高度等原因而出現(xiàn)較大的誤差,同時也能更好的對抗環(huán)境氣流等因素的影響。在空氣質量測量中流暢的氣流是探測準確的前提保證,IDT的空氣流量傳感器被用于其中檢測氣流大小和有無,以確保測量的準確性。
整個空氣質量(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、空氣質量檢測傳感器和空氣過濾器,為滿足空氣質量的采樣測量條件,外罩的入口設置有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),來控制氣泵的轉速,以達到所要求的風量,MCU、氣體流量傳感器、氣泵組成一個閉環(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,氣體質量傳感器所感知的信號經放大、A/D轉換后,由MCU進行采集、計算、數(shù)據(jù)處理,產生氣體質量濃度結果數(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)傳來的空氣質量(空氣污染指數(shù))測量數(shù)據(jù)計算判斷后通過RS485接口發(fā)送給遠端PLC指令是否關閉新風閥和告知各用戶單元用戶室外空氣結果,以及室內是內循環(huán)還是外循環(huán),提請各空調單元用戶注意防護,從而在主動維護人體健康方面起到重要的作用。同時在經常性空氣污染的北方,對于差不多每半個月需要清理清洗過濾網過濾器、每三個月要換一次過濾網過濾器的中央空調系統(tǒng)來說人工和材料都是一筆昂貴的費用支出,而對于空氣污染時候關閉新風閥是對過濾網過濾器的很好的保護,可以節(jié)省很大一筆費用。
系統(tǒng)原理圖如下:
暫無
實驗室測試
空氣檢測入口
圖一:新風入口(室外)
圖二.新風入口(室內)
對于空氣的檢測,干擾尤其突出,如處理不好,對測試結果會產生極大的影響。我們采用了兩項關鍵技術解決了此問題:一是采用面對環(huán)境空氣質量專用傳感器(PM2.5傳感器);二是使用IDT流量傳感器,確保流量測量穩(wěn)定準確,進而使空氣流量保持在300mL/min左右,由此使整個系統(tǒng)空氣質量監(jiān)測結果準確、可靠。
圖三.新風機組
圖四.新風機組
圖五.中央控制室
此處新風空氣質量測量(空氣污染指數(shù))盒實際上是作為一個空氣污染指數(shù)測量模塊應用到自己的中央空調系統(tǒng)項目中,項目使用方聽到我們這個增加的方案后非常感興趣,表示增加這個測控項非常有必要,不僅可以維護人的健康,還可以節(jié)省過濾器過濾網的昂貴資金,十個空調機組清洗和更換過濾器過濾網等原來一年要花四十多萬元,增加這個測控項后一年最多十萬元就夠了,因此這是很有經濟效益的。
如今,人們對于自身所處環(huán)境的空氣質量異常關心,對于環(huán)境保護的重視日益提高,環(huán)境保護監(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,設計小巧,使用方便,是我們的最佳選擇。