评中级工程师条件论文范文地下车库通风变频调节的原理

　　目前，一些地下车库采用了简单变风量调节方法，主要有间歇控制法和双速风机法。前者根据不同时段出入地下车库车辆数的变化，来确定开启或关闭风机。当车库内汽车出入频繁时，开启风机，反之，关闭风机。后者则是采用双速风机，当车库内汽车出入频繁时，开启风机的高速挡，反之，开启风机的低速挡。但是，这两种控制方法都过于简单，不能很好地改善地下车库内的空气品质，也不能最大限度地节能。

　　随着科技的发展，变频技术在暖通空调行业中得到应用，使地下车库通风排烟系统克服上述缺点成为可能。

　　2 风机变频调节的原理

　　由流体力学知识可知，风机的风量与转速成正比，压头与转速的2次方成正比，轴功率与转速的3次方成正比。改变转速，风机的风量、压头和轴功率也随之改变。而电机转速与输入频率成正比，改变频率就能改变电机转速，从而达到风机调节的目的。当风机风量为原来的75%时，风机消耗功率仅为原来的42.2%，节能57.8%。而用阀门调节时，仅节能5%左右。因此，地下车库采用风机变频调节技术，节能效果显著。

　　而且，对风机进行变频控制，还可以实现风机电机的软启动、软停机，减小电流对电机的冲击以及设备的振动、噪声和磨损，延长设备的使用寿命，并减小对电网的冲击，提高系统的可靠性。

　　3 应用风机变频调节的设计方案

　　地下车库通风的主要目的是排除和稀释汽车排放的有害物质，主要有CO、HC及NOX等。测试表明，在低速状态下，以上污染物发散量的体积比分别为 7：1.5：0.2。由此可见，只要把CO的浓度稀释到卫生标准规定的浓度，其他污染物的浓度也能满足卫生要求。对于地下车库来说，汽车出入地下车库的情况往往随时间的不同而变化，其所需通风量也相应不同。根据特征和用途，各种性质的地下停车场停车情况也有很大的区别。一般地，商务、办公大楼地下车库，上下班时间段内是汽车出入车库的高峰时期，也是汽车污染物排放的高峰时期，此时，为排除和稀释汽车排放的有害物质，车库需要通风量就多些;而在其他时间里，需要的通风量会少些。

　　采用风机变频调节的通风系统风道与单风道单风机系统完全相同，排风机采用高温消防排烟风机，平时排风，火灾时排烟，风机风量按换气次数不小于6次/h选取。图1为风机变频调节原理图。在排风机进口前的风道内安装一个CO传感器，测得车库内实时CO的浓度

　　后，反馈给中央控制器PCD。通过与设定值的比较，PCD发出指令，指示变频器对风机实行变频调速，改变风机的转速，从而改变风机的风量，使其与实际需要的通风量相匹配。同时，

　　图1风机变频调节原理图

　　送风机PCD对送风机变频器发出指令，改变送风机的风量，使其始终占排风机风量的80%-85%，以保持车库内有一定的负压。系统的CO浓度设定值对于不同使用性质和用途的地下车库有不同的规律性，需要在运行管理过程中进行观察和调试，才能达到理想的效果。在车库发生火灾烟气被排除后，要及时检查和更换 CO传感器，以保证系统能重新正常运行。

　　4 工程实例

　　某办公楼地下车库，面积为2000m²，层高为3m，设计停车量为60 辆。原设计通风系统，排风机风量按6次/h换气次数计算，为36000m³/h，压头为700Pa，电机功率为11kW;送风机风量按5次/h换气次数计算，为30000m³/h，压头为550Pa，电机功率为7.5kW。原设计系统按定风量运行。

　　系统投入运行后发现，由于车库的形状不规则及车道布置的不合理，使得各车道上的车流量分布很不均匀，从而导致各车道上方的CO浓度有很大差异;同时各时段里车库内各车道上方的CO浓度也不同。在每天的大部分时间里，车库内进出的车辆较少，所需的通风量也较少。在上、下班时间段里，车库进出的车辆最多，车库所需的通风量最大。在这种情况下，系统定风量运行，每天运行18小时，每度电费0.8元，每年的运行电费约为9.76万元。后因系统和设备老化需要更新，出于节能的考虑建设单位要求改造成变风量系统。

　　经方案比较，对上述工程进行了风机变频改造，根据CO实际浓度对风机进行变频调节。按照ASHRAE的标准，地下车库CO允许最高体积分数为35×10-6(40.55mg/m³)。通风系统各风阀始终处于最大开度位置(满足系统平衡需要)，以减小系统阻力。在总风管道长度的2/3处安装压差传感器，设定风机的最低运行频率以保证系统所需的最小压力。系统改造完成投入使用后，风机在每天18小时的运行时间内约有5小时的风量为设计风量，8小时的风量为设计风量的80%，另外5小时的风量为设计风量的50%。经计算，当风机风量为设计风量的80%时，实际能耗为设计能耗的51%;当风机风量为设计风量的50%时，实际能耗为设计能耗的15%。这样，每年的运行电费约为5.28万元，可节约4.48万元。如果变频器的价格按1000元 /kW计算，初期变频器投资要增加1.85万元，一年节约的运行电费即可收回增加的投资。可见采用风机变频调节具有显著的节能效果，可以获得可观的经济效益。

　　5 结语

　　地下车库平时的通风量与汽车的进出频率有关，如果把通风排烟系统设计成定风量系统，运行时风机风量固定不变，必然造成能源浪费，且运行费用过高。如果把系统设计成采用风机变频调节的变风量系统，风机的总风量仍按原设计风量选取，运行时根据CO浓度，调节送、排风机转速，改变送、排风量。这种设计方案可以显著地节能，大大节省运行费用，同时也满足相关规范的要求。因此，地下车库通风排烟系统的风机变频调节技术具有广阔的应用前景。