动力分布式通风系统研究

摘要

现代建筑室内空气质量问题日益突出。现有通风系统设计，由于已有技术和各种工程条件的限制，各支路阻抗并不相同，故所需要的动力也不相同。传统集中动力式通风系统按照最不利环路配置风机，其他支路所多余动力则通过阀门消耗，造成能耗浪费。同时，建筑通风需求是变动的，传统设计按照最大需求选取风机型号，通风需求减少时，也靠风阀进行调整风量，造成风机能耗浪费。本课题提出采用动力分布式通风系统，在满足通风需求的基础上，解决通风输配系统能耗高、运行调节能耗大两大关键问题。该课题对发展通风技术，营造良好室内空气质量，保障室内人员健康，促进建筑节能具有巨大意义。
　　本课题对研究内容进行了文献调研，提出了动力分布式通风系统。对通风需求进行了分析，根据通风需求特性提出了动态通风的运行节能模式。建立了动力分布式通风系统输配能耗模型，由此分析动力分布式技术的节能性，并分析了动态通风的节能性。为保障系统可行，分析了系统水力特性，并提出采用干管静压设定控制法来保障系统水力稳定性。为验证基于干管静压设定控制法下的系统水力特性，搭建了实验台，建立了可靠的控制系统，采用实验与模拟进行相互验证。最后根据研究内容形成了动力分布式通风系统设计方法。
　　课题研究表明，现代建筑室内人员时空分布是变化的，且无论是卫生通风还是热舒适通风，其实际需求都是动态变化的。能耗模型分析表明，采用动力分布式可降低主风机压头，减少输配系统能耗，减小漏风量，同时支路风机效率是影响输配系统节能潜力的关键。进行动态通风变风量运行节能时，中小型风机应选用直流无刷电机。风机分布式串联要避免支路风机在过大正压下运行；选择调节幅度大、调节精度高的支路风机保证支路风机调节性能；并通过增大干管管径、主风机选用平坦型、支路风机选用陡峭型来提高管网的稳定性，系统稳定性用、Y1进行定量评价，值越小稳定性越好。末端控制可根据不同场合采用“客观控制法”、“主观控制法”、“主客观结合控制法”，系统热舒适通风控制可根据1XWttswn6.3得出相关控制参数，系统水力稳定性采用干管静压设定控制SOEER cp法。模拟与实验的结果表明：支路风机的调节能力与所处管道静压有关；基于干管设定静压控制法下的支路风机调节能力更稳定，系统风量能够吻合需求变化，各个支路风量更稳定；其中模拟过程中X1与Y1的值均小于4％，而实验过程中X1与Y1的值均小于9%。
　　动力分布式通风系统根据实际通风需求进行变风量运行，在保障室内空气品质的同时实现新风的高效利用，减小输配系统能耗，实现系统节能运行，为现代建筑的节能通风设计提供了新思路、新方法。

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1 绪 论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 课题的提出

1.4 课题主要研究内容与研究方法

2 现代建筑通风需求分析

2.1 室内空气品质与通风需求关系

2.2 动态卫生通风需求分析

2.3 过渡季节通风需求

2.4 本章小结

3 动力分布式通风系统节能性

3.1 动力分布式通风系统的节能潜力

3.2 动力分布式输配系统节能

3.3 风机节能

3.3 节约采暖空调能耗

3.4 本章小结

4 动力分布式通风系统水力特性

4.1 风机串联特性分析

4.2 可调性分析

4.3 稳定性分析

4.4 本章小结

5 动力分布式通风系统控制方法的提出与建立

5.1 动力分布式通风系统控制需求分析

5.2 控制方法现状

5.3 干管静压设定控制法

5.4 控制原理

5.5 干管静压设定控制系统的建立与实验验证

5.6 本章小结

6 基于干管静压设定控制法的系统性能模拟与实验验证

6.1 模拟与实验的目的

6.2 研究对象

6.3 模拟分析

6.4 实验验证

6.5 模拟与实验结果对比分析

6.6 本章小结

7 动力分布式通风系统设计方法

7.1 目的

7.2 系统的选择

7.3 通风量计算

7.4 风系统设计

7.5 自动控制

7.6 系统调试

7.7 案例分析

7.8 本章小结

8 结论与展望

8.1 结论

8.2 展望

致谢

参考文献

附录