浓度自动调节的建筑风道过滤装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种根据室外PM2.5浓度自动调节的建筑风道过滤装置，属于建筑机械通风领域。该装置包括在建筑风道进风端与出风端之间设置并联的粗效过滤通道和高效过滤通道，室外颗粒物传感器总送风机及室内颗粒物传感器，粗效过滤通道由粗效过滤器，粗效通道气阀组成，该高效过滤通道由粗效过滤器，高效通道高中效过滤器，高效通道气阀，辅助风机组成，还包括连接在粗效过滤器两端的第一压差传感器和连接在粗效过滤器进口端和高中效过滤器出口端的第二压差传感器；以及带有可视化触摸屏的可编程逻辑控制器电气连接。本发明装置可保证过滤效率和装置运行安全。适合应用于大型公共建筑通风系统过滤单元的改造。
【专利说明】—种根据室外PM2 5浓度自动调节的建筑风道过滤装置
【技术领域】
[0001]本发明属于公共建筑新风通风领域，特别涉及一种根据室外PM2.5浓度自动调节的建筑风道过滤装置。
【背景技术】
[0002]室内空气品质显著影响人们的健康、舒适和工作效率，越来越受到人们的关注。在长时间密闭的建筑内部，空气品质不断下降。通入室外新风能够为室内提供氧气并稀释室内污染物浓度高的空气，是改善室内空气品质的重要手段。而我国室外大气中的细颗粒物(PM2 5)浓度较闻，引入新风又将导致室内颗粒物浓度过闻，从而造成室内空气品质低劣。在现有使用中央空调系统的大型公共建筑中，常用的防止室外PM2.5的方法是在新风和回风混合后通过粗效过滤器除去pm2.5。然而粗效过滤器对于pm2.5的过滤效率低下(小于10% )，因此针对现有建筑的通风系统，改进风道过滤装置使之能够有效且低能耗地过滤PM2.5是一个亟待解决的问题。
[0003]无论对于中央空调系统还是新风机组，目前常用的改进方法就是在原有的粗效过滤器后安装各级更加高效率的过滤器来除去PM2.5，同时为了保证原有的新风量，还需要更换更大功率的风机或者增加辅助风机。由于高中效过滤器和更大功率风机的长时间持续使用，该改进方案的缺点是带来了风机能耗的显著增加和高中效过滤器的频繁更换，进而大大增加建筑能耗和维护费用，同时带来能源和资源的浪费。而对于一些新的除尘方法，例如静电除尘技术，其设备庞大且需要高压整流设备，因此对于现有风道系统改动较大，同时设备相对一般过滤器更为复杂，对于安装和后期维护要求较高，使得改造的整体成本过高。另外静电除尘的过滤效率受到粉尘比电阻的显著影响，因此不能很好地应对室外颗粒物浓度和成分不断变化的情况。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为克服现有建筑通风系统不能有效且低能耗地过滤去PM2.5的问题，提出一种根据室外PM2.5浓度自动调节的建筑风道过滤装置，本装置使用传感器根据室外PM2.5浓度的情况，自动调节风道的使用，获得洁净的新风，且具有节能、高效的特点。
[0005]本发明提出的一种根据室外PM2.5浓度自动调节的建筑风道过滤装置，其特征在于，该装置包括:在建筑风道进风端与出风端之间设置并联的粗效过滤通道和高效过滤通道，在建筑风道进风端口设置室外颗粒物传感器，在建筑风道出风端口设置总送风机及室内颗粒物传感器，该粗效过滤通道由粗效过滤器，粗效通道气阀组成，该高效过滤通道由粗效过滤器，高效通道高中效过滤器，高效通道气阀，辅助风机组成，该装置还包括连接在粗效过滤器两端的第一压差传感器和连接在粗效过滤器进口端和高中效过滤器出口端的第二压差传感器；所述的总送风机、粗效通道气阀、高效通道气阀，辅助风机、第一压差传感器和第二压差传感器均与建筑物控制室内的带有可视化触摸屏的可编程逻辑控制器电气连接。
[0006]本发明的特点及有益效果:
[0007]本发明的室外颗粒物传感器通过额定功率风扇采样，背风置于新风回风混合后粗效和高效过滤通道前的管道内；所述室内颗粒物传感器通过额定功率风扇采样，背风置于粗效和高效过滤通道后其余新风处理单元前的管道内；所述两个颗粒物传感器将信号发送至可编程逻辑控制器(PLC)，通过设定的控制逻辑来控制气阀和风机的运行。
[0008]本发明提出的根据室外PM2.5浓度自动调节的建筑风道过滤装置，可根据室外空气的PM2.5浓度，通过颗粒物传感器控制进风在高效和粗效风道中进行选择，并根据进出口PM2.5浓度的情况判断过滤器的使用情况，同时通过压差传感器监测过滤器两端压力差，当压力差过大时提示更换过滤器，保证过滤效率和装置运行安全。
[0009]本发明装置特别适合应用于大型公共建筑通风系统过滤单元的改造。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明提出的根据室外PM2.5浓度自动调节的建筑风道过滤装置的结构示意图。
[0011]图1中，I是室外颗粒物传感器，2是粗效通道粗效过滤器，3是粗效通道气阀，4是高效通道粗效过滤器，5是高效通道高中效过滤器，6是高效通道气阀，7是辅助风机，8是总送风机，9是室内颗粒物传感器，10是新风出口，11是可编程逻辑控制器(PLC)，12是可视化触摸屏，13是粗效通道压差传感器，14是高效通道压差传感器。
【具体实施方式】
[0012]本发明提出的根据室外PM2.5浓度自动调节的建筑风道过滤装置，其结构如图1所示，该装置包括:在建筑风道进风端与出风端之间设置并联的粗效过滤通道和高效过滤通道，在建筑风道进风端口(新风和回风进口)设置室外颗粒物传感器1，在建筑风道出风端口设置总送风机8(总送风机8的出口为新风出口 10)及室内颗粒物传感器9，该粗效过滤通道由粗效过滤器2，粗效通道气阀3组成，该高效过滤通道由粗效过滤器4，高效通道高中效过滤器5，高效通道气阀6，辅助风机7组成，该装置还包括连接在粗效过滤器2两端的第一压差传感器14和连接在粗效过滤器4进口端和高中效过滤器5出口端的第二压差传感器13 ;所述的总送风机8、粗效通道气阀3、高效通道气阀6，辅助风机7、第一压差传感器和第二压差传感器均与建筑物控制室内的带有可视化触摸屏12的可编程逻辑控制器(PLC)Il电气连接。
[0013]上述装置中，新风和回风混合后通过管道接入并联的高效过滤通道和粗效过滤通道，最终通过管道汇流由总送风机8带动空气运动。可编程逻辑控制器通过室外颗粒物传感器I测量的室外PM2.5浓度进行预判并选择粗效或者高效过滤通道，经过过滤通道后通过室内颗粒物传感器9再次测量的PM2.5浓度计算相应通道过滤器的效率，并将效率参数反馈至室外预判的公式中，参与风道的选择；通过反馈的该过滤器效率值和对应通道压差传感器返回的压差数值，表征相应通道过滤器运行的情况，判断是否需要更换相应过滤器。
[0014]本发明装置的一个实施例中，使用的可编程逻辑控制器(PLC)是由DELTA公司生产、型号为DVP-14SS的产品；使用的可视化触摸屏可以使用由北京昆仑通态自动化软件科技有限公司生产、型号为TPC7062KD的产品；使用的颗粒物传感器可以是由北京广精深环保科技有限公司生产、型号为0129的产品；使用的粗效过滤器和高中效过滤器是由北京广精深环保科技有限公司生产、型号分别为0082和0228的产品；使用的总送风风机和辅助送风风机是由北京环都人工环境科技有限公司生产、型号分别为HF-150和HF-16TC ；使用的粗效通道气阀和高效通道气阀是由上海锦江暖通设备有限公司生产、型号都为MJ-11-2 (250*250);两个压差传感器都为Honeywell公司生产、型号都是为DPS2500A。
[0015]以下结合附图，详细说明本发明自动调节系统的工作过程:
[0016]新风和回风混合后通过管道接入并联的高效过滤通道和粗效过滤通道，最终通过管道汇流由总送风机带动空气运动。在粗效和高效过滤通道并联的入口端和出口端分别背风放置室外颗粒物传感器和室内颗粒物传感器。新风和回风混合后流经室外颗粒物传感器I，通过传感器检测室外PM2.5浓度的数值C1传输到可编程逻辑控制器(PLC) 11，并显示于可视化触摸屏12，同时根据理论粗效过滤通道过滤效率H1和期望的室内PM2.5浓度Ctl计算粗效过滤通道能够有效处理的最大室外PM2.5浓度，该值和室外PM2.5浓度的数值C1进行比较，通过可编程逻辑控制器(PLC) 11根据设定条件判断并发送信号控制粗效通道气阀3、高效通道气阀6和辅助风机7的开闭，确定选择高效或者粗效过滤通道。经过过滤通道后，新风流经室内颗粒物传感器2，通过传感器检测室内PM2.5浓度的数值C2传输到可编程逻辑控制器(PLC) 11，并显示于可视化触摸屏12，并通过C1和C2计算过滤通道实际效率(粗效为Π/，高效为Π 2’)，显示于可编程逻辑控制器(PLC) 11，并将该值返回到判断逻辑中代替理论过滤通道过滤效率(粗效为H1，高效为Π2)，用于之后室外新风流经室外颗粒物传感器I时候的预判参数。同时当装置在某一通道使用的情况下稳定运行时，返回压差传感器13和14的信号，显示于可视化触摸屏12上，结合实时计算得到的过滤器效率数值，判断过滤器是否需要更换，并在可编程逻辑控制器(PLC) 11上显示相应的判断结果。其中为确保装置稳定运行，浓度判断时设置±10μ g/m3的浓度回差，防止风道过于频繁的切换。
[0017]上述过程实现可根据实际需求确定判断条件，设定控制逻辑，采用常规的编程技术编制计算及控制程序，并事先存储在可编程逻辑控制器(PLC)中。
[0018]实际应用中的高效过滤通道使用的高效过滤技术可以有多种方案。例如使用中高效过滤器、使用静电除尘技术等。
【权利要求】
1.一种根据室外PM2.5浓度自动调节的建筑风道过滤装置，其特征在于，该装置包括:在建筑风道进风端与出风端之间设置并联的粗效过滤通道和高效过滤通道，在建筑风道进风端口设置室外颗粒物传感器，在建筑风道出风端口设置总送风机及室内颗粒物传感器，该粗效过滤通道由粗效过滤器，粗效通道气阀组成，该高效过滤通道由粗效过滤器，高效通道高中效过滤器，高效通道气阀，辅助风机组成，该装置还包括连接在粗效过滤器两端的第一压差传感器和连接在粗效过滤器进口端和高中效过滤器出口端的第二压差传感器；所述的总送风机、粗效通道气阀、高效通道气阀，辅助风机、第一压差传感器和第二压差传感器均与建筑物控制室内的带有可视化触摸屏的可编程逻辑控制器电气连接。
2.如权利要求1所述装置，其特征在于，在所述建筑风道进风端口的新风和回风混合后通过管道接入并联的高效过滤通道和粗效过滤通道，最终通过管道汇流由总送风机带动空气运动；可编程逻辑控制器通过室外颗粒物传感器测量的室外PM2.5浓度进行预判并选择粗效或者高效过滤通道，经过过滤通道后通过室内颗粒物传感器再次测量的PM2.5浓度计算相应通道过滤器的效率，并将效率参数反馈至室外预判的公式中，参与风道的选择；通过反馈的该过滤器效率值和对应通道压差传感器返回的压差数值，表征相应通道过滤器运行的情况，判断是否需要更换相应过滤器。
【文档编号】F24F13/28GK104296362SQ201410528492
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】刘效辰, 莫金汉, 张寅平, 黎佳林 申请人:清华大学, 北京广精深环保科技有限公司