殷智海
北京建工土木工程有限公司，北京 100015
摘要：本文主要是提出了一种改进的CO2检测的新风量控制方法，此方法主要是通过检测回风CO2浓度值以及其当前的新风量来确定到实际的室内人数，然后依据ASHRAE62-2001Standard来确认到系统的新风量，与以前传统的CO2浓度检测法相比较该刚发具有了更好的室内空气品质。
关键词：新风量控制；空气品质；方针
1 基于CO2检测的新风控制方法的改进
室内污染物一般由人为因素产生的污染物和非人为因素产生的污染物构成,在衡量室内空气品质时必须要综合考虑。针对这两方面,ASHRAE62-2001Standard给出了最小新风量的确定标准。在这个标准中,最小新风量由每人最小新风量指标与每平方米地板所需的最小新风指标之和确定。DS=RPPDD+RBAB(1)式中:DS为设计的最小新风量(L/S);RP为每人所需的最小新风量(L/S);PD为室内人数(人);D为综合系数;RB为单位地板面积所需的最小新风量(L/S);AB为空调面积(m2)从式(1)中可以看出,最小新风量的设计有两部分构成:第一部分是人员部分,是用于稀释由室内人员来的污染物所需的新风量;第二部分是建筑物部分,是用于稀释室内一些建筑材料产生的污染物所需的新风量。也就是说,它是综合考虑人为产生的污染物和非人为产生的污染后得出的新风量。
2 新风量控制方法
2.1 风阀跟踪调节
通过安装在新风阀后的风速传感器测出风量，以此对新风阀和回风阀进行调节。设置高、低限温度传感器是为了控制经济新风运行，当低限温度传感器测出的温度高于设定的最小值时，新风量加大；当室外温度太高时，高限温度传感器使新风阀回到最小位置。当房间负荷减小，特别是人员减少时，送入房间的新风量可以随送风量的减少成比例减少，当达到最小新风量时，为了维持最小新风量不再减少，需要保持新、回风混合段中负压不变，因此新风阀将要不断开大，而回风阀将不断关小。设送风量为10000m3/h的变风量系统，设计新风比为20%，最小新风量为1000m3/h，当送风量变化时，新风阀和回风阀的开度和送风量的关系由于在最小新风量下的风速太低，使得测控精度难以保证。
2.2 通过控制送、回风机的风量也就间接地控制了新风量
对送、回风机的控制可以归纳为以下几种：
2.2.1 送回风机都用送风道静压进行控制。
控制方法简单，但只有在送、回风机特征和大小相同，运行中的工作情况也大致相同的条件下方可使用。如果送、回风机的特性不同，送排风量的平衡将会破坏，室内可能出现负压。
2.2.2 用送风道中出口动压控制回风机
送风机风量由系统静压点控制，回风机量则根据送风道中流量进行控制，能使送回风的负量变化互相协调，室内压力易于保持正常情况。
2.2.3 动压差法
在送风机出口和回风机入口设置流量测点，测出各自的流量，并保持固定的差值，一旦出现超差现象，则调节回风机以维持固定的风量差。
2.2.4 室内压力直接控制法
室内压力是协调送风机及回风机的主要依据，因此，最直接的控制方法就是根据室内静压相对于大气压的变化去控制回风机，送风机仍根据室内负荷变化进行单独控制。这种控制方法的一个难点在于，室内正压相当小，而且一幢建筑里的压力变化范围可能比室内外测带来了困难。室内外测压点的位置选择很重要。原则是：室内测压点应处于气流稳定、压力均衡的地方；室外测压点则应避开常年主导风向的影响。
2.3 设置独立的新风机
实现最小新风量控制的一种较为可靠的方法是设置独立的、具有平稳特性曲线的新风机，通过新风机，通过新风机入口处的风速传感器调节风阀，维持最小新风量。当采用这种控制时，可以不用回风机，或代之以排风机，这样控制起来更容易，也更稳定。这种方法的缺点是需要额外的新风管道，不适于改建工程。
2.4 机组混合段中静电控制
因为通过风阀的风量与风阀前后压差的平方根成正比，所以只要保持压力差不变，风量就能保持恒定。据此，在VAV系统中，不论送风量为多少，如果新开阀开度不变，过压力传感器调节回风阀开度，保证机组混合段中负压不变，就能保证最小新风量。一较完整的VAV新风控制系统，当温度传感器T2检测到室外空气度高于设定值t2时，经济新风阀DM1关闭，新风由固定最小新风阀DM2送入；送风量减小量，由压有效期传感器DP调节回风阀开度，维持静压箱中负压不变，从而保证最小新风量。
2.5 CO2浓度控制
有时新风负荷在空调负荷中所占比例很大。在保证室内空气品质条件下，尽可能减小新风量很有意义。在室内有害物主要是由人产生，肯人员变动率很大的商业建筑。如会议厅，公室等，可以通过测定CO2浓度对新风量进行实时控制，以减少新风量。
3 办公室新风控制仿真实验研究
为了验证控制方案的可靠性和可行性,本文针对一办公建筑建立了仿真模型,该模型以TRNSYS仿真软件为平台,编写了办公建筑、空调风系统以及采用DDC控制器的控制系统等仿真程序。
3.1 空调区域人数检测的验证
根据新风优化控制方案可知,能否实现对新风量的良好控制,关键在于室内人员的实时检测。只有准确估计室内的真实人数,才能确定出合理的新风量。因此,本文首先对室内人数的检测进行了仿真验证。通过检测室内CO2浓度值及系统新风量,由动态质量平衡方程计算出的室内人员的变化情况。在开始的一段时间内,检测值有一定的延迟,但系统稳定后,检测人员与室内真实人员就有着相同的变化趋势,而且延迟时间也不超过10min,振荡偏差在5%以内。所以,其控制精度可以满足新风优化控制方案的要求。
3.2 实验方案
本次仿真实验采用以下两种新风控制方案对新风量进行控制:(1)方案A:CO2浓度监测法。通过控制室内CO2浓度,使用PID控制器来控制系统的新风量。关于室内CO2浓度的设定值,各个国家也都给出了相应的标准,根据我们国家的通风标准,以及郑州地区的具体气象资料,本文以1000(10-6)作为室内CO2浓度体积分数的设定值。(2)方案B:改进的CO2浓度监测法。通过检测室内CO2浓度值的变化以及新风量的变化,由动态质量平衡方程得出室内人员的变化情况,按照ASHRAE62-2001Standard规定的最小通风标准,得出当前时刻室内所需要的最小新风量。依据办公室新风标准,平均每人所需要的新风量取30m3/h,单位面积所需要的新风量取2.5m3/h,综合因数取1。
3.3 结果分析
不同新风控制方案下,送入室内新风量的变化情况。在室内人员负荷较不同控制案下的新风量大时,方案B送入室内的新风量最多,而方案A送入室内的新风量明显小很多,尤其是在12点至14点,以及18点至20点之间,系统的新风量降到了最低点。在不同新风控制方案下室内CO2浓度值的变化情况。方案B下,室内CO2浓度值大部分时间内都在900(10-6)左右变化,而在午餐时间以及晚餐时间,室内CO2浓度值降到了500(10-6)。相比较而言,方案A下,室内的CO2浓度值要偏高一些,但只有在开机的一段时间内,CO2浓度值要高于1000(10-6),其他大部分时间内都要比这个值低,尤其在午餐以及晚餐的时间段内,室内CO2浓度值降到了600(10-6)不同控制方案下的室内CO2浓度值不同。
4 结束语
由上可知，CO2浓度检测法能有效消除到人为因素和非人为因素所造成的污染物。改进之后的CO2浓度检测法能更真实的反映出室内人员变化的具体情况，同时会依据室内人员的变化适当改变到系统的新风量。
参考文献
[1]李岩,方连娣.基于改进HOG特征的集装箱锁孔检测和定位方法[J].渭南师范学院学报,2020(2).