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1、摘要:本文研究一种正负可调的新风系统，通过三级过滤器处理空气，PM2.5 一次净化效率达到99.9%,使系统内的CO浓度、PM2.5浓度维持较低水平。可设2 置正负压场景、压力梯度等参数，实现压力调节。 关键词: 新风系统、自动控制、压力调节Design of a new air system with adjustable positive and negativepressureDAI JUN YU CHEN YU MING(BROAD CLEAN AIR TECHNOLOGY CHANG SHA HU NAN ZIP 410138)Abstract: This paper studies
2、 a positive and negative adjustable fresh air system, which processes air through three-stage filter, PM2.5 primary purification efficiency reaches 99.9%, making the CO2 and PM2 .5 in the system at a low level. Parameters such as positive and negative pressure scene and pressure gradient can be set
3、to realize the pressure adjustment.Key words: fresh air system, automatic control，pressure control0 引言一般的新风系统均采用正压方案，维持室内微正压保障室内的洁净度。负压 系统一般用于隔离病房，近年由于疫情的影响，负压系统有了特殊的应用场景； 隔离酒店、临时隔离场所也需要采用负压新风系统，防止污染物扩散和交叉感染1 控制系统本系统由集控器、新风设备和多个室内模块组成，系统PI图如图1所示:图1集控器负责控制新风设备、管理室内模块、显示运行工况。新风设备为新风 系统提供中央新风，集中排出各区域的回
4、风。室内模块安装在独立空间内，调节 所在区域的新风状况。2 控制部件2.1 集控器集控器基于 freeRTOS 设计，配置10 寸 IPS 触摸屏，通过 RS485 接口和蓝牙 模组和其他部件进行数据交互。可选择正压、负压工作场景，可设置多种压力区 域，以便在系统内形成压力梯度。通过 RS485 接口与新风设备进行通讯，可对风机进行启停、频率调节，消毒 模块开关等操作，查询新风设备的送风量、排风量、过滤器压差、送风回风空气 质量等工况和故障信息。与室内模块可选择 RS485 或者蓝牙进行通讯，满足不同的通讯需求。室内模 块需在集控器上进行注册，按区域分组管理。综合室内模块的反馈信息，集控器 对
5、送排风量进行微调以保证系统压力梯度同时兼顾节能。2.2 新风设备新风设备采用全新风设计，从室外引入新鲜空气，将室内污浊空气稀释排出 室外。主要由送风机、排风机、过滤器、消毒模块、传感器组构成，为保证内部 泄漏率符合要求，放弃热回收功能。送、排风机由变频器驱动，可独立变频、开关。风机选型需根据送风量、设 备的结构、过滤器阻力、管路系统综合计算。一般新风侧的阻力要大于排风侧， 送风机的选型要比排风机大。过滤器由粗效、亚高效、高效过滤器组成。粗效采用无纺布材质，过滤等级G4。亚高效可选配PP、玻纤材质，过滤等级H11。高效采用玻纤或PTFE材质， 过滤等级H13。三重过滤可保证整机PM2.5 次通过
6、净化率达到99.9%。排风侧配置有粗效过滤器和消毒模块。粗效可令消毒模块保持洁净，消毒模 块可选择紫外灯或者臭氧发生器。2.3 室内模块室内模块拥有两路010V模拟量输出和反馈检测，用于控制比例调节阀的 开度控制。配置有SPI通讯的高精度大气压力传感器，精度WlPa。配置有CO2传感器、PM2.5传感器等用于辅助集控器的自动调节。室内模块主要功能是调节室内工况。由送风阀开度调节新风量和空气质量。 由排风阀开度调节压力，让送风量和排风量保持一定比例，维持不同区域之间的 压力差。在负压模式下，优先保证压差。3.压力系统3.1 管路系统管路系统采用短风管、长路径原则。短风管原则是为降低造价、管道风阻
7、， 减少风管长度和数量。长路径指尽量延长新风路径，防止新风短路。新风的路径 越长，新风利用率越高。风口采用送排对应的方式布置，一般采用上送下回的方 式，气流方向与微粒沉降方向一致1。大面积区域可以安装多个风口。送、排 风口安装在相对较远的位置，保证新风路径有效；送风口远离门窗，避免新风短 路。3.2 压力梯度本文将以负压模式为例说明压力梯度的实现方法。负压系统是为了防止传染 扩散，在不同区域形成压力梯度，在区域之间设置有缓冲间。在病房之间、缓冲 间及公共区域之间的负压差要大于5Pa。在不同的分区之间形成有序的压力梯度, 保证空气在各区之间形成合理的定向流动，使污染物控制在污染区之内，从而保 证
8、清洁区不受污染2。在设计时要合理规划平面布置，确定合理的流程和区域 的相邻性，实现合理有序的压力梯度设置，使相邻区域的压差控制在10 Pa15 Pa较好，最低压差不应5 Pa,保障运行安全3。以图2为例简要说明压力梯度的规划。公共区域D设置设定与外界压差为 20Pa，区域A、B、C通过风量调节，又可形成不同的压差。区域ABC与区域D就 形成了负压关系，区域A、B、C之间也存在压力差，形成了压力梯度。图33.3影响压差的因素管路系统布局、长短会影响送排风的阻力，不同区域的空间大小、风口数量 会影响压力差的形成。对各区域所需要压力和风量进行合理规划是十分必要的。意外气流就是设计中不希望看到的气流，
9、主要指因围护结构的不严密形成的 泄露气流4。需将系统外的通风设备纳入系统之中，例如卫生间排风。封堵不 必要的管道、洞口，用密封胶条对门窗缝隙进行改造，提升区域密闭性。不同的过滤器阻力变化的差异很大。PP材质的过滤器初阻力小，终阻力也小, 但是PM2.5过滤效率会下降严重；玻纤材质过滤的初阻力大，终阻力的增加相对 较小；PTFE材质的过滤器，初阻力小，终阻力大；通过变频调节送风机、排风机 能维持压力差，减小过滤器阻力变化的影响。4 结论区域之间的压差值设置越大，抗扰动性能越好。但系统能耗也会相应增加， 需要平衡系统稳定和运行费用。在干扰少的系统送风口采用定风量风阀，调节排 风也可实现压差。干扰多的系统，可在排风管道上增加管道风机，更快捷的维持 压力梯度。5 参考文献1 龙洋波，邢哲理，温加怡，房电伟.可正负压切换隔离病房通风空调设计 探析J.制冷与空调(四川)，2019, 33 (01):44-48+61.2 余红英.辐射空调末端+新风系统的医院空调系统设计探讨J.制冷与空 调. 2020,20(11)：51-53+583 4蒋乃军.空气传播的传染病负压隔离病房设计要点J.洁净与空调技 术，2018(04):49-50.
