浅谈空气处理机组风机变频控制的相关问题

　　对于应用于净化空调系统的空气处理机组,由于系统阻力变化基于节能或者控制方便的考虑,机组内风机经常会采取变频控制。笔者将针对风机变频控制的优劣以及常见的变频控制方式等问题展开讨论。

　　1 以具体实例分析变频控制的节能特性

　　以1台风量为50 000m3/h的组合空调机组为例,在运行过程中导致系统阻力变化的主要部件是过滤器。假设三级过滤器分别为:G4级初效过滤器,计重法90%,额定风量下初阻力约为60Pa;F9级高中效过滤器,比色法95%,额定风量下初阻力约为130Pa;H14级高效过滤器,MPPS法99.995%,额定风量下初阻力约为200Pa。当过滤器终阻力按2倍于初阻力考虑时,系统阻力变化范围应为(H+60Pa+130Pa+200Pa)~[H+2@(60Pa+130Pa+200Pa)]之间,即(H+390Pa)~(H+780Pa),系统阻力变化幅度$H=H+780-H-390=390Pa,其中H为系统内其他各部分阻力之和。此处需要说明的是,在工程实际中这三级过滤器一般是不可能同时达到终阻力的,但是在选型初期无法确定:更换末端高效过滤器时机组内的初效过滤器和中效过滤器是刚更换不久,还是也快要更换了。另一方面,如果机组内过滤器的终阻力设定较低,就会加快更换频率,而更换时机组的停机势必会影响生产。因此,有些工厂的运行维护工程师会将机组内过滤器的终阻力数值定得再高一些:例如设为初阻力的3倍,以延长过滤器的使用时间。前面假定的按终阻力2倍于初阻力计算并以此选择风机压头,是为了简化前提条件,便于下面的计算讨论。

　　如图1所示,机组采用变频风机,在运行初期或新更换过滤器后,由于系统阻力较低,风机降频工作,运行工况点为A(50 000,H+390);随着过滤器阻力升高,管网阻抗增大,管网曲线变得更加陡峭(由PC变化至PCc)。在此过程中,为保证系统风量恒定,风机开始逐渐升频,风机工作曲线由FC变化至FCc,运行工况点移至Ac(50 000,H+780)。

　　若空调机组内采用定频风机,由于风机是根据系统阻力最大时选择参数的,运行初期过滤器阻力较低,为保证风量恒定通常关小送风主管阀门的开度。在随后的运行期间,各级过滤器阻力逐渐升高,此时运行维护人员可以根据经验或者定期实测末端风口风量等方法来逐渐开大送风主管阀门的开度,以平衡系统阻力,使风量风压基本恒定。

　　对比这2种方式,前者的风机工况点在A至Ac之间变化,在此过程中风机大部分时间降频运行,风量恒定。由于机组内各级过滤器的更换频率受新风量、新风含尘浓度、机房卫生条件等多方面因素的影响较大,不易确定具体的更换周期,因此此处阻力变化按同末端高效过滤器一致考虑即系统风压变化按线性考虑呈逐渐升高趋势。而后者的风机工况点基本保持不变,风量风压可以按恒定考虑。