在低碳、节能、可持续性发展等大的主题背景下,实验室的节能显得尤为重要。因为实验室需要通过大风量的排风带走一些挥发试剂来保证实验环境的安全,当然实验室内部涉及到排风设备也同样需要与之匹配的排风量来达到使用要求。现在常用的形式之一就是通风柜上采用变风量控制系统,及排风系统采用变频控制来实现排风量的可控。
01
通风柜VAV控制系统说明
通风柜VAV变风量控制说明
通风柜变风量控制系统:包含通风柜监控器、控制器集成模块、位移传感器、面风速传感器等;采用位移检测和流量检测或者面风速检测双传感方式对通风柜面风速进行控制。
1)首先通过位移传感器检测排风柜调节门开度变化,控制排风柜排风量,保持排风柜面风速在设定值。
2)当调节门位置不变后,流量传感器或者面风速实测流量或者面风速,进行精确微调。
3)数字式显示面板,实时的显示当前的面风速值以及所有测试参数;
4)通风柜具有面风速过低报警;
5)通风柜具有待机运行按键,当通风柜不使用时,可进行风量切换至待机运行,降低能耗;
6)通风柜具有最大排风按键,紧急状况下可进行风量切换至最大排风运行,保障实验室安全;
02
通风控制系统说明
通风系统变频控制说明
采用定静压控制方法,在通风柜排风管道上设置管道静压传感器,静压控制器计算加权静压,根据通风柜实际使用需求,控制变频器调节风机转速,从而调节实际排风量达到节能目的。
03
通过计算得到以下结论
如下结论
1、一套12000m³/h风量的排风系统,视窗高度500mm操作面下,如果把通风柜的面风速从0.5m/s降到0.3m/s,带走的经过温度处理的室内新风每年所能节约的费用可以达到约2.8万~4万;如果无人操作下,视窗降到最低保证最小排风量,带走的经过温度处理的室内新风每年所能节约的费用可以达到约5.9万~8.5万;相应不同的排风量对应的新风量所节约的费用,可以依照此数据等比例折算。
2、通过变频系统控制排风及通风柜上采用VAV控制系统,是一种有效的控制形式,可以达到节能减排的目的。
04
以一套带8台通风柜设备的排风系统为例模拟计算
排风系统相关参数
排风量≥12000m3/h,全压≥1300PA,380V-3Phs-50HZ-7.5KW;
通风柜三种不同工况
模拟计算如下
(1)夏季
北京室外状态点参数
干球温度:33.5℃,湿球温度:26.4℃,焓值82.9kj/kg
北京室内状态点参数(23℃,50%)
干球温度:23℃,湿球温度:16.2℃,焓值45.8kj/kg
排风机三种工况排风量分别为:工况一12000m3/h;工况二7200 m3/h;工况三2000 m3/h。
假设室内绝对压差为0Pa,即新风量等于排风量。
工况一与工况二相比较:
节约冷负荷为:(12000-7200)*(82.9-45.8)*1.2/3600=60KW
工况一与工况三相比较:
节约冷负荷为:(12000-2000)*(82.9-45.8)*1.2/3600=124KW
(2)冬季:
北京室外状态点参数
干球温度:-9.9℃,湿球温度:-11.5℃,焓值-8.3kj/kg
北京热盘管出风状态点参数
干球温度:25℃,湿球温度:9℃,焓值27kj/kg
北京室内状态点参数(23℃,50%)
干球温度:23℃,湿球温度:16.2℃,焓值45.3kj/kg
(3)排风机三种工况排风量分别为:工况一12000m3/h;工况二7200 m3/h;工况三2000 m3/h。
假设室内绝对压差为0Pa,即新风量等于排风量。
工况一与工况二相比较:
节约热负荷为:(12000-7200)*(27+8.3)*1.2/3600=57KW
工况一与工况三相比较:
节约热负荷为:(12000-2000)*(27+8.3)*1.2/3600=118KW
综上一年节约电量为(每天运行8H,cop取3.2,过渡季节取夏季一半考虑,一年工作天数考虑250天扣除节假日和周末):
工况一与工况二相比较需要的新风量为:
(60/3.2*8*90+60/3.2*8*180/2+57/3.2*8*90)/365*250=27277KWH
工况一与工况三相比较需要的新风量为:
(124/3.2*8*90+124/3.2*8*180/2+118/3.2*8*90)/365*250=56404KWH
按照每度电收费单价1.5元/度计算一年总费用为:
工况一与工况二相比较一年节约费用为:27277*1.5=40915.5元;
工况一与工况三相比较一年节约费用为:56404*1.5=84606元。
(4)如果按照常规70%补风计算的话,
按照每度电收费单价1.5元/度计算一年总费用为:
工况一与工况二相比较一年节约费用为:40915.5*0.7=28640.85元;
工况一与工况三相比较一年节约费用为:84606*0.7=59224.2元。
(注:此节能方案是考虑房间新风与排风同时变化的情况下,新风所能节约的电量。排风机仅节约变频风机的电量。不考虑除湿加湿)。