一種新型風機牆風機組合結構的製作方法
2023-05-12 23:55:42
本實用新型屬於地鐵空調領域，尤其涉及一種地鐵站用嵌入式空調系統風機牆新型風機組合結構。
背景技術：
風機牆主要應用於地鐵站嵌入式蒸發冷卻空調系統，主要包括離心風機、止回閥、防火閥和接線盒等主要零部件組成，採用模塊化設計，一般嵌入安裝於新排風道間的牆體上，通過控制風機牆上的風機來調節從新風道引入的補風量，在空調系統運行時對蒸發冷凝器進行自適應補風，確保系統穩定運行。
由於風機牆對地鐵站嵌入式空調系統的冷凝壓力穩定至關重要，目前已應用的新型嵌入式空調系統採用的為可無級調節運行轉速的EC風機，如圖1所示。該風機內置智能控制模塊的直流無刷式電機，自帶熱保護，預留0-10V的外接調速信號輸入接口，外部可通過給定0-10V直流電壓實現風機0-100％無級調速。對於嵌入式空調系統來說，通過同時調節風機牆的EC風機轉速，實現補風量的無級調節，直接影響到空調系統的冷凝壓力變化，控制系統通過監測各空調系統冷凝壓力狀態再輸出0-10V對EC風機進行調速，響應空調系統冷凝壓力變化。
由於嵌入式空調系統對補風量需求比較大，所以通常地鐵站一端的空調系統需用風機牆的風機數量達到十幾個，功率可達幾十千瓦，對於提高整個地鐵空調的能效比，降低空調系統的耗電量，風機牆需要無級調節也是勢在必行。
但市面上的EC風機一般都比較昂貴，相比較傳統有級調節的AC風機，單個風機高出一千多的費用，如果算上整個空調系統的風機牆所用的全部風機，則整體造價會高出兩萬元左右，制約了新型嵌入式空調系統的應用。
為改變這一現狀，嘗試過的方案為將風機牆所有風機由AC風機替代EC風機，AC風機為普通的離心風機，通過主電源通斷實現風機的啟停，故當調節風機牆補風量時，需將風機牆的AC風機分為數組，如圖2所示，共15個風機，分為5組，每組3個AC風機，實際在調速時，通過逐步增加運行的風機組數和逐步減少運行的風機組數來達到風量調節的目的，在實際應用過程中，因此種調節方式過於粗糙，造成空調系統的冷凝壓力控制精度大打折扣，不利於整個系統的穩定運行，對於地鐵站用的空調系統高穩定和可靠的要求來說，存在一定的風險，因此有必要再作進一步的改進。
技術實現要素：
本實用新型的目的旨在提供一種成本較低，控制精度較高的風機牆風機組合，以克服以上現有技術中的不足之處。
一種新型風機牆風機組合結構，包括在風機牆上並排設置若干風機組，且風機組的組數可被均分量化，每個風機組包括個數相等的風機，至少有一風機組可實現無級調節，其餘風機組為有級調節。
為了使風機控制精度更高，必須在保證風機牆風機組的線性無級調節的同時，還需控制其實施方案的成本要相對低，從這一角度出發，我們考慮採用小部分EC風機+大部分的AC風機組合或全部採用AC風機的組合，但需新型的控制方法。
進一步地，至少有一風機組的風機均為可實現0-100％功率無級調節的EC風機，其餘風機組均為有級調節的AC風機。
進一步地，風機組的組數為5組，每組風機數為3個，且有1組風機組的風機均為EC風機，其餘4組風機組的風機均為AC風機。
進一步地，風機組的風機均為AC風機，且至少有一組風機組採用變頻器進行無級調節。
進一步地，風機組的組數為5組，且每組風機數為3個。
本實用新型中，所述的新型風機牆組合結構是利用建模方法對進行控制，所述建模方法包括如下：
將一整體分N等份，則每等份佔總量的且其中的一等分為可調節並量化到0～100％，其餘等分為固定的不可變化，其中N為正整數；
當需求為總量的則將可量化的那一等分進行對應需求滿足；
當需求在總量的時，則直接將其餘等分的其中一等分來滿足，同時可量化的那一等分需將其降為0即可；
當需求為總量的時，則直接調節可量化那一等分，且結合其餘等分的其中一等分來滿足；
當需求為總量的時，則直接調節可量化那一等分，且結合其餘等分的其中二等分來滿足；
當需求為總量的時，則直接調節可量化那一等分，且結合其餘等分的其中三等分來滿足；
當需求為總量的時，則直接調節可量化那一等分，且結合其餘等分的其中四等分來滿足。
在數學建模中，所謂比例調節或無級調節，是需要多少的百分比時，執行機構能夠響應對應的百分比輸出，根據這一定義，將某物體分幾等份，例如五等分，則每等份佔總量的20％，將這五等分這樣區分，其中的某一等分為可調節並量化0-100％，其他四等分為固定的不可變化。當需求0-20％，則可以將可量化的那一等分進行對應需求滿足，而當需求在20％時，則可以直接將剩下的其他四等分的其中一種來滿足，同時可量化的那一等分需將其降為0即可，當需求在20～40％時，則直接調節可量化那一等分即可，其他需求區間時可依次類推，可以知道這樣組合和調節方法完全可以實現整個需求0-100％無級調節目的。
進一步地，新型風機牆風機控制方法包括如下：
在風機牆上並排設置5組風機組，每組風機組設置3個風機，且每個風機風量相同；
第1組風機組的3個風機選用可0-100％無級調節的EC風機，剩下4組風機組12個風機選用為僅可有級啟停的AC風機；
在補風量需求為總量的0-20％範圍時，開啟風機牆第1組的3個EC風機，同時0-100％進行無級調節；
當補風量需求在總量的20％～40％範圍時，第1組的3個EC風機組繼續從零開始0-100％無級調節，此時再開啟第2組AC風機即可。
當補風量需求在總量的40％～60％範圍時，第1組的3個EC風機組繼續從零開始0-100％無級調節，此時再開啟第3組AC風機即可。
當補風量需求在總量的60％～80％範圍時，第1組的3個EC風機組繼續從零開始0-100％無級調節，此時再開啟第4組AC風機即可。
進一步地，新型風機牆風機控制方法，包括如下：
在風機牆上並排設置5組風機組，每組風機組設置3個風機，且每個風機風量相同，且設置所有風機採用AC風機；
第1組風機組的3個AC風機共用一個變頻器進行無級調節；
在補風量需求為總量的0-20％範圍時，開啟風機牆第1組的3個AC風機用變頻器進行調節；
當需求在總量的40～60％範圍時，結合第1組風機組再開啟一組AC風機。
當需求在總量的60～80％範圍時，結合第1組風機組再開啟二組AC風機。
當需求在總量的80～100％範圍時，結合第1組風機組再開啟三組AC風機。
當需求在總量的100～120％範圍時，結合第1組風機組再開啟四組AC風機。
與現有技術相比，本實用新型簡單有效，通過巧妙的組合即結構可避免因風機牆全部採用EC風機帶來的成本過高問題或因全部採用AC風機進行有級調節帶來的控制精度過大問題。
附圖說明
圖1為風機牆全部採用EC風機的組合圖；
圖2為風機牆全部採用AC風機的組合圖；
圖3為風機牆EC和AC風機混合的組合圖；
圖4為第一實施例的控制效果圖；
圖5為第二實施例的控制效果圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
第一實施例
參見圖3和圖4，將風機牆15個風機分為5組，每個風機要求選型時風量相同，最上面的3個風機選用可0-100％無級調節的EC風機，剩下的12個風機按3個為一組共4組，選用為僅可有級啟停的AC風機。在補風量需求0-20％範圍時，開啟風機牆最上面的3個EC風機，同時0-100％進行無級調節，當補風量需求在20％～40％範圍時，最上面的3個EC風機組繼續從零開始0-100％無級調節，此時再開啟第2組AC風機即可，依次類推，實現如圖4所示的控制效果，實現風機牆的功率輸出與補風量成正比線性關係。
第二實施例
參見圖2和圖5，如第一實施例一樣，將風機牆15個風機分為5組，不同之處在於這次全部採用AC風機，最上面的3個風機作為第1組，共用一個變頻器進行無級調節，因避免低頻電機發熱易燒毀問題，風機的調節範圍只能為30Hz～50Hz，即第一組風機組的風量調節範圍為60～100％，在補風量需求0-20％範圍時，開啟風機牆最上面的3個AC風機用變頻器進行調節，此時風機牆功率在12％～20％範圍無級調節，需求在20～40％範圍時，此時因第一組風機不能滿足風量需求，需再開啟一組有級AC風機，此時風機牆功率在32％～40％範圍內無級調節，依次類推，實現如圖5所示的控制效果。從此圖可以看到，風機牆的功率輸出與補風量不成正比線性關係，是一種階梯級的線性關係，在精度需求不太高的場合，不失為一種很好應用。