近年來，地下車庫的建設(shè)項目迅速增加。地下車庫的通風(fēng)排煙系統(tǒng)通常采用定風(fēng)量通風(fēng)排煙系統(tǒng)。根據(jù)《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》(GB50067-97)，排煙風(fēng)機的排煙量應(yīng)按換氣次數(shù)不小于6次/h計算確定。

　　摘要 本文分析了地下車庫定風(fēng)量通風(fēng)系統(tǒng)和簡單變風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)缺點;闡述了地下車庫通風(fēng)變頻調(diào)節(jié)的原理;說明了變頻調(diào)節(jié)應(yīng)用于地下車庫通風(fēng)的具體方法;介紹了變頻調(diào)節(jié)應(yīng)用的具體工程實例。

　　關(guān)鍵詞 評中級工程師條件,地下車庫,通風(fēng)排煙系統(tǒng),定風(fēng)量,變風(fēng)量,變頻調(diào)節(jié),節(jié)能

　　1 引言

　　設(shè)計者往往按以上規(guī)定確定車庫的排煙量，并采用單風(fēng)機單風(fēng)道系統(tǒng)，即把排風(fēng)和排煙系統(tǒng)合用，平時排風(fēng)量與火災(zāi)時排煙量相同。這種做法，具有系統(tǒng)簡單、初期投資少的優(yōu)點，但卻往往不能根據(jù)車庫具體情況對其通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制，有時不能滿足車庫內(nèi)的空氣品質(zhì)要求，也不節(jié)能。

　　目前，一些地下車庫采用了簡單變風(fēng)量調(diào)節(jié)方法，主要有間歇控制法和雙速風(fēng)機法。前者根據(jù)不同時段出入地下車庫車輛數(shù)的變化，來確定開啟或關(guān)閉風(fēng)機。當(dāng)車庫內(nèi)汽車出入頻繁時，開啟風(fēng)機，反之，關(guān)閉風(fēng)機。后者則是采用雙速風(fēng)機，當(dāng)車庫內(nèi)汽車出入頻繁時，開啟風(fēng)機的高速擋，反之，開啟風(fēng)機的低速擋。但是，這兩種控制方法都過于簡單，不能很好地改善地下車庫內(nèi)的空氣品質(zhì)，也不能最大限度地節(jié)能。

　　隨著科技的發(fā)展，變頻技術(shù)在暖通空調(diào)行業(yè)中得到應(yīng)用，使地下車庫通風(fēng)排煙系統(tǒng)克服上述缺點成為可能。

　　2 風(fēng)機變頻調(diào)節(jié)的原理

　　由流體力學(xué)知識可知，風(fēng)機的風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比，壓頭與轉(zhuǎn)速的2次方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的3次方成正比。改變轉(zhuǎn)速，風(fēng)機的風(fēng)量、壓頭和軸功率也隨之改變。而電機轉(zhuǎn)速與輸入頻率成正比，改變頻率就能改變電機轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到風(fēng)機調(diào)節(jié)的目的。當(dāng)風(fēng)機風(fēng)量為原來的75%時，風(fēng)機消耗功率僅為原來的42.2%，節(jié)能57.8%。而用閥門調(diào)節(jié)時，僅節(jié)能5%左右。因此，地下車庫采用風(fēng)機變頻調(diào)節(jié)技術(shù)，節(jié)能效果顯著。

　　而且，對風(fēng)機進(jìn)行變頻控制，還可以實現(xiàn)風(fēng)機電機的軟啟動、軟停機，減小電流對電機的沖擊以及設(shè)備的振動、噪聲和磨損，延長設(shè)備的使用壽命，并減小對電網(wǎng)的沖擊，提高系統(tǒng)的可靠性。

　　3 應(yīng)用風(fēng)機變頻調(diào)節(jié)的設(shè)計方案

　　地下車庫通風(fēng)的主要目的是排除和稀釋汽車排放的有害物質(zhì)，主要有CO、HC及NOX等。測試表明，在低速狀態(tài)下，以上污染物發(fā)散量的體積比分別為 7：1.5：0.2。由此可見，只要把CO的濃度稀釋到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的濃度，其他污染物的濃度也能滿足衛(wèi)生要求。對于地下車庫來說，汽車出入地下車庫的情況往往隨時間的不同而變化，其所需通風(fēng)量也相應(yīng)不同。根據(jù)特征和用途，各種性質(zhì)的地下停車場停車情況也有很大的區(qū)別。一般地，商務(wù)、辦公大樓地下車庫，上下班時間段內(nèi)是汽車出入車庫的高峰時期，也是汽車污染物排放的高峰時期，此時，為排除和稀釋汽車排放的有害物質(zhì)，車庫需要通風(fēng)量就多些;而在其他時間里，需要的通風(fēng)量會少些。

　　采用風(fēng)機變頻調(diào)節(jié)的通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)道與單風(fēng)道單風(fēng)機系統(tǒng)完全相同，排風(fēng)機采用高溫消防排煙風(fēng)機，平時排風(fēng)，火災(zāi)時排煙，風(fēng)機風(fēng)量按換氣次數(shù)不小于6次/h選取。圖1為風(fēng)機變頻調(diào)節(jié)原理圖。在排風(fēng)機進(jìn)口前的風(fēng)道內(nèi)安裝一個CO傳感器，測得車庫內(nèi)實時CO的濃度

　　后，反饋給中央控制器PCD。通過與設(shè)定值的比較，PCD發(fā)出指令，指示變頻器對風(fēng)機實行變頻調(diào)速，改變風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，從而改變風(fēng)機的風(fēng)量，使其與實際需要的通風(fēng)量相匹配。同時，

　　圖1風(fēng)機變頻調(diào)節(jié)原理圖

　　送風(fēng)機PCD對送風(fēng)機變頻器發(fā)出指令，改變送風(fēng)機的風(fēng)量，使其始終占排風(fēng)機風(fēng)量的80%-85%，以保持車庫內(nèi)有一定的負(fù)壓。系統(tǒng)的CO濃度設(shè)定值對于不同使用性質(zhì)和用途的地下車庫有不同的規(guī)律性，需要在運行管理過程中進(jìn)行觀察和調(diào)試，才能達(dá)到理想的效果。在車庫發(fā)生火災(zāi)煙氣被排除后，要及時檢查和更換 CO傳感器，以保證系統(tǒng)能重新正常運行。

　　4 工程實例

　　某辦公樓地下車庫，面積為2000m²，層高為3m，設(shè)計停車量為60 輛。原設(shè)計通風(fēng)系統(tǒng)，排風(fēng)機風(fēng)量按6次/h換氣次數(shù)計算，為36000m³/h，壓頭為700Pa，電機功率為11kW;送風(fēng)機風(fēng)量按5次/h換氣次數(shù)計算，為30000m³/h，壓頭為550Pa，電機功率為7.5kW。原設(shè)計系統(tǒng)按定風(fēng)量運行。

　　系統(tǒng)投入運行后發(fā)現(xiàn)，由于車庫的形狀不規(guī)則及車道布置的不合理，使得各車道上的車流量分布很不均勻，從而導(dǎo)致各車道上方的CO濃度有很大差異;同時各時段里車庫內(nèi)各車道上方的CO濃度也不同。在每天的大部分時間里，車庫內(nèi)進(jìn)出的車輛較少，所需的通風(fēng)量也較少。在上、下班時間段里，車庫進(jìn)出的車輛最多，車庫所需的通風(fēng)量最大。在這種情況下，系統(tǒng)定風(fēng)量運行，每天運行18小時，每度電費0.8元，每年的運行電費約為9.76萬元。后因系統(tǒng)和設(shè)備老化需要更新，出于節(jié)能的考慮建設(shè)單位要求改造成變風(fēng)量系統(tǒng)。

　　經(jīng)方案比較，對上述工程進(jìn)行了風(fēng)機變頻改造，根據(jù)CO實際濃度對風(fēng)機進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)。按照ASHRAE的標(biāo)準(zhǔn)，地下車庫CO允許最高體積分?jǐn)?shù)為35×10-6(40.55mg/m³)。通風(fēng)系統(tǒng)各風(fēng)閥始終處于最大開度位置(滿足系統(tǒng)平衡需要)，以減小系統(tǒng)阻力。在總風(fēng)管道長度的2/3處安裝壓差傳感器，設(shè)定風(fēng)機的最低運行頻率以保證系統(tǒng)所需的最小壓力。系統(tǒng)改造完成投入使用后，風(fēng)機在每天18小時的運行時間內(nèi)約有5小時的風(fēng)量為設(shè)計風(fēng)量，8小時的風(fēng)量為設(shè)計風(fēng)量的80%，另外5小時的風(fēng)量為設(shè)計風(fēng)量的50%。經(jīng)計算，當(dāng)風(fēng)機風(fēng)量為設(shè)計風(fēng)量的80%時，實際能耗為設(shè)計能耗的51%;當(dāng)風(fēng)機風(fēng)量為設(shè)計風(fēng)量的50%時，實際能耗為設(shè)計能耗的15%。這樣，每年的運行電費約為5.28萬元，可節(jié)約4.48萬元。如果變頻器的價格按1000元 /kW計算，初期變頻器投資要增加1.85萬元，一年節(jié)約的運行電費即可收回增加的投資�？梢姴捎蔑L(fēng)機變頻調(diào)節(jié)具有顯著的節(jié)能效果，可以獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

　　5 結(jié)語

　　地下車庫平時的通風(fēng)量與汽車的進(jìn)出頻率有關(guān)，如果把通風(fēng)排煙系統(tǒng)設(shè)計成定風(fēng)量系統(tǒng)，運行時風(fēng)機風(fēng)量固定不變，必然造成能源浪費，且運行費用過高。如果把系統(tǒng)設(shè)計成采用風(fēng)機變頻調(diào)節(jié)的變風(fēng)量系統(tǒng)，風(fēng)機的總風(fēng)量仍按原設(shè)計風(fēng)量選取，運行時根據(jù)CO濃度，調(diào)節(jié)送、排風(fēng)機轉(zhuǎn)速，改變送、排風(fēng)量。這種設(shè)計方案可以顯著地節(jié)能，大大節(jié)省運行費用，同時也滿足相關(guān)規(guī)范的要求。因此，地下車庫通風(fēng)排煙系統(tǒng)的風(fēng)機變頻調(diào)節(jié)技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。

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