夏本明顾奇峰
（1.上海埃松气流控制技术有限公司，上海201615：2东南大学建筑设计研究院有限公司，江苏南京210096）
摘要：定静压控制是风机变频控制的经典和常用方法.由于静压设定点及静压设定值确定存在一定的难度，给工程应用带来一定难度，导致风机变频调控效果不佳，致使系统运行效率低、能耗高、噪声大.通过介绍基于变风量控制系统运行模式的双运行工况静压值重置法的变频调速技术，助力系统运行效率提升和实验宝节能减择.
中图分类号：TU831 文献标识码：B
文章编号：（2023）
doi : 10.3969/j.issm..2023.07.025
风机转速发生改变时，功率与风机转速之间关系为：
引言
我国风机与水泵配套电机系统约占电机装机总容量的60%，消耗电能约占我国总发电量的30%”.在实际工程中由于不当设计和使用，风机水泵总扬程的一半以上被用 于克服风阀水阀的压降，表明50%以上的风机水泵电耗消耗在风阀水阀上，而不是用来克服管道阻力.这造成了系统运行效率降低和不必要的能源浪费，给系统带来噪声、设备使用寿命降低等不利影响.因此，采用合适的技 术措施对风机进行变频调速有着巨大的节能潜力，对降低风机能耗具有重大意义.风机变额控制方式有定静压控制、变静压控制和总风量控制法共3种.定静压控制系统简单，是目前常用的实验室风机变频调节技术.但在定静压变额调速技术应用时，出于动态特性系统最不利环路 末端风量考虑，通常将静压值设定为较高值，导致在多数时间里末端风阀处于较小开度，造成定静压控制节能效果不够明显.通过现场测试和数据分析，提出基于不同运行工况下静压值重置法的定静压控制方法.有助于提升定静 压控制系统的运行效率，助力实验室节能减排.
(2)
n时的供电率，Hz. 式中：N一转速为n时的功率，kW；f转速为
风机运行功率与转速及供电频率的3次方成正比，通过调节风机的运行频率可以有效降低风机能耗.
1.2定静压控制原理
风柜调节门关闭时调节变风量风阀至最小风量.定静压 通过在主风管中最低静压处设置静压传感器P，在排控制风量风压分析如图1所示.
1变频调速及定静压控制原理
1.1变频调速原理
图1定静压控制风量风压分析
电动机的转速，不但能实现无级调节，而且可以根据负 变频调节通过平滑调节额率的变频电源，调节异步载的不同特性，通过适当调节电源和额率之间的关系，使电动机始终工作在高效区，具有良好的动态特性”.
管道的阻力曲线由0-1变化为0-2，风机工作点由a点移至b点.风机输出全压为P，而系统工作所需全压仅为P.这使P点的静压实测值P大于静压设定值P 静压控制器将静压实测值P与静压设定值P进行比较，采用闭环调节方式使静压实测值接近静压设定值P.由于主风管的静压降低，各变风量阀门在相同送风量下的风阀开度增加，管道阻力曲线由0-2变化为0-5后稳定.定静压控制流程如图2所示.
电机转速与频率之间的关系为：
(1)
式中：#风机转速，rmin；f供电额率，Hz；p-电机旋转磁场的极对数；s--转差率.
率时送风量的80%配置，则新风量为1800-13000m/h.
图2定静压控制流程
2定静压控制在实验室中的应用
图3教学兼科研型实验安平面布局
位于江苏省苏州市，面积为122m²，层高4.5m，实验室 以某高校化学类教学兼科研型实验室为例，实验室共布置12台1.5m宽台式变风量排风柜.
排风机选用F4-72-No.8C玻璃钢离心排风机，风量为20 000 m/h.全压1000 Pa，转速为1520r/min，为380V-4P-50Hz-11.0kW.直膨式新风空调机组新风量13000m/h，机外余压500Pa，制冷量/制热量为170kW/190kW，为380V4P-50Hz-5.5kW.排风柜选用基于 位移传感器与文丘里阀（压力无关型）的变风量控制系统，实验室微负压控制采用余风量控制压差监视，全新风空调箱和排风机均采用定静压变额控制方式，教学兼科研型实验室控制流程如图4所示.
教学兼科研型实验室采用多联机加独立新风系统，平面布局如图3所示.该实验室设置1套专用排风系统和1套次数为6.6次/h，满足最低换气次数要求.依据使用需求， 专用新风系统.排风柜均以最小风量运行时，实验室换气排风柜同时使用率按100%设计排风系统，此时实验室排风量为3600-18000m/h.余风量依据排风量的10%取值，为1800m/h，最大送风量依据排风柜100%同时使用
图4教学兼科研型实验室控制流程
排风柜变风量文丘里蝶阀和新风送风变风量阀均具有实时风量和阀位功能.实验室变风量控制系统采用RS485现场总线和Modbus-RTU通信协议，对现场变风量风阀风量、阀位、实验室与走廊间的静压差、风管 静压等数据进行采集，实现对实验室变风量风阀、风机变频器等进行控制.排风系统定静压控制原理如图5所示.其中，S为位移传感器，F为风量传感器，VD为文丘里蝶阀，Q和Q分别为风量测量值和设定值：SP为压力（静压）传感器，SPC为静压控制器，S和S分别 为静压测量值和设定值，M为风机马达，FH为排风柜.
中FGT-150变风量排风柜的最小设计风量为300m/h.
实验室作为教学型实验室使用时，排风柜同时使用率为100%.实验室在工作模式工况运行时，排风柜设计面风速为0.50m/s，调节门设计开度为500mm.实验室在节能模式工况运行时，排风柜面风速切换至0.30m/s.项目
图5排风系统定静压控制原理
通过现场调试确定排风机工作模式工况运行时静压设定值为350Pa，排风柜在不同同时使用率下运行频率如表1所示.同时使用率为0时，排风柜调节门均处于最 小开度，此时排风柜以最小排风量运行.
压差如表2所示.排风机定静压设定值350Pa和180Pa时变风量排风阀开度（排风柜面风速0.50m/s和0.30m/s）如表3和表4所示.
表2不同排风柜同时使用率时新风系统工况及实验室静压差
表1排风柜在不同同时使用率下适行频率
新风空调箱同时 使用率/% 定静压设 运行静压 运行题 实验室与走 静压差/Ps 开度/%定值/Pa 测量值/Pa 率/Hz0 16.7 120 120 115~124 100~129 27.7 32.2 11 6 37 4941.7 120 108~135 40.1 1 66100.0 66.7 120 120 [1-901 100~120 44.9 45.9 3 5 96 96
同时使用率/% 运行静压测量值/Pa 运行频率/Hx0 348~350 31.9 34.216.7 41.7 345~350 348~352 39.166.7 348~355 44.2100.0 346~352 45.8
表3排风机定静压设定值350Pa时交风量排风润开度（排风柜面风速0.50m/s)
同时使用率/% FGT01 FGT02 FGT03 FGT04 FGT05 FGT06 FGT07 FGT0B FGT09 FGT10 FGT11 FGT12270 370 340 390 370 350 340 390 390 400 4*0 33016.7 56 350 360 405 370 370 338 380 40 390 410 55 5766.7 41.7 57 66 066 400 59 68 410 74 4260 71 390 400 330 380 60 40D 62 400 410 63 64 60100.0 97* 97* 99* 97* 95 79 63 65 69 75 74 67
注：*代表设备出现风量不足报警：代表排风柜调节门关闭，排风柜最小排风量运行：下表同.
表4排风机定静压设定值180Pa时变风量排风间开度（排风柜面风速0.30m/s）
同时使用率/% 10-1 FGT02 FGT03 FGT04 FGT05 FGT06 FGT07 FGT08FGT09 FGT10 FGT11 FGT120 320 410 420 46D 4780 430 380 440 45D 480 458 916.7 49 410 440 480 420 430 44 470 480 4966.7 41.7 51 48 350 54 52 43B 60 410 61 430 430 370 410 53 53 45B 55 480 469 55 57 51 52100.0 57 62 59 63 63 58 53 55 56 60 58 52
实验室处于节能模式的节能效果明显.对于有工作模式和节能模式双运行工况的实验室变风量控制系统，采用 基于不同运行工况的静压值重置法的定静压控制变额技术，节能效果显著.实验室变风量风阀开度在绝大多数的情况下无法处于75%-95%，风机的变调节和节能依旧有一定的提升和优化空间.
不同运行模式下排风柜运行频率及功率如表5所示.
表5 不同送行模式下排风柜送行频率及功率
同时使 用率/% 运行额率/Hz 节能运行模式（180 Pa） 运行功率kW 运行频率/Hz 正常运行模式（350 Pa) 运行功率/kW0 28.10 1.95 31.90 28616.7 30.90 29.30 2.21 34.20 39.10 3.5241.7 66.7 00C 2.60 3.16 44.20 7.60 5.26100.0 35.80 4.04 45.80 8.45
参考文献
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采用定静压控制方式时，需综合考虑变风量末端在不同同时使用率下的静压设定值.静压设定值偏小时， 会出现变风量末端风量不足的情况.系统在排风柜同时使用率较低的情况下运行时，如果采用与工作模式工况运行相同静压设定值工作，会出现变风量末端开度均小于50%的情况，造成系统噪声增大以及运行效率的降低. 通过采用基于不同运行模式下的双工况静压值重置法的优化定静压控制可以解决上述问题，优化的定静压控制方法节能效果显著，最高可达50%以上.
3结语
采用双工况静压值重置法的优化定静压控制法时，
