借助精选技术优化苛刻控制要求的通风系统(DCV)节能

借助精选技术优化苛刻控制要求的通风系统(DCV)节能
/ 应用指南
借助精选技术优化苛刻控制要求的通风系统(DCV)节能
优化苛刻控制要求的空调通风系统(DCV)有助于在改善室内环境的同时降低操作成本。只需精确
的二氧化碳(CO2)传感测量就可以优化DCV系统。
人们一生90%的时间都在室内。研究表明:
室内空气质量(IAQ)直接影响到人们的康
乐和生产力。CO2水平较高是通风不畅的标
志,通常表明空气中存在其他难闻的气味。
多达30%的建筑物室内空气质量很差。
由于二 氧化 碳 水平 的 增 加 与人 员存 在
数 量有 关 ,因 此 ,确 定 所 需 通 风 程 度
最 经济的 方 式 就是测量二 氧化 碳的水
平。不 是 根 据 假 定 的 空 间内 最 多 的人
员 人 数 ,而 是 依 据 C O 2 浓 度 进 行 通 风
控 制 ,就可 以 始 终让 室 内空 气保 持 新
鲜 ,又 避 免了通 风 过 度 和 能 源 浪 费。
行业要求的驱动
各个国家室内空气C O 2 的浓度最大限值
略有不同。例如,ASHRAE (www.ashrae.
org,美国采暖、制冷与空调工程师学会)
标准 62.1“获得可接受室内空气质量的
通风” 规定,室外环境CO2水平约为 400
ppm时,室内不应超过700 ppm。根据国际
节能规范(IECC),对于500平方英尺(50
平方米)以上,并且每1000平方英尺(93
平方米)平均25人占有的空间应当采用按
需控制通风。ASHRAE 90.1-2010标准中也
有类似的要求。欧盟委员会已经颁布了针
对最大许可CO 2浓度作出规定的建筑能源
性能指令(2002/91/EC),并且要求能源节
约不应对室内空气质量产生负面影响。
根 据 由 欧 洲 供 热 、通 风 与 空 调 协 会
(REH VA)协调的能源技术与室内空气质
量(ETIAQ)项目报告,使用按需控制通
风的公共建筑物可节能20-50%,而人员
占有频繁变动的建筑物节能潜力更大。
加 利 福尼 亚州是 改善室内空气 质 量的
大多数CO 2 传感器制造商所提供浓度为
先行者之一,他们的建筑标准不仅要求
1000ppm时的初始准确度介于±50至100
在 人员占有密集 度 较高的某 些 地点 采
ppm之间。市场上某些技术采用背景CO2浓
用基于 C O 2 的苛 刻要求控制通风,同时
度400ppm的假定,并据此对传感器读数进
还 对必 要的 测量 精度和长期 稳定性作
行相应调整。然而,根据季节以及所处地点
出规定:
“制造商须证明其CO 2 传感器在
(位于农村还是城市)的要求,背景浓度可
海平面及 25°C条件下、浓度范围600和
能会有数十ppm的变动。另一方面,尽管采
1000 ppm时的测量精度为正负 75 ppm,
用苛刻要求控制的空调通风系统优化空
初次使用时为工厂校准或标定,且制造
气质量、降低能耗,但在人员昼夜占用空
商要确认每五年至少需要校准一次。”
间的前提条件下,CO2 浓度可能根本达不
到此类校准方案所假定的室外浓度水平。
二氧化碳(CO2)浓度与苛刻要求控
制的空调通风系统之间的关联
▪ 使用一个传感器对CO2浓度
进行测量是监测室内空气
质量和人员舒适度最经济
的方式
▪ 通风不畅会导致CO2浓度升
高,引起人员嗜睡和工作力
下降
▪ 以单位空间内人员的占有面
积作为基础,可以获知良好
的室内空气质量
▪ 通过尽量减少非调节外部空
气的使用,实现能源节约
将CO2指标与苛刻要求控制的空
调通风系统相关联
在满足诸如 加州建 筑 标准 之类 严格精
诸如LEED评估体系(w w w.usgbc.org)
度要求时,这些真正最低浓度的不确定
CO2信息
之类的绿色建筑行动对当CO 2 变动超出
性对此类方法构成了严峻挑战。例如,
▪
用户特定设定值10 %以上时所应采取的
如果系统设定为保持空间C O 2 水平 低于
具体措施作出了规定。或由楼宇自动化
800 ppm而传感器误差幅度为80ppm,那
系 统 发出自动 报警 并 相 应 调 节通 风 状
么该测量偏差就可能会造成错误报警。
况,或对建筑物内的居住者发出警报。
如果显示CO 2 浓度过低,则会限制新风输
入量;如果显示CO 2 浓度过高,则会将超
通常仅在调 试 过 程中才会对 通 风 系 统
出需要量的非调节室外空气引入空间内。
的 稳 定 性 进 行 检 查 和 调 整。一旦安 装
如果该传感器长期稳定性较差,那么随
就位之后,C O 2 变 送 器预计将至少连 续
着时间的推移情况还可能会变得更糟。
工作五年。因 此,C O 2 技 术 的 选 择对于
初 始 精度 参 数 和 稳定性 均 十分重 要。
既要满足室内空气质量标准,又要力求
节约 能 源,同 时 做 到 这 些 并 非 易 事。
▪
▪
▪
CO2的测量单位为百万分之
一(PPM)
常见的户外环境CO2浓度:
350–450 ppm
可接受的室内空气质量
(IAQ)CO2浓度:600–800 ppm
可承受的的室内空气质量
(IAQCO2浓度:1000 ppm
在消除错误报警的情况下保持
室内空气质量
适用于所有暖通空调应用的一
项技术
所有二氧化碳测量技术均存在某些会发
由于不必进行自校准,维萨拉CARBOCAP
生损耗或漂移的部件,这让其难以保持必
传感 器可以在 更 广泛的领域 得到应
要的精度。最常见的CO 2 测量技术是非色
用,包括那些 室 外 C O 2 浓度存在变动的
保护镜面 window
Protective
散红外(NDIR)技术。这种技术的问题在
地点,或 者医院、工作 场所、住宅 楼或
红外线光源
IR
source
于:随着时间的推移,测量所需的光源强
养 老 院 之类 昼 夜 有人 员居留的 场所。
Mirror
镜面 surface
二氧化碳红外线吸收
CO
IR absorption
2
Fabry-Perot
法布里-珀罗干涉仪过滤器
Interferometer
Filter
探测器
Detector
度会降低,而且,当光程受到污染影响时
就会影响传感器的识别,以致无法工作。
C A R B O C A P 技 术可靠、耐用,其传感 器
可安 装 在 管 道内部,实 现 单 区域 系 统
维萨拉CA R B O CA P ® 传感 器具有独特的
的 高 精 度 测 量 。C A R B O C A P 的 其 他
双 波 长 交 替 测 量 能 力:一 个 波 长 测 量
优 点包 括 冷凝 水 耐受 性 和良好的
C O 2 ;另 一 个 参 考 波 长 测 量 光 源 强 度
耐 温性 ,因 此可以 应 用 在 制 冷 领 域 。
传感器结构图
和 污 染 物 水平。由 于在 进 行 光 源 校 准
时不 必 依 赖 背 景 C O 2 浓 度 的 任 何 相 关
假 设 ,因 此 可 以 确 保 数 年 的 精 度 。
若需更全面了解我们的CO2测量产品,请访
问维萨拉网址(www.vaisala.com/CO2)。
CO2变送器安装指导
•避免安装在人员呼吸可能会正
对传感器的位置,不要安放在
靠近管道进气口或排气口、窗
户、或门道的位置。
•墙面安装型传感器能够获得更
为精确的通风系统效率信息,
比管道安装型传感器要好。
•混凝土碳化会造成CO 2 在近地
表面外流,因此,为了避免CO 2
传感器读数异常过低,在电缆
管之 类通风较差的空间布线
时,应在CO2传感器附近进行适
当密封。
•墙面安装型传感器应距地面1 6英尺(0.3-1.8米)以上。
•管道安装型传感器适合单区域
系统使用,应尽可能安装在距
人员所占用空间较近且便于维
修的位置。
•对于多个屋顶式空调机组,建
议在每个区域安装一台CO2传感
器。
•对于服务多个区域的定风量单
屋顶式空调机,建议每个区域
或空间配一台传感器,并基于
最高CO2测量值控制通风。
•对于变风量(VAV)系统,建议在
每个主区域安装一台传感器。
Ref. B210864ZH-B ©Vaisala 2013
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•对于配有多个变风量(VAV)
箱的公用区域,如果空间占用
模 式 在 整 个 公 用 区 域 均匀 分
布 , 则 可 以 只 配 一 台 C O 2传 感
器。
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