■ 劉 偉 LIU Wei

1 概述

蘇州中心廣場項目位于蘇州工業(yè)園區(qū)金雞湖西側(cè)（圖1），毗鄰東方之門，屬于蘇州市域CBD核心位置，集辦公、商業(yè)、酒店和高端公寓為一體，總建筑面積約182萬m2，是目前國內(nèi)最大的整體開發(fā)城市綜合體。其中，層高為47層的8#樓和層高為56層的9#樓是兩棟超高層70年產(chǎn)權(quán)高級公寓，戶內(nèi)精裝標(biāo)準(zhǔn)高、室內(nèi)設(shè)施豪華，除配有全套家具、水冷VRV空調(diào)、水地暖系統(tǒng)、全熱交換送排風(fēng)系統(tǒng)及智能家居系統(tǒng)外，還特別引進(jìn)了中央吸塵系統(tǒng)，提升公寓品質(zhì)。

2 中央吸塵系統(tǒng)的構(gòu)建和應(yīng)用

蘇州中心以打造綠色生態(tài)、智慧、高效、多功能復(fù)合的城市綜合體為理念，力求最大限度地有效利用能源，創(chuàng)造以人為本的城市環(huán)境，率先打造成江蘇乃至全國領(lǐng)先的建筑節(jié)能和綠色建筑示范區(qū)。為此，在8#、9#樓兩棟公寓中采用高效、自動化控制的中央真空吸塵系統(tǒng)，從而進(jìn)一步提升了建筑物的節(jié)能、節(jié)地和環(huán)保等級。本文將以8#樓公寓為對象，介紹中央吸塵系統(tǒng)的構(gòu)建和應(yīng)用情況。

2.1 系統(tǒng)簡介

系統(tǒng)采用6套吸塵主機(jī)，以2套為1組并聯(lián)組合，分別分布在4層、18層及33層設(shè)備層，共設(shè)吸塵口573個。吸塵管道分為干管和支管，材料為PVC-U，管道外徑分別為110mm和50mm，額定真空度為400mbar，最大共用人數(shù)為12人 ，每個吸塵口設(shè)計風(fēng)量應(yīng)不小于105m3/h，吸塵口為墻式吸口。其系統(tǒng)布置示意圖見圖2。

2.2 系統(tǒng)的主要設(shè)備及關(guān)鍵技術(shù)

（1）中央吸塵主機(jī)：按照該項目吸塵系統(tǒng)的服務(wù)區(qū)域和同時使用人數(shù)，配置相應(yīng)的中央吸塵主機(jī)。系統(tǒng)主機(jī)配置滿足互為備用的原則，即每套中央吸塵主機(jī)渦輪泵數(shù)量不少于2臺，要求每臺中央吸塵主機(jī)最大負(fù)荷工作時的同時使用人數(shù)不超過12人 ，每個吸塵口設(shè)計風(fēng)量應(yīng)不小于105m3/h。

（2）電機(jī)：具有保護(hù)措施，保護(hù)內(nèi)容包括過流、過壓、過載、溫度保護(hù)。

（3）電氣控制柜：電氣系統(tǒng)配置主電源開關(guān)、啟動、停止按鈕和相應(yīng)的工作狀態(tài)指示。

（4）吸塵控制：系統(tǒng)控制為無人值守的程序全自動控制，具有按照系統(tǒng)使用狀態(tài)自動調(diào)節(jié)的能力。

圖1 蘇州中心效果圖

圖2 中央吸塵系統(tǒng)布置示意圖

（5）主機(jī)啟動：吸塵主機(jī)啟動方式為電信號啟動方式，電壓為24V安全電壓，即用戶將吸塵軟管金屬端旋入吸塵插座，吸塵插座內(nèi)的兩個觸點隨即閉合，主機(jī)啟動。

（6）自清洗系統(tǒng)：為防止分離器過濾系統(tǒng)長期使用導(dǎo)致過濾效率降低，吸塵系統(tǒng)自帶自清洗系統(tǒng)，能自動定期對分離器過濾系統(tǒng)進(jìn)行清洗，提高系統(tǒng)的過濾效率，延長過濾系統(tǒng)的使用壽命。

（7）尾氣處理：吸塵主機(jī)的尾氣排放管道選用能適應(yīng)排氣溫度較高環(huán)境下長期工作的專用管道，渦輪泵排氣口配置專用的止回閥防止氣流倒流。中央吸塵主機(jī)技術(shù)參數(shù)要求見表1。

（8）渦輪泵的連續(xù)運行壽命不低于80 000h，運行穩(wěn)定、對負(fù)載沖擊小，運轉(zhuǎn)噪音低、振動小。

（9）中央控制箱：是系統(tǒng)的控制核心，具備吸塵主機(jī)設(shè)備手自動、設(shè)備啟停、運行狀態(tài)、頻率反饋、故障報警、壓力保護(hù)、熱保護(hù)等功能；同時，系統(tǒng)還提供管道自動沖洗運行狀態(tài)干接點，并預(yù)留BA系統(tǒng)接入點。

（10）吸塵分離器設(shè)計為兩段的塵埃過濾器。其中，第一段過濾器能有效處理60μm以上的灰塵及小物塊，并迫使灰塵進(jìn)入過濾器的相反方向，其強(qiáng)度足以抵抗堅硬顆粒的偶然沖擊；第二段過濾器，要求過濾5μm以上的灰塵，具備99.5%以上的過濾效率。

（11）管網(wǎng)壓力調(diào)節(jié)閥：對于同一時間有不同人數(shù)進(jìn)行吸塵清掃的情況，必須通過壓力調(diào)節(jié)閥保證各吸塵口流量和負(fù)壓平衡一致。壓力調(diào)節(jié)閥必須可調(diào)，能根據(jù)系統(tǒng)同時使用的人數(shù)和管網(wǎng)設(shè)定的壓力自動調(diào)節(jié)。

（12）管網(wǎng)沖洗閥：為了防止主干管由于流速變化而降低運送能力導(dǎo)致管道堵塞，主干管末端相應(yīng)位置必須安裝沖洗閥，并能由中央吸塵主機(jī)電控箱統(tǒng)一控制其開啟沖洗時間間隔和長短。沖洗閥采用電控氣動型，并按圖紙所示位置安裝。

（13）吸塵口應(yīng)美觀、安裝牢固，其材質(zhì)為工程塑料或性能相似的其他材料。吸塵口內(nèi)的觸點可采用耐銹蝕的觸點或微動開關(guān)，要求在觸點具有2萬次以上的接觸壽命且不能發(fā)生磨損或接觸不良等影響（允許使用觸點保護(hù)劑）。

（14）吸塵工具：包括吸塵軟管，吸塵手柄和吸塵刷頭，軟管固定架等。吸塵軟管規(guī)格為12.5m，其一端是金屬端頭，用于插入吸塵插座，閉合主機(jī)啟動信號線；另一端用于插入專用吸塵手柄或?qū)Ｓ梦鼔m刷頭。吸塵手柄上配有專門的調(diào)節(jié)開關(guān)，能根據(jù)不同地面材質(zhì)調(diào)節(jié)吸塵刷頭流量和負(fù)壓。吸塵刷頭包括帶墊兩用刷頭、圓形旋轉(zhuǎn)刷頭、三角吸嘴、縫隙吸嘴等，能對各種場合進(jìn)行清潔工作。

2.3 系統(tǒng)工作原理

將吸塵軟管插入“自動吸塵口（LINK）”，系統(tǒng)檢測到低電壓后便啟動渦輪泵；同時，檢測管道內(nèi)真空壓力，啟動相應(yīng)機(jī)組。系統(tǒng)會根據(jù)接入吸塵口數(shù)量及區(qū)域，將渦輪機(jī)調(diào)整到相應(yīng)數(shù)量。此時，灰塵隨著氣流被輸送到收集容器內(nèi)。容器采用重力螺旋分離原理分離，并設(shè)有二次過濾裝置和2個灰塵收集桶?；覊m進(jìn)行分離后，自動落進(jìn)灰塵收集桶；氣體則通過過濾器、單向閥及減震降噪裝置凈化后，通過排風(fēng)管道排入建筑排風(fēng)井。

多個吸塵口同時作業(yè)時，系統(tǒng)會根據(jù)壓力的強(qiáng)弱變化，自動調(diào)節(jié)機(jī)組運行。在待機(jī)工作狀態(tài)下，渦輪機(jī)組處于停止工作狀態(tài)，只有吸塵口有工作請求信號時，才會重新啟動。在渦輪機(jī)的入口安裝有壓力變送器及壓力開關(guān)，壓力變送器隨時將管道工作壓力傳輸至控制系統(tǒng)，使系統(tǒng)根據(jù)工作壓力選擇最有效的工作狀態(tài)。壓力開關(guān)用于系統(tǒng)的報警及安全聯(lián)鎖，當(dāng)壓力超過設(shè)定限度時，系統(tǒng)將發(fā)出報警信號，同時采取緊急措施，避免系統(tǒng)超壓造成超負(fù)荷工作。同時，渦輪機(jī)本身還帶有安全閥，以便在特殊狀態(tài)下對渦輪機(jī)進(jìn)行保護(hù)。

中央吸塵的監(jiān)控系統(tǒng)（圖3）為無人值守的全自動控制，主控部件可以是內(nèi)嵌式微型計算機(jī)或可編程控制器。主機(jī)工作狀態(tài)和系統(tǒng)的各控制動作等工作邏輯可通過軟件程序設(shè)定。每個機(jī)房設(shè)備的中央吸塵機(jī)組系統(tǒng)配置1臺變頻器和若干接觸器，采用PID比例微積分算法控制，據(jù)此實現(xiàn)中央吸塵管道系統(tǒng)渦輪泵恒壓控制。整個系統(tǒng)采用模塊化、結(jié)構(gòu)化設(shè)計，采用逐級匯接的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)由現(xiàn)場監(jiān)控管理中心、監(jiān)控單元和監(jiān)控模塊組成。上位計算機(jī)基于WINDOWS操作系統(tǒng)的監(jiān)控組態(tài)程序，操作人員可以根據(jù)軟件畫面流程動態(tài)操作，監(jiān)控系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)。同時，上位計算機(jī)還具備TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通訊，將系統(tǒng)的信息傳至各用戶端[1]。

3 系統(tǒng)運行及效果

3.1 系統(tǒng)運行

3.1.1 真空吸塵模式

將吸塵軟管插入吸塵口3s后，系統(tǒng)檢測到低電壓信號，真空吸塵設(shè)備自動啟動。本工程中的吸塵主機(jī)最多 可支持12個用戶同時使用。當(dāng)最后一個用戶將最后一根吸塵軟管從吸塵插座拔出時，系統(tǒng)將進(jìn)入空載模式。在真空吸塵模式下，對多個渦輪泵并聯(lián)的真空吸塵系統(tǒng)配1個壓力開關(guān)，以便持續(xù)監(jiān)控真空壓力的起伏。如果檢測到真空壓力較低并持續(xù)15s或以上，那么系統(tǒng)將發(fā)送信號，啟動第二臺渦輪泵，以保持其壓力；相反，若檢測到真空壓力較高并持續(xù)15s或以上，那么系統(tǒng)會發(fā)送信號，停止第一臺渦輪泵運行。

3.1.2 沖洗模式

管道一旦被堵塞，氣流會發(fā)生較大變化，真空度會嚴(yán)重下降。通過沖洗可以保持管網(wǎng)清潔與暢通，不會因大量或大塊的垃圾吸入而堵塞，主要有標(biāo)準(zhǔn)沖洗和預(yù)設(shè)時間沖洗兩種選擇模式。

3.1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)沖洗模式

對于多個渦輪泵并聯(lián)的真空吸塵系統(tǒng)，在空載模式啟動60s后啟動。標(biāo)準(zhǔn)沖洗模式通過啟動第2臺渦輪泵而啟動。

3.1.2.2 預(yù)設(shè)時間沖洗模式

預(yù)設(shè)時間有15min、30min、60min 3個選擇。在該模式下，系統(tǒng)將基于時間累計方法，跟蹤檢測真空除塵器的使用時間。對于多個渦輪機(jī)并聯(lián)的真空吸塵系統(tǒng)，如果預(yù)設(shè)時間選擇為15min，那么只有當(dāng)真空除塵設(shè)備被使用了至少15min之后，沖洗模式才會啟動。同樣的原理也適用于另外兩種選擇。

3.1.3 清洗模式

圖3 中央吸塵監(jiān)控系統(tǒng)圖

在吸塵操作中，所有顆粒一般直接吸向過濾器。在分離器處，大部分的大灰塵顆粒將直接通過氣旋運動下行至分離器箱，而另一些灰塵顆粒則可能黏附于過濾器表面。由于過濾器表面的灰塵顆粒越來越多，系統(tǒng)氣流將變差，這將降低吸塵性能。

清洗順序包括3個完整的循環(huán)，每次對過濾器清洗0.3s。當(dāng)渦輪泵停止120s或以上時，清洗順序開始。系統(tǒng)將發(fā)送信號，開啟1號清洗閥0.3s，且在2號清洗閥開啟之前，將有30s的間歇；當(dāng)2號清洗閥結(jié)束，3號清洗閥開啟前，將有另一次30s的間歇。在完成清洗順序之前，該循環(huán)將再重復(fù)2次，但如果系統(tǒng)檢測到某一用戶在清洗順序過程中，將吸塵軟管插入吸塵插座，那么清洗順序?qū)⒅兄?。一旦清洗循環(huán)完成，系統(tǒng)將進(jìn)入備用模式（電源接通）。

3.2 系統(tǒng)報警顯示及故障處理

在主機(jī)界面中，按下系統(tǒng)報警顯示按鈕，將顯示報警的狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)高壓報警、消防報警、急停報警時，在任何一個畫面的左上角將呈現(xiàn)“故障”字樣，且在該畫面上的指示燈可以顯示出具體的報警點。當(dāng)報警信號消失時，在中文畫面下按下復(fù)位按鈕，畫面左上角的“故障”消失。常見故障的原因分析及處理見表2。

3.3 系統(tǒng)運行的效果

3.3.1 有利于節(jié)能

中央吸塵機(jī)組配備有變頻控制柜，在工作階段無負(fù)載時，電機(jī)能以單機(jī)組低速運行，隨著系統(tǒng)負(fù)載的增加，自動調(diào)節(jié)機(jī)組的速度，乃至將所有機(jī)組投入。和普通型中央吸塵機(jī)組相比，變頻式中央吸塵機(jī)組節(jié)能效果顯著，還提高了工作泵的使用壽命。

表2 常見故障的原因分析及處理

3.3.2 實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控

通過系統(tǒng)的控制和通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了在計算機(jī)終端對系統(tǒng)運行狀態(tài)的遠(yuǎn)程實時監(jiān)控，提高了系統(tǒng)故障處理的及時性，降低了維護(hù)管理成本。

3.3.3 實現(xiàn)高效計費

本計費系統(tǒng)根據(jù)用戶對管理的需求，對各開關(guān)量采集器實現(xiàn)集中監(jiān)控。系統(tǒng)記錄各個開關(guān)量的閉合或斷開的時間量，自動生成每個用戶的賬單報表。

3.3.4 提高吸塵舒適性

在設(shè)計中充分考慮了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，通過壓力調(diào)節(jié)來抑制壓力波動，改善了吸塵插座末端吸力舒適性，也延長了系統(tǒng)使用壽命。

3.3.5 環(huán)境噪音降低

采用專業(yè)消聲設(shè)備對吸塵尾氣進(jìn)行處理，極大地降低了系統(tǒng)對室內(nèi)或室外環(huán)境的噪音影響，使居住環(huán)境更安靜。

3.3.6 提高設(shè)備運行的安全性

在設(shè)備運行過程中，系統(tǒng)程序內(nèi)植入了安全檢查要求，以跟蹤檢測設(shè)備的真空壓力。超高壓報警功能可防止中央真空除塵設(shè)備到達(dá)極高真空壓力而導(dǎo)致的渦輪泵損壞。

4 結(jié)語

本項目中，針對蘇州中心精裝修公寓高品質(zhì)的居住環(huán)境要求，中央吸塵系統(tǒng)的設(shè)計充分考慮了節(jié)能、低噪聲、智能控制等要求，滿足了高效、舒適的用戶體驗；同時，系統(tǒng)主機(jī)應(yīng)用軟件界面具備多個功能模塊，如系統(tǒng)報警顯示、運行模式選擇等，便于維護(hù)人員的操作和檢修。

目前，中央吸塵系統(tǒng)在國內(nèi)的應(yīng)用還很少，隨著國家對綠色、節(jié)能、環(huán)保的倡導(dǎo)及人們對高端生活的不斷追求，中央吸塵系統(tǒng)的靜音運行、高效清潔等優(yōu)勢愈發(fā)明顯，值得在高檔住宅、體育場館、機(jī)場航站樓等民用建筑中大力推廣和應(yīng)用。