[发明专利]洞窟中机械通风系统的最小风量控制方法

说明书

本发明公开一种洞窟中机械通风系统的最小风量控制方法，包括：1)采集参数；2)计算通过开口状态下窟内外压差值ΔP₁；3)计算流量系数c；4)计算机械送风作用下洞窟最小漏风量为Q₁，然后计算得此时洞窟内外压差ΔP₂；5)计算机械送风系统提供的压力值ΔP₃，通过ΔP₃和c计算确定机械通风系统需要的送风量Q₂，根据风量平衡，确定机械通风系统需要的排风量Q₃，由洞窟内压力传感器控制机械通风系统按照风量Q₂及Q₃控制系统送排风量，使洞窟内外的压力差维持为ΔP₃。本发明为洞窟增设机械通风系统，通过控制系统送排风量，控制洞窟内静压，使其形成微正压状态，抵制大气高湿空气向洞窟扩散，在降雨期为窟内的文物提供一个稳定的湿度环境。

技术领域

本发明属于暖通空调领域，具体涉及一种机械通风系统最小风量的控制方法。

背景技术

近年来敦煌的天气有所变化，出现短期内强降雨现象。强降雨天气对当地极干旱沙漠气候带来了极大的冲击，短期内空气相对湿度值急剧上升。窟外相对湿度最高接近100％，窟内相对湿度最高达到80％，达到莫高窟洞窟壁画地仗层内部分结晶盐的潮解湿度。洞窟内相对湿度稳定性被打破，导致洞窟崖体水盐运移，加速壁画病害过程。目前，防止大气高湿空气向洞窟渗透的方法主要是关闭窟门，停止接待游客。但是，由于莫高窟文物的特殊要求，窟门上必须留有通风百叶窗口，导致即使洞窟关闭窟门，其气密性较差，仍不可阻挡高湿空气向洞窟渗透。张正模等人对2012年7月15日降雨后第85窟窟内相对湿度进行测试观察，第85窟属于非对外开放洞窟，发现在相对湿度16日中午12时左右升至62％，达到敦煌研究院规定窟内相对湿度预警值(62％)。可见关门对阻止高湿空气向洞窟扩散的效果并不理想。为洞窟增设机械通风系统，通过控制送、排风量，使洞窟形成稳定微正压，可有效阻止窟外高湿空气向洞窟扩散；同时，窟内静压波动有可能破坏洞窟壁体内湿空气或液态水的迁移平衡，壁体内的水分迁移带动了盐分的迁移，从而激活壁画盐害，因此，窟内静压不可过大。对于形成窟内微正压的机械通风送、排风量的研究对于防止窟外高湿空气向洞窟内渗透至关重要。但是，目前暖通空调行业中并没有以防水汽渗透为设计目的的机械通风系统送、排风量的确定方法，当前暖通空调行业的研究即缺少室内静压与室内外空气交换量间的关系研究，也缺少精确的送风量与室内静压的关系研究，因此确定防止窟外高湿空气渗透所需要的窟内静压值，及确定适宜的送排风量值，是目前需要解决的关键问题。

发明内容

本发明专利的目的在于提供一种洞窟中机械通风系统的最小风量控制方法，以解决上述技术问题。本发明针对窟内外空气交换引起窟内相对湿度增加的现状，为洞窟增设机械通风系统，通过控制系统送、排风量，控制洞窟内静压，使其形成稳定的微正压状态，抵制大气高湿空气从门窗缝隙处向洞窟扩散，在降雨期为窟内的文物提供一个稳定的湿环境，有利于文物的保护。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

洞窟中机械通风系统的最小风量控制方法，包括以下步骤：

1)采集洞窟内外温度，计算洞窟内外温度差ΔT；采集窟外风速、风向；采集洞窟进深及洞窟高度；通过采集的参数判断洞窟内通风的作用力；

2)根据步骤1)中获得的通风的作用力，计算自然通风状态下开口处窟内外压差值ΔP₁；

3)根据开口状态下窟内外压差值ΔP₁计算流量系数c；

4)计算机械送风作用下洞窟最小漏风量为Q₁，然后计算得此时洞窟内外压差ΔP₂；

5)计算机械送风系统提供的压力值ΔP₃，机械送风系统提供的压力值等于洞窟门两侧的压力值加上热压、风压作用产生的压力绝对值：