隨著(zhù)國民經(jīng)濟的發(fā)展、人民生活水平的提高,空調應用日益廣泛。在各類(lèi)建筑物中,中央空調已是現代建筑創(chuàng )造舒適高效的工作和生活環(huán)境所不可缺少的重要基礎設施,已成為現代建筑的重要標志之一。
然而,空調系統用電量在總用電量中的比例也在不斷上升,中央空調用電量的激增已經(jīng)引起了電網(wǎng)供電緊張。在能源日益緊缺的當今社會(huì ),對空調進(jìn)行節能是一個(gè)很熱門(mén)的話(huà)題。
雖然目前市面上的空調節能技術(shù)很多,但絕大多數都是針對空調主機進(jìn)行節能,而忽視了空調的其它兩個(gè)重要組成部分——風(fēng)機和水泵的節能潛力。針對這一現實(shí)狀況,本文提出了一種基于實(shí)測數據對空調風(fēng)機和水泵進(jìn)行節能的方案,并設計了相應的控制器,終達到節能效果。
1 中央空調風(fēng)機和水泵的節能方案
1.1 節能控制器總體架構
中央空調風(fēng)機、水泵節能控制器的總體架構如圖1所示,圖的左半部分是需要采集的各種信號,以便核心算法的處理;圖的右半部分是輸出信號,主要輸出的是頻率信號,以便各個(gè)風(fēng)機、水泵變頻之用,詳細介紹如下。
1.1.1 溫度數據
在算法中,需要將冷量值轉換為相應的水泵流量值和風(fēng)機送風(fēng)量值,這就需要利用圖2所示的公式進(jìn)行轉換。由公式可知,需要測量溫度數值,采用溫度傳感器采集所需的溫度信號并且通過(guò)串口轉換成數字信號并傳輸到工控機內,單位為攝氏度(℃)。
1.1.2 預測冷量
利用現有的冷量預測技術(shù),獲取室內所需的冷量,單位為瓦(W)。
1.1.3 功率和頻率采集
采用ART2010數據采集卡采集各個(gè)風(fēng)機、水泵當前的運行的電壓值,并且通過(guò)自帶的AD轉換函數實(shí)現電信號和數字信號的轉換,轉換成相應的功率值,單位為瓦(W),傳輸到工控機中。
頻率采集采用頻率計數器,單位為(HZ),同樣傳輸到工控機中。
第二個(gè)條件是用來(lái)蒸發(fā)出水蒸氣的媒介物(水簾紙)的類(lèi)型。前幾年曾經(jīng)嘗試用過(guò)好幾種類(lèi)型的媒介物來(lái)制作水簾紙,環(huán)??照{水泵環(huán)??照{水泵,但是后來(lái)還是回到用紙制作。
蒸發(fā)降溫系統的原理就是加濕水簾紙的表面并從紙的表面蒸發(fā)出水蒸氣??諝饨?jīng)過(guò)水簾紙的進(jìn)風(fēng)管的長(cháng)度和角度,會(huì )對得到的水蒸氣的量造成影響。當空氣穿過(guò)水簾紙的時(shí)候,3/8英寸(1cm)的進(jìn)風(fēng)管直徑可以產(chǎn)生很好的氣體阻力,因為當氣體通過(guò)水簾紙時(shí)會(huì )產(chǎn)生摩擦力,摩擦力引起溫度上升,會(huì )產(chǎn)生較高水平的蒸發(fā)作用。
第三是阻力大小或穿過(guò)水簾的風(fēng)速。水簾紙的面積應該僅以促使空氣穿過(guò)水簾紙的排風(fēng)扇的通風(fēng)量來(lái)決定。如果水簾紙的面積與排風(fēng)扇的通風(fēng)量相比太大或太小,蒸發(fā)速度就不理想。如果通過(guò)水簾紙的風(fēng)速太快,就會(huì )使水脫離水簾紙的表面引起雞舍濕度升高,水簾降溫系統附近的地面會(huì )變濕;如果通過(guò)水簾紙的風(fēng)速太慢,就不會(huì )在水簾紙內部產(chǎn)生足夠的摩擦升溫,蒸發(fā)速度就會(huì )太慢,溫度下降就會(huì )不如意。
溫度、風(fēng)速和水分子的蒸發(fā)這三個(gè)影響蒸發(fā)的因素比其它任何因素都重要??諝庠綗?,空氣保持濕度的能力(含水量)越高,蒸發(fā)水平就越高。濕度越高蒸發(fā)速度越低,是因為空氣中含水量接近飽和,已經(jīng)攜帶了太多的水份。這就是為什么空氣的溫度對蒸發(fā)速度有如此重要影響的原因所在。
冷風(fēng)機(蒸發(fā)式冷氣機)是由表面積很大的特種纖維波紋蜂窩狀濕簾、高效節能風(fēng)機、水循環(huán)系統、浮球閥補水裝冷置、機殼及電器元件等組成。
降溫原理
冷風(fēng)機(蒸發(fā)式冷氣機)降溫原理是:當風(fēng)機運行時(shí)進(jìn)入腔內產(chǎn)生負壓,使機外空氣流過(guò)多孔濕潤的濕簾表面迫使過(guò)簾空氣的干球溫度降至接近于機外空氣的濕球溫度,即冷風(fēng)機出口的干球溫度比室外干球溫度低5-12℃(干熱地區可達15℃),空氣愈干熱,其溫差愈大,降溫效果越好。
2、機組使用時(shí)間久,應保證機組安裝牢固,如果存在隱患應立即通知專(zhuān)業(yè)人士維修。
3、本產(chǎn)品在運輸,安裝、運行過(guò)程中請切勿靠近火種,否則會(huì )導致機組燒毀,甚至火災事故。
4、請注意進(jìn)水管、排水管是否接駁良好,否則滲漏可能會(huì )造成的其它設備或產(chǎn)品的損壞。
5、為保證本機的效果應保證有足夠敝開(kāi)的門(mén)或窗。
6、請勿站到或坐到機組上,或在其上放置任何物品,可能會(huì )造成機器損壞、翻倒或物品掉下傷人等事故。
7、本機運行過(guò)程中,切勿拆開(kāi)蒸發(fā)器、頂蓋等機器配件,如維修、保養機器應先切斷電源,否則可能導致機器損壞或人員傷亡。
8、機組接線(xiàn)應正確且牢固,防止老鼠咬破及避免重壓、拉伸、擅自更改電源線(xiàn)或控制線(xiàn)。(如電源軟線(xiàn)損壞,為避免危險,必須由制造廠(chǎng)或其維修部或類(lèi)似的專(zhuān)職人員來(lái)更換。接地:必須可靠接地!接地線(xiàn)必須接在建筑物的專(zhuān)用接地反裝置上。)
9、(空氣太差,能否給我增加過(guò)濾網(wǎng)呢?)為保證降溫效果,可考慮加裝過(guò)濾網(wǎng)以保護蒸發(fā)器。
10、請勿使用容量不正確的保險線(xiàn)或其它金屬絲,有可能引起故障或火災等。
11、對濕度、溫度有嚴格要求的場(chǎng)所應請教專(zhuān)業(yè)人員指導使用。
12、本產(chǎn)品運行過(guò)程中有任何異常情況,應立即停止使用。
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