制冷機通過(guò)壓縮機將制冷劑壓縮成液態(tài)后送蒸發(fā)器中與冷凍水進(jìn)行熱交換,將冷凍水制冷,冷凍水泵將冷凍水送到各風(fēng)機風(fēng)口的冷卻盤(pán)管中,由風(fēng)機吹送冷風(fēng)達到降溫的目的。經(jīng)蒸發(fā)后的制冷劑在冷凝器中釋放出熱量,與冷卻循環(huán)水進(jìn)行熱交換,由冷卻水泵將帶來(lái)熱量的冷卻水帶到散熱水塔上由水塔風(fēng)扇對其進(jìn)行噴淋冷卻,與大氣之間進(jìn)行熱交換,將熱量散發(fā)到大氣中去。
舊操作系統為“星-三角轉換起動(dòng)”全壓運行,此時(shí)空調機組在滿(mǎn)負荷狀態(tài)下工作,系統在起動(dòng)電機時(shí)不能平滑起動(dòng),起動(dòng)時(shí)對電網(wǎng)沖擊大,長(cháng)時(shí)間頻繁起動(dòng)將造成電機的絕緣性下降,電機溫升過(guò)高,在運行過(guò)程中不能有效的根據病房與辦公樓的需求,對溫度進(jìn)行有效的調節,只能工頻進(jìn)給,這將勢必造成能量的浪費。
而通過(guò)變頻頻改造后,能根據房間的制冷及制熱的需求自動(dòng)調節冷凍泵及冷卻泵的流量而達到節能降耗的目地。
?。?)由于目前冷卻水循環(huán)泵為工頻滿(mǎn)負荷運轉,在制冷周期的前期和后期,環(huán)境溫度較低,冷卻水回水溫度較低,會(huì )造成化鋰結晶,導致空調機組效率降低,甚至保護。采用變頻恒溫差控制后,回水溫度得到有效控制,將大大提高空調機組的效率,達到節能目地。
?。?)由于冷凍水循環(huán)泵也在工頻滿(mǎn)負荷運轉,而不能根據室內溫度的要求自動(dòng)調節流量,而通過(guò)變頻改造后冷凍泵能根據室外溫度及室內溫度要求能自動(dòng)調節流量,提高效率,達到節能目地。
?。?)減小空調開(kāi)機、停機時(shí)對供電和系統的沖擊 減小空調開(kāi)/停機對電網(wǎng)的沖擊,由于循環(huán)水泵的功率較大,工頻起/停泵時(shí),對電網(wǎng)的沖擊較大,影響其他設備的運行。采用變頻控制后,水泵實(shí)現軟起動(dòng)、軟停止,其電流均小于額定電流,對電網(wǎng)不再產(chǎn)生沖擊。
?。?)降低設備的故障率
采用變頻控制后,循環(huán)水泵大部分時(shí)間工作在額定功率以下,這將有力的降低設備的故障率,減少設備維修和維護。
?。?)提高設備的自動(dòng)化程度
水簾的降溫原理簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是利用水蒸發(fā)過(guò)程中水吸收空氣中的熱量,使空氣溫度下降的物理學(xué)原理。系統的降溫過(guò)程是在其核心“濕簾紙”內完成的。當室外熱空氣被風(fēng)機抽吸進(jìn)入布滿(mǎn)冷卻水的濕簾紙時(shí),冷卻水由液態(tài)轉化成氣態(tài)的水分子,吸收空氣中大量的熱能從而使空氣溫度迅速下降,與室內的熱空氣混合后,通過(guò)負壓風(fēng)機排出室外。而這一降溫過(guò)程就是一種絕熱降溫過(guò)程,也叫做等焓加濕。
一個(gè)體系從狀態(tài)1變化到狀態(tài)2的過(guò)程中,若其焓值不變,則稱(chēng)之為等焓過(guò)程。在絕熱的條件下向空氣噴水或水蒸發(fā)而向空氣中加入水蒸氣的過(guò)程稱(chēng)為絕熱加濕過(guò)程。
因為是絕熱的,水蒸發(fā)吸收的潛熱完全來(lái)自空氣自身,加濕后濕空氣的溫度將降低,故又稱(chēng)為蒸發(fā)冷卻過(guò)程。沿著(zhù)等焓線(xiàn)變化過(guò)程中(1->2的變化方向)可以看出它的含濕量和潛熱增加了,只有當相對濕度φ=100%時(shí),干球溫度才等于濕球溫度。干球溫度比濕球溫度高,干濕球溫度差就是蒸發(fā)冷卻動(dòng)力,干濕球溫度差越大其蒸發(fā)冷卻效果越好。
簡(jiǎn)單的解釋一下?tīng)顟B(tài)1->2的過(guò)程(可查閱詳細的焓濕圖)。此過(guò)程,溫度下降了,但是相對濕度上升了。說(shuō)明水簾降溫實(shí)際上是溫度與相對濕度的一個(gè)交換過(guò)程。降低溫度的能力與空氣的相對干燥程度息息相關(guān)。若空氣相對較干燥(相對濕度低),那么此空氣可容納水分能力較強,即可吸收更多的水分進(jìn)入空氣中,意味著(zhù)能夠吸收更多的熱量從而下降更多的溫度;反之,可下降的溫度就較少。
綜上可知,水簾真的是“靠天吃飯”的。這也進(jìn)一步解釋了水簾為什么在干燥的北方夏季效果較好,而在濕熱的南方效果較差的現象。所以在南方的夏季建議設計雞舍過(guò)程中相應的增加通風(fēng)量從而增加舍內外的濕度交換并且提高風(fēng)制冷效果
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,KS30A金功水泵,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。
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