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,空調風(fēng)葉不停響,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,空調風(fēng)葉軸承,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。
1、水質(zhì)。濕簾降溫系統對于水質(zhì)的要求不能忽視,濕簾降溫使用質(zhì)量較差的水,空調風(fēng)葉,會(huì )縮短濕簾的使用壽命,并且如果造成沉淀和堵塞,會(huì )影響降溫效果。
運行過(guò)程中要定期排水,水質(zhì)達標的情況下,每次排10%左右即可,并且每周要對水箱和供排水管道進(jìn)行清潔。
水質(zhì)的要求:pH值過(guò)低或過(guò)高會(huì )使濕簾變脆或變軟,建議pH值在6.5-8.5之間;鈣硬度(CaCO3)過(guò)高會(huì )在濕簾上沉積,建議鈣硬度在20-150 mg/L(100-300 mg/L)之間;固體懸浮物含量建議<50mg/L。
2、遮陽(yáng)防護。濕簾在使用的過(guò)程中要加裝遮陽(yáng)板或者遮陽(yáng)紗網(wǎng)。首先是防止陽(yáng)光直曬,對濕簾的損傷和對水分的不必要蒸發(fā),增加濕簾的使用年限和工作效率。其次,使用遮陽(yáng)板和遮陽(yáng)紗網(wǎng),也可以減少灰塵、柳絮等對濕簾的堵塞,防止濕簾直接淋浴,而縮短使用壽命。
3、運行設置。室內氣溫28℃以下不要使用濕簾;不要讓濕簾啟動(dòng)間隔時(shí)間過(guò)短,這樣會(huì )讓礦物質(zhì)在濕簾上沉積并降低降溫效率;如果濕簾用于密閉環(huán)境,且長(cháng)期處于潮濕狀態(tài),會(huì )很快產(chǎn)生異味并導致藻類(lèi)和細菌在濕簾上的孳生。夜晚不用濕簾的時(shí)候,應關(guān)閉供水系統,讓風(fēng)機繼續運行30分鐘以上,晾干濕簾。
4、濕簾清潔。濕簾表面的水垢和藻類(lèi)物清除,在徹底晾干濕簾后,用軟毛刷上下輕刷,避免橫刷。(可先刷一部分,檢驗一下該濕簾是否經(jīng)得起刷。)然后只啟動(dòng)供水系統,沖洗濕簾表面的水垢和藻類(lèi)物(避免用蒸汽或高壓水沖洗濕簾)。沖洗的過(guò)程中可以先用清潔劑,然后再用清水沖洗。等濕簾上的水垢和藻類(lèi)被清潔干凈后再關(guān)掉進(jìn)水管和水泵,對水泵的濾網(wǎng)和水管進(jìn)行清潔。對水管和濕簾進(jìn)行清潔的過(guò)程中可以用速可凈進(jìn)行適當的消毒,速可凈是安全的可以喝的有機酸消毒劑,可以有效的去除水管中的銹跡和污漬。
為了確定水簾紙表面積的大小,首先必須知道風(fēng)扇在額定負壓下的通風(fēng)量,知道通風(fēng)量以后,如果用的是6英寸(15cm)的水簾紙就用通風(fēng)量除以400(2m),即可得到需要的水簾表面積。確定完面積以后,用總的表面積除以所用的水簾紙的高度,即可確定需要的水簾總寬度,再除以2就得到每側的水簾長(cháng)度。因為涼水不易蒸發(fā),所以不能把水簾紙的表面用遮光簾遮住,也不能把回水箱埋在地下。水簾水溫度越熱蒸發(fā)的越快,從而空氣溫度下降的越多。不能讓水簾水泵一直都開(kāi)著(zhù),要確保水簾紙上水不能全部飽和,因為空氣達到以后蒸發(fā)和降溫過(guò)程變慢,雞舍內溫度和濕度也會(huì )增加。
蒸發(fā)降溫系統的水簾水泵不能只靠溫度控制開(kāi)啟。降溫系統要用恒濕器控制,其次是用溫控儀和定時(shí)鐘。當用定時(shí)鐘的時(shí)候,應該至少幾分鐘一個(gè)工作循環(huán),因為上水關(guān)的時(shí)間與開(kāi)的時(shí)間同樣重要,清洗空調風(fēng)葉,甚至比上水開(kāi)的時(shí)間還重要。你必須通過(guò)觀(guān)察水簾紙來(lái)確定開(kāi)的時(shí)間,如果水簾紙在水簾水泵開(kāi)啟前徹底干了,你就應該在定時(shí)鐘設定時(shí)增加開(kāi)啟的時(shí)間,減少關(guān)閉的時(shí)間。如果水簾紙不干或顏色不變淺,你就要減少開(kāi)啟的時(shí)間,增加關(guān)閉的時(shí)間??諝鉁囟鹊陀?0° F (26.6° C)的時(shí)候做好不開(kāi)水簾水泵,同時(shí)所有的排風(fēng)扇都開(kāi)啟之后才能開(kāi)啟水簾水泵,因為是在排風(fēng)扇全部開(kāi)啟的情況下來(lái)確定的水簾面積。
在后一個(gè)排風(fēng)扇開(kāi)啟和水簾水泵開(kāi)啟之間應該有4° F (2° C)的溫差。當水簾紙正好開(kāi)始變干之前和開(kāi)始變濕時(shí)控制開(kāi)關(guān)水簾水泵,這種蒸發(fā)效果是有效的,也就是見(jiàn)干見(jiàn)濕,不能常流水。
所有的蒸發(fā)降溫系統都應該安裝水凈化系統除去水中的礦物質(zhì),防止鈣和磷在水簾紙的進(jìn)風(fēng)管形成鈣化,造成水簾紙蒸發(fā)效果降低或無(wú)效,并縮短水簾紙使用壽命。
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