随着国民经济的发展、人民生活水平的提高,空调应用日益广泛。在各类建筑物中,中央空调已是现代建筑创造舒适高效的工作和生活环境所不可缺少的重要基础设施,已成为现代建筑的重要标志之一。
然而,空调系统用电量在总用电量中的比例也在不断上升,中央空调用电量的激增已经引起了电网供电紧张。在能源日益紧缺的当今社会,对空调进行节能是一个很热门的话题。
虽然目前市面上的空调节能技术很多,但绝大多数都是针对空调主机进行节能,而忽视了空调的其它两个重要组成部分——风机和水泵的节能潜力。针对这一现实状况,本文提出了一种基于实测数据对空调风机和水泵进行节能的方案,并设计了相应的控制器,终达到节能效果。
1 中央空调风机和水泵的节能方案
1.1 节能控制器总体架构
中央空调风机、水泵节能控制器的总体架构如图1所示,图的左半部分是需要采集的各种信号,以便核心算法的处理;图的右半部分是输出信号,主要输出的是频率信号,以便各个风机、水泵变频之用,详细介绍如下。
1.1.1 温度数据
在算法中,需要将冷量值转换为相应的水泵流量值和风机送风量值,这就需要利用图2所示的公式进行转换。由公式可知,需要测量温度数值,采用温度传感器采集所需的温度信号并且通过串口转换成数字信号并传输到工控机内,单位为摄氏度(℃)。
1.1.2 预测冷量
利用现有的冷量预测技术,获取室内所需的冷量,单位为瓦(W)。
1.1.3 功率和频率采集
采用ART2010数据采集卡采集各个风机、水泵当前的运行的电压值,并且通过自带的AD转换函数实现电信号和数字信号的转换,转换成相应的功率值,单位为瓦(W),传输到工控机中。
频率采集采用频率计数器,单位为(HZ),同样传输到工控机中。
第二个条件是用来蒸发出水蒸气的媒介物(水帘纸)的类型。前几年曾经尝试用过好几种类型的媒介物来制作水帘纸,环保空调水泵环保空调水泵,但是后来还是回到用纸制作。
蒸发降温系统的原理就是加湿水帘纸的表面并从纸的表面蒸发出水蒸气。空气经过水帘纸的进风管的长度和角度,会对得到的水蒸气的量造成影响。当空气穿过水帘纸的时候,3/8英寸(1cm)的进风管直径可以产生很好的气体阻力,因为当气体通过水帘纸时会产生摩擦力,摩擦力引起温度上升,会产生较高水平的蒸发作用。
第三是阻力大小或穿过水帘的风速。水帘纸的面积应该仅以促使空气穿过水帘纸的排风扇的通风量来决定。如果水帘纸的面积与排风扇的通风量相比太大或太小,蒸发速度就不理想。如果通过水帘纸的风速太快,就会使水脱离水帘纸的表面引起鸡舍湿度升高,水帘降温系统附近的地面会变湿;如果通过水帘纸的风速太慢,就不会在水帘纸内部产生足够的摩擦升温,蒸发速度就会太慢,温度下降就会不如意。
温度、风速和水分子的蒸发这三个影响蒸发的因素比其它任何因素都重要。空气越热,空气保持湿度的能力(含水量)越高,蒸发水平就越高。湿度越高蒸发速度越低,是因为空气中含水量接近饱和,已经携带了太多的水份。这就是为什么空气的温度对蒸发速度有如此重要影响的原因所在。
冷风机(蒸发式冷气机)是由表面积很大的特种纤维波纹蜂窝状湿帘、高效节能风机、水循环系统、浮球阀补水装冷置、机壳及电器元件等组成。
降温原理
冷风机(蒸发式冷气机)降温原理是:当风机运行时进入腔内产生负压,使机外空气流过多孔湿润的湿帘表面迫使过帘空气的干球温度降至接近于机外空气的湿球温度,即冷风机出口的干球温度比室外干球温度低5-12℃(干热地区可达15℃),空气愈干热,其温差愈大,降温效果越好。
2、机组使用时间久,应保证机组安装牢固,如果存在隐患应立即通知专业人士维修。
3、本产品在运输,安装、运行过程中请切勿靠近火种,否则会导致机组烧毁,甚至火灾事故。
4、请注意进水管、排水管是否接驳良好,否则渗漏可能会造成的其它设备或产品的损坏。
5、为保证本机的效果应保证有足够敝开的门或窗。
6、请勿站到或坐到机组上,或在其上放置任何物品,可能会造成机器损坏、翻倒或物品掉下伤人等事故。
7、本机运行过程中,切勿拆开蒸发器、顶盖等机器配件,如维修、保养机器应先切断电源,否则可能导致机器损坏或人员伤亡。
8、机组接线应正确且牢固,防止老鼠咬破及避免重压、拉伸、擅自更改电源线或控制线。(如电源软线损坏,为避免危险,必须由制造厂或其维修部或类似的专职人员来更换。接地:必须可靠接地!接地线必须接在建筑物的专用接地反装置上。)
9、(空气太差,能否给我增加过滤网呢?)为保证降温效果,可考虑加装过滤网以保护蒸发器。
10、请勿使用容量不正确的保险线或其它金属丝,有可能引起故障或火灾等。
11、对湿度、温度有严格要求的场所应请教专业人员指导使用。
12、本产品运行过程中有任何异常情况,应立即停止使用。
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