隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展、人民生活水平的提高,空調(diào)應用日益廣泛。在各類建筑物中,中央空調(diào)已是現(xiàn)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(chǔ)設(shè)施,已成為現(xiàn)代建筑的重要標志之一。
然而,空調(diào)風葉不停響,空調(diào)系統(tǒng)用電量在總用電量中的比例也在不斷上升,中央空調(diào)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,對空調(diào)進行節(jié)能是一個很熱門的話題。
雖然目前市面上的空調(diào)節(jié)能技術(shù)很多,但絕大多數(shù)都是針對空調(diào)主機進行節(jié)能,空調(diào)風葉軸承,而忽視了空調(diào)的其它兩個重要組成部分——風機和水泵的節(jié)能潛力。針對這一現(xiàn)實狀況,本文提出了一種基于實測數(shù)據(jù)對空調(diào)風機和水泵進行節(jié)能的方案,并設(shè)計了相應的控制器,終達到節(jié)能效果。
1 中央空調(diào)風機和水泵的節(jié)能方案
1.1 節(jié)能控制器總體架構(gòu)
中央空調(diào)風機、水泵節(jié)能控制器的總體架構(gòu)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,以便各個風機、水泵變頻之用,詳細介紹如下。
1.1.1 溫度數(shù)據(jù)
在算法中,需要將冷量值轉(zhuǎn)換為相應的水泵流量值和風機送風量值,這就需要利用圖2所示的公式進行轉(zhuǎn)換。由公式可知,需要測量溫度數(shù)值,采用溫度傳感器采集所需的溫度信號并且通過串口轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并傳輸?shù)焦た貦C內(nèi),單位為攝氏度(℃)。
1.1.2 預測冷量
利用現(xiàn)有的冷量預測技術(shù),獲取室內(nèi)所需的冷量,單位為瓦(W)。
1.1.3 功率和頻率采集
采用ART2010數(shù)據(jù)采集卡采集各個風機、水泵當前的運行的電壓值,并且通過自帶的AD轉(zhuǎn)換函數(shù)實現(xiàn)電信號和數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換成相應的功率值,單位為瓦(W),傳輸?shù)焦た貦C中。
頻率采集采用頻率計數(shù)器,單位為(HZ),同樣傳輸?shù)焦た貦C中。
1、水質(zhì)。濕簾降溫系統(tǒng)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(diào)風葉,會縮短濕簾的使用壽命,并且如果造成沉淀和堵塞,會影響降溫效果。
運行過程中要定期排水,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行清潔。
水質(zhì)的要求:pH值過低或過高會使?jié)窈熥兇嗷蜃冘?,建議pH值在6.5-8.5之間;鈣硬度(CaCO3)過高會在濕簾上沉積,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、遮陽防護。濕簾在使用的過程中要加裝遮陽板或者遮陽紗網(wǎng)。首先是防止陽光直曬,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,使用遮陽板和遮陽紗網(wǎng),也可以減少灰塵、柳絮等對濕簾的堵塞,防止?jié)窈熤苯恿茉?,而縮短使用壽命。
3、運行設(shè)置。室內(nèi)氣溫28℃以下不要使用濕簾;不要讓濕簾啟動間隔時間過短,這樣會讓礦物質(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,且長期處于潮濕狀態(tài),會很快產(chǎn)生異味并導致藻類和細菌在濕簾上的孳生。夜晚不用濕簾的時候,應關(guān)閉供水系統(tǒng),讓風機繼續(xù)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。)然后只啟動供水系統(tǒng),沖洗濕簾表面的水垢和藻類物(避免用蒸汽或高壓水沖洗濕簾)。沖洗的過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被清潔干凈后再關(guān)掉進水管和水泵,對水泵的濾網(wǎng)和水管進行清潔。對水管和濕簾進行清潔的過程中可以用速可凈進行適當?shù)南?,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,首先必須知道風扇在額定負壓下的通風量,知道通風量以后,如果用的是6英寸(15cm)的水簾紙就用通風量除以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(cè)的水簾長度。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著,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)和降溫過程變慢,雞舍內(nèi)溫度和濕度也會增加。
蒸發(fā)降溫系統(tǒng)的水簾水泵不能只靠溫度控制開啟。降溫系統(tǒng)要用恒濕器控制,其次是用溫控儀和定時鐘。當用定時鐘的時候,應該至少幾分鐘一個工作循環(huán),因為上水關(guān)的時間與開的時間同樣重要,清洗空調(diào)風葉,甚至比上水開的時間還重要。你必須通過觀察水簾紙來確定開的時間,如果水簾紙在水簾水泵開啟前徹底干了,你就應該在定時鐘設(shè)定時增加開啟的時間,減少關(guān)閉的時間。如果水簾紙不干或顏色不變淺,你就要減少開啟的時間,增加關(guān)閉的時間。空氣溫度低于80° F (26.6° C)的時候做好不開水簾水泵,同時所有的排風扇都開啟之后才能開啟水簾水泵,因為是在排風扇全部開啟的情況下來確定的水簾面積。
在后一個排風扇開啟和水簾水泵開啟之間應該有4° F (2° C)的溫差。當水簾紙正好開始變干之前和開始變濕時控制開關(guān)水簾水泵,這種蒸發(fā)效果是有效的,也就是見干見濕,不能常流水。
所有的蒸發(fā)降溫系統(tǒng)都應該安裝水凈化系統(tǒng)除去水中的礦物質(zhì),防止鈣和磷在水簾紙的進風管形成鈣化,造成水簾紙蒸發(fā)效果降低或無效,并縮短水簾紙使用壽命。
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