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摘要:
熱真空試驗是針對航天產(chǎn)品特有的試驗項目,其一般參照相應(yīng)的試驗標(biāo)準(zhǔn)和方法進(jìn)行。但是,如果標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的試驗條件過松,則有可能達(dá)不到檢測產(chǎn)品的真實性能的目的;如果試驗條件過嚴(yán),則又可能導(dǎo)致過試驗現(xiàn)象,影響產(chǎn)品的性能。因此,對航天產(chǎn)品熱真空試驗的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了對比分析,以期對該試驗項目相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的正確選擇和應(yīng)用提供一定的參考。
關(guān)鍵詞:
航天產(chǎn)品;熱真空試驗;試驗標(biāo)準(zhǔn);試驗方法
0引言
航天產(chǎn)品在使用的過程中出現(xiàn)故障時一般不能維修或極不易維修,因此,其一旦出現(xiàn)故障,就極易造成整體停止運(yùn)行的事故,從而帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和政治后果。同時,由于產(chǎn)品要求高可靠、長壽命,因而有必要在產(chǎn)品投入使用前對產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性進(jìn)行檢驗,以降低使用風(fēng)險,保證產(chǎn)品安全、可靠地運(yùn)行。為了實現(xiàn)上述目的,在科研和生產(chǎn)過程中一般廣泛地采用人工模擬環(huán)境試驗對產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性進(jìn)行驗證。熱真空試驗屬于熱試驗的一部分,是空間環(huán)境模擬試驗中非常重要的試驗之一,被廣泛地應(yīng)用于衛(wèi)星組件、分系統(tǒng)和整星的鑒定和驗收中[1]。目前,航天產(chǎn)品的熱真空試驗一般都參照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和試驗方法進(jìn)行,但是,不同的標(biāo)準(zhǔn)對于試驗條件的要求又有細(xì)微的差別,因而本文對航天產(chǎn)品的熱真空試驗標(biāo)準(zhǔn)與方法進(jìn)行了分析,以期為航天機(jī)構(gòu)合理地參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),選擇適用的試驗方法提供一定的借鑒。
1熱真空試驗相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與方法的作用
對太陽幅射、冷黑環(huán)境和真空環(huán)境進(jìn)行的工作模擬試驗被叫做熱真空試驗。環(huán)境熱真空試驗是指在規(guī)定的壓力與鑒定級或驗收級熱真空試驗溫度條件下,暴露航天產(chǎn)品的設(shè)計與工藝問題,評定其工作性能,驗證其飛行功能的試驗。過松的試驗條件無法達(dá)到檢測產(chǎn)品的真正性能的目的,從而無法為航天產(chǎn)品的具體使用提供有效的依據(jù),使得有質(zhì)量隱患的航天產(chǎn)品冒險工作[2];過嚴(yán)或不適當(dāng)?shù)脑囼灄l件與試驗措施又會導(dǎo)致過試驗,影響航天產(chǎn)品的性能,產(chǎn)生隱患,進(jìn)而影響航天產(chǎn)品的后續(xù)使用。因此,美國、歐洲和我國都頒布了一系列的試驗標(biāo)準(zhǔn),各監(jiān)測與試驗單位也起草了各自的企標(biāo)與試驗方法,以指導(dǎo)熱真空試驗的順利開展。熱真空試驗應(yīng)力條件是隨著社會科技水平、制造組裝工藝的發(fā)展和人們對空間試驗(熱真空試驗)的認(rèn)識的提高而不斷地發(fā)展的[3],我國的熱真空試驗標(biāo)準(zhǔn)與歐洲、美國的標(biāo)準(zhǔn)有一定的差別,這也是由于產(chǎn)品具體的工藝水平、各自對空間試驗的認(rèn)識和產(chǎn)品的實際應(yīng)用的環(huán)境存在一定的差異所帶來的結(jié)果。此外,各種標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過試驗一段時間后要進(jìn)行重新修正,頒布新的試驗標(biāo)準(zhǔn),也是基于以上的原因。
2各版熱真空試驗標(biāo)準(zhǔn)的分析
目前,各國熱真空試驗中常使用的標(biāo)準(zhǔn)有:歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)ECSS-E-10-03(1998);美軍標(biāo)MIL-STD-1540B-1982、MIL-STD-1540C-1994、MIL-STD-1540d-1999和IL-STD-1540E-2002;我國的國軍標(biāo)GJB1027-1990[4]與GJB1027A-2005。我國還有監(jiān)督單位或試驗單位編制的部分企業(yè)熱真空試驗方法標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范,包括:QJ2630.1-1994《衛(wèi)星組件空間環(huán)境試驗方法》[5]《集成電路熱真空試驗方法與和程序》《微波組件熱真空試驗方法》《固態(tài)微波放大器熱真空試驗技術(shù)規(guī)范》和《空間行波管熱真空試驗技術(shù)規(guī)范》等。國軍標(biāo)GJB1027-1990在編制過程中借鑒了MIL-STD-1540B-1982的部分內(nèi)容,后期頒布的GJB1027A-2005在編制過程中也根據(jù)我國的國情參考了美軍標(biāo)MIL-STD-1540C-1994和MIL-STD-1540E-2002;此外,各個企標(biāo)編寫時也參考了美軍標(biāo)MIL-STD-150B-1982、MIL-STD-1540C-1994和MIL-STD-1540E-2002與國軍標(biāo)GJB1027-1990和GJB1027A-2005。因此,這里我們著重討論MIL-STD-1540C-1994、MIL-STD-1540E-2002、GJB1027-1990和GJB1027A-2005,并簡單地討論一下在空間試驗(熱真空試驗)中各試驗單位較常使用的QJ2630.1-1994《衛(wèi)星組件空間環(huán)境試驗方法》。
2.1美軍標(biāo)MIL-STD-1540B-1982、MIL-STD-1540C-1994與MIL-STD-1540E-2002的比較
美軍標(biāo)MIL-STD-1540B-1982、MIL-STD-1540C-1994與MIL-STD-1540E-2002之間的差異如表1所示。對比美軍標(biāo)MIL-STD-1540B-1982、MIL-STD-1540C-1994和MIL-STD-1540E-2002發(fā)現(xiàn),這3個標(biāo)準(zhǔn)中,MIL-STD-1540C-1994規(guī)定的試驗條件最為嚴(yán)格,但在使用了幾年后,頒布的MIL-STD-1540E-2002的要求較MIL-STD-1540C-1994又有了一定程度的降低,有回歸MIL-STD-1540B-1982的跡象。究其原因,主要有3點:1)社會科技水平、制造組裝工藝有了一定的發(fā)展,因而試驗要求可以相應(yīng)地降低;2)使用MIL-STD-1540C-1994后美國航天業(yè)出現(xiàn)了幾次航天事故[2],這些事故與當(dāng)時所使用的MIL-STD-1540C-1994要求的試驗嚴(yán)酷,造成過試驗多少有些關(guān)聯(lián);3)從表1的數(shù)據(jù)來分析,MIL-STD-1540C-1994的循環(huán)次數(shù)過多和總試驗時間過長,造成了試驗室試驗?zāi)芰Φ睦速M(fèi),影響了整個產(chǎn)品的正式交貨周期。而MIL-STD-1540E-2002使用至今未改動,已經(jīng)完全代替了先前使用的標(biāo)準(zhǔn),且現(xiàn)在各國航天部門在編制各自的航天試驗標(biāo)準(zhǔn)時均較多地參照了MIL-STD-1540E-2002,這也說明了MIL-STD-1540E-2002已是一部趨于成熟的航天產(chǎn)品的試驗標(biāo)準(zhǔn)。
2.2國軍標(biāo)GJB1027-1990與GJB1027A-2005的比較
GJB1027-1990與GJB1027A-2005的比較如表2所示。GJB1027-1990與GJB1027A-2005的差別主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
a)循環(huán)次數(shù)不同GJB1027-1990是參考美軍標(biāo)MIL-STD-1540B-1982的部分內(nèi)容編寫的,因此,其規(guī)定循環(huán)次數(shù)至少為3次;GJB1027A-2005是參照MIL-STD-1540C-1994與MIL-STD-1540E-2002,再結(jié)合國內(nèi)航天行業(yè)的實際情況編寫的,因此,其規(guī)定循環(huán)次數(shù)最多為9次,鑒定試驗循環(huán)次數(shù)為6.5~8.5次,驗收試驗的循環(huán)次數(shù)是2.5~4.5次。0.5次是為了遵循航天產(chǎn)品的高進(jìn)高出(高溫開始高溫結(jié)束)原則,這也是人們對空間試驗的認(rèn)識有所提高的結(jié)果。
b)循環(huán)時間不同GJB1027-1990中規(guī)定的保持時間為12h,這是因為航天器上天工作的白晝時間轉(zhuǎn)換為12h[3]。但是,由于熱真空試驗設(shè)備技術(shù)水平與試驗手段的提高,1h內(nèi)熱真空設(shè)備內(nèi)已經(jīng)基本能夠達(dá)到溫度平衡,工作4h后航天器產(chǎn)品本身也達(dá)到了熱平衡狀態(tài),因此4h就已足夠考驗航天器的性能。時間過長,一方面可能會造成過試驗,對航天產(chǎn)品的性能產(chǎn)生隱患;另一方面則是會造成資源的浪費(fèi),所以GJB1027A-2005中將試驗保持時間修改為了4h。
c)試驗壓力不同GJB1027-1990要求真空壓力≤1.3×10-3Pa[3],而GJB1027A-2005將這一要求降低到≤6.65×10-3Pa,這是因為,在≤6.65×10-3Pa的真空環(huán)境下也足以考驗航天器的性能;另外也是考慮到目前國內(nèi)熱真空設(shè)備的性能存在差異,降低真空壓力的要求能夠讓更多的試驗單位進(jìn)行熱真空試驗;再三,真空度的降低還可以節(jié)約整個試驗的時間,保護(hù)試驗資源等。
d)壓力誤差不同GJB1027-1990與GJB1027A-2005對壓力誤差的規(guī)定的差異主要體現(xiàn)在當(dāng)施加的壓力小于0.133Pa時,即:GJB2027-1990規(guī)定,當(dāng)壓力<0.133Pa時,允許誤差為±50%;GJB1027A-2005規(guī)定,當(dāng)壓力<0.133Pa時,允許誤差為±80%。原因同上,考慮到試驗設(shè)備的要求,許多真空設(shè)備的真空檢測部件采用電離規(guī)或冷規(guī),它們的誤差范圍是隨著真實度的提高而偏離增大的;而當(dāng)真空壓力≤6.65×10-2Pa后,真空微放電現(xiàn)象已經(jīng)趨于穩(wěn)定,現(xiàn)在使用的GJB1027A-2005規(guī)定的真空壓力≤6.65×10-3Pa足夠檢驗產(chǎn)品的性能,所以這時候(<0.133Pa)的誤差范圍可以增大。
e)溫度誤差不同GJB1027-1990規(guī)定的溫度誤差是±3℃[3],而GJB1027A-2005則規(guī)定允許的溫度誤差為低溫(T+40)℃/高溫(T0-4)℃,這與MIL-STD-1540E-2002替換MIL-STD-1540C-1994的目的一樣,都是為了避免過試驗產(chǎn)生,以保證熱真空試驗的安全與可靠。GJB1027A-2005與GJB1027-1990相比,在試驗時間、循環(huán)次數(shù)、首循環(huán)高(低)溫開始試驗、試驗容差和試驗范圍等方面都有不小的改變,現(xiàn)在空間試驗中,已基本不再使用GJB1027-1990,而是選擇GJB1027A-2005,這是產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝進(jìn)步的結(jié)果,也是人們對空間試驗認(rèn)識的提高的結(jié)果。
2.3QJ2630.1-1994《衛(wèi)星組件空間環(huán)境試驗方法》
在企標(biāo)中,QJ2630.1-1994《衛(wèi)星組件空間環(huán)境試驗方法》對熱真空試驗的闡述是比較詳細(xì)的,對試驗的實際開展具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義,現(xiàn)在被國內(nèi)熱真空試驗單位使用得較多,這里也對其進(jìn)行簡單的介紹。QJ2630.1-1994《衛(wèi)星組件空間環(huán)境試驗方法》是一部專門關(guān)于熱真空試驗的試驗方法,它闡述了熱真空試驗的目的、試驗環(huán)境、試驗設(shè)備、試驗程序與方法、試驗中斷處理和試驗記錄等內(nèi)容,指導(dǎo)性與可操作性都較強(qiáng)。例如:在QJ2630.1-1994《衛(wèi)星組件空間環(huán)境試驗方法》中,關(guān)于控溫傳感器的布置的規(guī)定如下所述。1)產(chǎn)品的熱交換方式以傳導(dǎo)為主時(低溫),控溫傳感器安置在產(chǎn)品的底板上;2)產(chǎn)品的熱交換方式以幅射為主時(高溫),控溫傳感器安置在產(chǎn)品外殼的熱平衡處[4]。在實際操作時,熱真空循環(huán)既包括高溫循環(huán)也包括低溫循環(huán),但是,目前許多熱真空設(shè)備并不具有雙控溫傳感器,在這種情況下,只能折中地布置控溫傳感器。在熱真空試驗過程中,高溫更要求控溫精確,尤其是對于大功率產(chǎn)品而言,因此,從保護(hù)產(chǎn)品的目的出發(fā),此時控溫傳感器應(yīng)安置在產(chǎn)品外殼的熱平衡點上。在有了MIL-STD-1540E-2002與GJB1027A-2005標(biāo)準(zhǔn)后,我們還要使用QJ2630.1-1994《衛(wèi)星組件空間環(huán)境試驗方法》,這主要是因為前兩個標(biāo)準(zhǔn)都只是對空間試驗的要求作了定質(zhì)要求,由于航天產(chǎn)品的功率、頻率和噪聲等參數(shù)要求各不相同,因此,不同的產(chǎn)品的熱真空試驗的方法或要求也就應(yīng)該有所區(qū)別,而這種區(qū)別在MIL-STD-1540E-2002與GJB1027A-2005中并沒有得到體現(xiàn)。值得稱道的是QJ2630.1-1994《衛(wèi)星組件空間環(huán)境試驗方法》對熱真空試驗的目的、環(huán)境、設(shè)備、試驗程序和方法等都進(jìn)行了量化規(guī)定,這對于具體試驗的實施有著極大的指導(dǎo)意義。不同的航天產(chǎn)品的工作目的一般都是不同的,因而其功率、頻率和噪聲等參數(shù)也不盡相同。有些航天產(chǎn)品由于其自身的特點,其試驗條件要求更高,已超出了現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,對這些航天產(chǎn)品進(jìn)行熱真空試驗時,可以在原有標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,在補(bǔ)充協(xié)議中加以規(guī)定,但原則上不能降低要求。例如:功放產(chǎn)品對溫度變化率較為敏感,所以其熱真空試驗要求其變溫速率大于1或1.5,甚至更高;且對工作溫度偏差要求較高,要求高溫(T+40)℃,低溫(T0-4)℃。這時按早期的MIL-STD-1540B-1982與GJB1027-1990或現(xiàn)在的MIL-STD-1540E-2002與GJB1027A-2005進(jìn)行試驗都無法達(dá)到檢驗?zāi)康?,由此就?yīng)該針對產(chǎn)品本身的特點來制定一些補(bǔ)充規(guī)定和要求,以保證達(dá)到檢驗?zāi)康?。有些航天產(chǎn)品根據(jù)其自身的特點,其試驗條件的要求可以降低,例如:在達(dá)到試驗?zāi)康牡那疤嵯?,非功率產(chǎn)品在熱真空試驗中僅要求升降溫時變溫速率大于0.5,平均變溫速率大于或等于1即可。這些可以在其補(bǔ)充規(guī)定和要求中加以體現(xiàn),這也是對試驗資源的一種保護(hù)。所以,現(xiàn)在熱真空試驗也不是全部依照MIL-STD-1540E-2002、GJB1027A-2005和QJ2630.1-1994《衛(wèi)星組件空間環(huán)境試驗方法》等直接去進(jìn)行試驗,試驗過程中還根據(jù)航天產(chǎn)品自身的特點編制了許多的檢驗驗收技術(shù)要求(或協(xié)議)與補(bǔ)充協(xié)議(或要求),這都是允許的。
3結(jié)束語
GJB1027A-2005從2006年頒布至今已有10年時間了,這10年也正是我國航天事業(yè)井噴的10年,并且還在持續(xù)地發(fā)展中。這也反映了GJB1027A-2005的合理性,或是說其較適合指導(dǎo)我國航天產(chǎn)品的熱真空試驗[2]。QJ2630.1-1994《衛(wèi)星組件空間環(huán)境試驗方法》(中國航天工業(yè)總公司)從起草到現(xiàn)在已有20年的時間,但還在使用,許多監(jiān)督單位或試驗單位在編制新的航天航空標(biāo)準(zhǔn)或試驗方法的時候也在借鑒其部分內(nèi)容,說明了其廣泛的適用性。目前的做法是,進(jìn)行航天環(huán)境試驗時,其依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)較多地選擇了MIL-STD-1540E-2002與GJB1027A-2005;其試驗方法則較多地選擇QJ2630.1-1994《衛(wèi)星組件空間環(huán)境試驗方法》。這是因為,前面兩個標(biāo)準(zhǔn)是已經(jīng)趨于成熟的標(biāo)準(zhǔn),適用于我們現(xiàn)在的工藝水平,反映了我們對空間試驗的認(rèn)識程度;后面這個試驗方法對于我們進(jìn)行具體的空間試驗有著較高的指導(dǎo)價值。
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關(guān)鍵詞:中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng);污染控制;技術(shù)分析
中圖分類號:TB657文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
空調(diào)使用的領(lǐng)域越來越廣,家用空調(diào)、大型商場空調(diào)系統(tǒng)、戶外空調(diào)系統(tǒng)等不同領(lǐng)域和行業(yè)都出現(xiàn)了類似空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)污染問題,因為這些行業(yè)的空調(diào)系統(tǒng)都是使用的中央空調(diào)系統(tǒng),這引起了相關(guān)設(shè)計人員和使用者的重視度,從而對中央空調(diào)的安全使用提出了質(zhì)疑,因此避免類似污染成為當(dāng)前務(wù)必解決的事情。
一、中央空調(diào)系統(tǒng)普遍存在的問題及應(yīng)對措施
1、送入的新風(fēng)量不足
目前國內(nèi)在空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計中存在新風(fēng)量不足的問題,國內(nèi)出于節(jié)約投資,降低運(yùn)行費(fèi)用的考慮,一般手冊上給出的設(shè)計空調(diào)新風(fēng)量只有~8.5m3/(h.人),而國外則一般采用更大的新風(fēng)量,比如德國標(biāo)準(zhǔn)中的新風(fēng)量為20~50 m3/(h.人),國內(nèi)外存在較大差異。解決新風(fēng)量不足的應(yīng)對措施是合理進(jìn)行設(shè)計和運(yùn)行調(diào)節(jié)新風(fēng)量,在保證室內(nèi)空氣質(zhì)量的同時實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
2、中央空調(diào)系統(tǒng)的維護(hù)不及時
中央空調(diào)系統(tǒng)要做好日常維護(hù)清理工作,但是實際中清理工作遲遲不到位,有的甚至3~5年都不進(jìn)行一次清理,從而造成空調(diào)系統(tǒng)中凝水盤、凝水管、空調(diào)風(fēng)管潮濕、積塵這樣的現(xiàn)象,大量細(xì)菌在凝水管這樣的設(shè)備中滋生。
據(jù)報道,廣州某超市開業(yè)4年,在這4年期間沒有對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行半年一清理的工作,只是4年進(jìn)行了一次清理,清理的時候發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)積塵已經(jīng)達(dá)到1寸厚,使得管道直徑縮小為原來的一半,在進(jìn)行檢查的時候還能聞到一股惡臭味,仔細(xì)檢查原來是老鼠的尸體。
因此要保證中央空調(diào)系統(tǒng)空氣流轉(zhuǎn)清新就要保證清洗工作的及時,應(yīng)對措施是保證最少每半年對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行一次清理。
3、新風(fēng)、回風(fēng)凈化不當(dāng)
新鮮空氣送入的多少決定了中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的能量消耗,如今中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)都是采用回風(fēng)節(jié)能方式,但是這種方法會造成原有空氣清潔度、清潔效率低下的問題,由于回風(fēng)利用的次數(shù)較多,污濁的空氣濃度不會降低反而會上升,所以要對空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的送風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié),保證空氣能夠清新并且節(jié)省能源。
出現(xiàn)這種原因大部分是中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的問題,由于中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的凈化裝置出現(xiàn)問題,使得回風(fēng)中有害氣體和異味不能得到凈化,原來空氣中的雜質(zhì)重新保留了下來,從而造成室內(nèi)空氣污濁,這種問題的存在給人們健康帶來巨大影響。
這種問題出現(xiàn)主要是過濾器存在老化現(xiàn)象,過濾器不能夠?qū)⒖諝庵械碾s質(zhì)或者小顆粒進(jìn)行篩選,使得空氣中原有細(xì)菌和雜質(zhì)重新轉(zhuǎn)移到凈化后的空氣中,從而造成大氣污染,影響整個空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)[1]。應(yīng)對措施是合理選用空調(diào)系統(tǒng)的凈化裝置,在下文中將詳細(xì)介紹。
二、中央空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)回風(fēng)污染控制措施
在中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中都裝有金屬絲過濾網(wǎng),但是這些過濾網(wǎng)基本都處于無效狀態(tài),因為在新風(fēng)和回風(fēng)交換處安裝的金屬絲過濾網(wǎng)無法對回風(fēng)中極小顆粒進(jìn)行過濾,這樣就造成了回風(fēng)中依舊存在大量細(xì)菌或可吸入顆粒,另外也會造成通風(fēng)系統(tǒng)的表面上存在大量積塵,使得中央空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)量以及冷量嚴(yán)重不足,冷量不足會造成夏季室內(nèi)溫度無法降低,風(fēng)量不足則會造成濕度和塵、菌濃度大大超標(biāo)。
中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)污染控制方法主要包括加裝粗效過濾器、加裝靜電過濾器和 清洗空調(diào)表冷器這三部分,下面將進(jìn)行詳細(xì)的分析。
1、加裝粗效過濾器
在風(fēng)機(jī)余壓不是很充足的情況下,還要滿足中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中空氣凈化的標(biāo)準(zhǔn),就要加裝粗效過濾機(jī),加裝完過濾機(jī)之后還要安裝相應(yīng)的風(fēng)機(jī),這些過濾機(jī)和風(fēng)機(jī)的安裝勢必會增加空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用,從而增加了使用者的投資成本。
如果既要滿足經(jīng)濟(jì)方面和占地方面的需要,就要安裝無紡布粗效過濾器,這種過濾器比起傳統(tǒng)的金屬絲過濾網(wǎng)過濾效果更強(qiáng),能夠使得微小顆粒被過濾出來,原理的金屬絲過濾網(wǎng)不要扔掉,合理利用將其安裝在室外的新風(fēng)采集口,兩者形成牢固的屏障,進(jìn)行多次過濾,使得空氣凈化效果達(dá)到最佳。這樣既能保持室內(nèi)空氣清新,又能降低使用者的投資成本[2]。
2、加裝靜電過濾器
靜電過濾器是具有一定科技成分的元件,因此就帶來更多優(yōu)點:運(yùn)行阻力小、運(yùn)行費(fèi)用低,靜電過濾器在運(yùn)行時運(yùn)行費(fèi)用約為常規(guī)過濾器運(yùn)行費(fèi)用的一半;靜電過濾器的過濾效果極優(yōu),過濾效果可以達(dá)到一個中高效過濾器的過濾效果。不止在大型商場,在大型民用建筑的中央空調(diào)中也可以應(yīng)用靜電過濾器,經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn),加裝靜電過濾器和不加裝靜電過濾器的空氣質(zhì)量存在著極大的差別。在我國之所以靜電過濾器沒有得到普及,是因為國內(nèi)的靜電器靜電效果不佳,常常出現(xiàn)擊穿的問題,嚴(yán)重影響了空氣過濾的水平,再加上國內(nèi)高昂的安裝和維修成本導(dǎo)致靜電過濾器市場冷清,無人問津。
對于安裝空間狹小和風(fēng)機(jī)的余壓偏小這樣的局限,選擇在中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中安裝靜電過濾器是一個很不錯的選擇。靜電過濾器就是在空氣通過的細(xì)孔中間形成電場,當(dāng)有空氣通過時,空氣中的微小顆粒和雜質(zhì)就會受到點擊,從而破壞雜質(zhì)成分,擊穿后的顆粒變得極小,進(jìn)而被電場吸附。學(xué)過物理的人都會知道,靜電場電力空氣不均勻的話就會產(chǎn)生臭氧,由于靜電過濾器中針狀導(dǎo)體與金屬圓孔之間都是等距的,所以不易產(chǎn)生臭氧。
3、清洗空調(diào)表冷器
之所以要對中央空調(diào)的表冷器進(jìn)行清洗,是因為金屬絲過濾器對空氣中的細(xì)小微塵的過濾效果太差,由于金屬絲不能對空氣中的微塵進(jìn)行有效過濾,導(dǎo)致空調(diào)器的表冷面上存在大量積塵,這些積塵會影響通風(fēng)系統(tǒng)中的冷量和風(fēng)量,進(jìn)而使中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)對空氣的凈化效果變差,這是一種被動的控制污染的方法。
三、污染控制效果的對比及經(jīng)濟(jì)性對比
1、粗效靜電過濾器的風(fēng)衰
選擇兩臺工況相近的空調(diào)器作為實驗機(jī)組,兩臺實驗機(jī)組一臺加裝粗效過濾器,另一臺加裝靜電過濾器。通過實驗,過濾器的前后阻力,粗效過濾器的阻力遠(yuǎn)大于靜電過濾器,同時由于阻力造成風(fēng)衰,粗效過濾器造成的風(fēng)衰也遠(yuǎn)大于靜電過濾器。
2、表冷器清洗方案的風(fēng)量衰減率
通過清洗空調(diào)表冷器可以迅速提高通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量,但是由于通風(fēng)系統(tǒng)中的金屬過濾網(wǎng)對回風(fēng)中的灰塵沒有過濾效果,所以沒過多久空調(diào)器的表冷面上就會再次出現(xiàn)大量積塵,又會造成風(fēng)量的減少。
3、污染控制方案的經(jīng)濟(jì)性比較
靜電過濾器的設(shè)備初投資為90000元,使用壽命為180個月,年耗電費(fèi)用為104324元,15年的折現(xiàn)費(fèi)用為1580790;平板粗效過濾器使用壽命是2個月設(shè)備初投資48840,年耗電費(fèi)用為137479元,15年折現(xiàn)費(fèi)用2013415元;表冷器清洗的使用壽命為24個月,設(shè)備初投資11000每年,年耗電費(fèi)用104324元,15年折現(xiàn)費(fèi)用為1655790元。相比之下靜電過濾器的經(jīng)濟(jì)效益更高,更適合市場的利益訴求[3]。
結(jié)束語:
隨著空調(diào)的廣泛使用,人們對中央空調(diào)系統(tǒng)的要求也越來越高,本文通過分析中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的污染問題,提出了控制污染的方法,但是這些方法也會隨著社會的進(jìn)步而被取代,因此設(shè)計人員應(yīng)時刻把好市場動向,學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù),不斷地進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)的升級和更新。
參考文獻(xiàn):
[1] 涂光備. 大中型超市的凈化.新華日報.2012,10(11):78-79
關(guān)鍵詞 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng);長時延;快速隱式廣義預(yù)測控制;時延補(bǔ)償
中圖分類號:TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671—7597(2013)032-060-02
網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(NCS)是以網(wǎng)絡(luò)作為被控對象,傳感器、執(zhí)行器和控制器之間信號通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娜植?、網(wǎng)絡(luò)化的實時反饋控制系統(tǒng)。由于控制回路中網(wǎng)絡(luò)時延的引入,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能產(chǎn)生影響。目前對于短時延即時延小于一個采樣周期的研究很多,對長時延的研究卻很少。特別是隨著無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入控制領(lǐng)域,由于無線網(wǎng)絡(luò)特性導(dǎo)致其時延較有線網(wǎng)絡(luò)時延要長很多,因此對于長時延網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究是一個重要的課題。
以前長時延NCS的研究大多集中在建模、穩(wěn)定性分析與控制器的設(shè)計上。研究停留在理論分析上,很難應(yīng)用于實際中。而目前時延補(bǔ)償方法大多集中在短時延的NCS中,對于長時延NCS的時延補(bǔ)償?shù)难芯窟€很少,因此本文利用魯棒性強(qiáng)、對模型要求不精確、抗干擾能力強(qiáng)的快速廣義隱式預(yù)測控制算法結(jié)合時間戳機(jī)制,不僅使系統(tǒng)輸出得到了改善,而且使控制的穩(wěn)定性得到了保證。
1 快速隱式GPC時延補(bǔ)償方法
1.1 快速隱式GPC
廣義預(yù)測控制(GPC)具有自適應(yīng)性、魯棒性強(qiáng)的特點,對大時滯系統(tǒng)具有很好的控制效果。用CARIMA模型表示一個具有非平穩(wěn)噪聲的實際過程。
其中,y(t)為輸出,u(t)為輸入,q-1是后移算子,表示一個采樣周期的相應(yīng)量,Δ=1-q-1為差分算子,ε(t)是不相關(guān)隨機(jī)序列。A、B、C都是q-1的多項式。
為增強(qiáng)系統(tǒng)的魯棒性,在目標(biāo)函數(shù)中考慮了現(xiàn)在時刻的控制量u(k)對系統(tǒng)未來時刻的影響,選取目標(biāo)函數(shù)為
其中:P為最大預(yù)測長度,M表示控制長度,w為輸出期望值,為了進(jìn)行柔化控制,為了進(jìn)行柔化控制,輸出直接跟蹤的設(shè)定值并不是控制的目的,控制的目的跟蹤參考軌跡,參考軌跡由設(shè)定值yref、輸出值y、和柔化系數(shù)a(0
廣義預(yù)測控制問題可以歸結(jié)為求Δu(k),Δu(k+1),…,Δu(k+M-1)使目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最小值。引入Diophantine方程求解,得到最優(yōu)預(yù)測值
推出使目標(biāo)函數(shù)最小的最優(yōu)控制為
廣義預(yù)測控制算法需要求解Diophantine方程,解出控制器參數(shù),才能求解控制規(guī)律,這樣計算時間較長。因此隱式廣義預(yù)測控制算法直接辨識控制器參數(shù),不必遞推求解Diophantine方程,可節(jié)省在線計算時間。但是隱式廣義預(yù)測控制算法雖然提高了運(yùn)算速度,但是還要計算逆矩陣。為了避免計算逆矩陣,可以使用一種叫做快速隱式廣義預(yù)測控制算法。該算法采用柔性控制增量方法來避免逆矩陣的計算。
1.2 快速隱式GPC時延補(bǔ)償方法
如圖1所示的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)框圖,對網(wǎng)絡(luò)時延進(jìn)行歸總劃分為反饋通道時延、前向通道時延和計算時延,由于采用了快速隱式GPC算法,計算時延可以忽略不計??刂破鞑捎檬录?qū)動方式,執(zhí)行器和傳感器采用時鐘驅(qū)動方式,因此,反饋通道時延可以和前向通道時延并在一起,網(wǎng)絡(luò)總時延。以下將給出對網(wǎng)絡(luò)總時延的時延補(bǔ)償方法。
圖1 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)框圖
時延補(bǔ)償方法的最基本的思想是先將由傳感器采樣到的過去時刻的輸出信號、控制信號還有設(shè)備端的時間值(即加上時間戳),Y(k)、U(k)、t通過網(wǎng)絡(luò)傳遞的方式傳給控制器端,再通過控制器利用采樣到的過去的控制信號和輸出信號來預(yù)測系統(tǒng)的未來的控制量,然后再將計算出來的結(jié)果發(fā)送回設(shè)備端。當(dāng)執(zhí)行節(jié)點接收完數(shù)據(jù)包,并將讀取到的設(shè)備端的本地的時鐘值與數(shù)據(jù)包中的時刻值進(jìn)行比較,也就得出了系統(tǒng)的總時延,最后根據(jù)這個時延確定輸出的控制量。這樣就避免了網(wǎng)絡(luò)兩側(cè)的時鐘同步的問題,原因是設(shè)備端本地時鐘值和數(shù)據(jù)包中的時刻值均為設(shè)備端的時間。
控制器設(shè)計:控制器算法是在快速廣義預(yù)測控制算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。系統(tǒng)的控制器在t時刻接收到由傳感器發(fā)來的數(shù)據(jù)包,該數(shù)據(jù)包中包含有過去輸入輸出信息,然后通過下一步的控制增量利用系統(tǒng)在t-tsc時刻的信息用快速隱式GPC算法就可求取未來時刻的控制量。
傳感器端設(shè)計:根據(jù)被控對象模型的特征設(shè)置適當(dāng)長度的緩沖單元;采用時鐘驅(qū)動的方法,實時更新緩沖區(qū)數(shù)據(jù),并將其發(fā)送給控制器。
執(zhí)行器端設(shè)計:執(zhí)行器端設(shè)計:若在時刻t執(zhí)行器收到控制器發(fā)送來的數(shù)據(jù)包,并讀取其中的時間值,而后再將該值與地時間相比較,兩者的差值為系統(tǒng)的總時延,故應(yīng)將控制器中求得的未來值中的改為。假設(shè)系統(tǒng)的采樣周期為T,令。故可選擇。若當(dāng)下一時刻沒有新數(shù)據(jù)到達(dá),則采用下一時刻的控制量,直到新數(shù)據(jù)到達(dá),更新緩沖區(qū)數(shù)據(jù),從新選擇。
2 仿真驗證
為了研究本文提出的補(bǔ)償方法的時延補(bǔ)償效果,擇式(6)的模型作為被控對象。
(6)
快速隱式GPC參數(shù)選取P=6,M=6,,采樣周期T為1s, 控制器采用事件驅(qū)動方式,因此前向通道時延和反饋通道時延可以合并,這里分別對,的固定時延以及 之間的隨機(jī)時延進(jìn)行時延補(bǔ)償仿真,可以發(fā)現(xiàn),對于固定長時延,補(bǔ)償方法具有很好的補(bǔ)償控制效果,不僅很快使系統(tǒng)穩(wěn)定,并且控制量與補(bǔ)償前相比較小;當(dāng)時延為隨機(jī)長時延時,通過時延補(bǔ)償后,控制系統(tǒng)很快的達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),控制量與補(bǔ)償前相比較小。通過以上分析,可以發(fā)現(xiàn)本文給出的補(bǔ)償方法對網(wǎng)絡(luò)長時延具有很好的補(bǔ)償效果。
3 結(jié)論
本文針對具有長時延的NCS,給出了一種基于時間戳的快速隱式GPC的時延補(bǔ)償方法,分別針對固定時延和隨機(jī)長時延進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果顯示該方法取得了滿意的補(bǔ)償效果,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。未來的研究工作是對于執(zhí)行器與傳感器不同設(shè)備端的情況找到合適的方法對時延進(jìn)行補(bǔ)償。
參考文獻(xiàn)
[1]時為國,邵成,孫正陽.基于AR模型時延預(yù)測的改進(jìn)GPC網(wǎng)絡(luò)控制算法[J].控制與決策,2012,27(3):477-480.
一、督查領(lǐng)導(dǎo)小組
組長:
副組長:
二、督查對象
全縣各中小學(xué)校(幼兒園)。
三、督查的主要內(nèi)容
結(jié)合《縣教育系統(tǒng)肺炎疫情防控“八有”工作要求》(詳見附件2),重點督查以下內(nèi)容:
(一)防控工作方案制定情況;
(二)學(xué)校負(fù)責(zé)人指揮與專人值班值守情況;
(三)重點人員健康監(jiān)測與管理臺賬建立情況;
(四)聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制建立情況;
(五)開學(xué)工作預(yù)案制定情況;
(六)校園管控與環(huán)境衛(wèi)生整治情況;
(七)物資保障與人文關(guān)懷落實情況;
(八)“一日一報”開展情況。
四、督查時間
即日起至疫情解除之日。具體時間另行通知。
五、督查形式
(一)查閱被督查對象的有關(guān)疫情防控資料。
(二)電話、短信及實地抽查各中小學(xué)校、幼兒園。
(三)根據(jù)需要進(jìn)行個別訪談。
六、督查結(jié)果及應(yīng)用
督查過程中,如發(fā)現(xiàn)被督查對象存在對疫情防控工作責(zé)任落實不到位、防控不力、推諉扯皮、敷衍塞責(zé)等情況的,按照有關(guān)規(guī)定追究責(zé)任。黨員干部在疫情防控中的表現(xiàn),將作為評先評優(yōu)、選拔任用的重要依據(jù)。
七、工作要求
(一)高度重視、強(qiáng)化領(lǐng)導(dǎo)。各校(園)要認(rèn)真學(xué)習(xí)貫徹上級重要指示精神,強(qiáng)化底線思維、堅持生命至上,把疫情防控作為當(dāng)前壓倒一切的重要政治任務(wù),不折不扣地把縣委縣政府和上級教育行政部門的部署要求落實到位,全力以赴打好教育系統(tǒng)疫情防控攻堅戰(zhàn)。
關(guān)鍵詞:DDC;廠房空調(diào)系統(tǒng);應(yīng)用研究;
中圖分類號: TK323 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
0.引言
在現(xiàn)代建筑設(shè)計中,暖通空調(diào)系統(tǒng)所消耗的能量越來越呈現(xiàn)出上升的趨勢,在整體能耗中所占的比例越來越大,就目前而言民用建筑中空調(diào)系統(tǒng)的能耗占總能耗的50%-70%左右。所以有必要發(fā)展一種有效的空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能方法,尤其應(yīng)用在改善現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)自動化程度方面。在工業(yè)化設(shè)計中許多地方對環(huán)境有著極為嚴(yán)格的要求,對于一些放置精密設(shè)備的地方對溫、濕度都有著非常高的控制要求,同時現(xiàn)代工廠管理也對空調(diào)系統(tǒng)提出了較高的要求,一種可以遠(yuǎn)程集中管理的空調(diào)控制系統(tǒng)也因此孕育而生。DDC直接數(shù)字化控制方法是一項構(gòu)造簡單操作容易的控制設(shè)備,它可借由接口轉(zhuǎn)接設(shè)備隨負(fù)荷變化作系統(tǒng)控制,如空調(diào)冷水循環(huán)系統(tǒng)、空調(diào)箱變頻自動風(fēng)量調(diào)整及冷卻水塔散熱風(fēng)扇的變頻操控等,可以讓空調(diào)系統(tǒng)更有效率的運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣不僅節(jié)省了大量能耗和人力,而且還可使系統(tǒng)在設(shè)計要求的工況下穩(wěn)定運(yùn)行,從而延長設(shè)備的使用壽命以及達(dá)到工藝系統(tǒng)對環(huán)境的要求和節(jié)能目的。
1.DDC控制系統(tǒng)概述
DDC系統(tǒng)是直接數(shù)字控制系統(tǒng)(Direct Digital Control,縮寫成DDC)。這是目前國內(nèi)外應(yīng)用較為泛的計算機(jī)控制系統(tǒng)。其基本框圖如圖1所示。控制系統(tǒng)中引入計算機(jī),運(yùn)用微機(jī)指令系統(tǒng)編出符合某種規(guī)律的程序,實現(xiàn)對被控參數(shù)的控制。
圖1微機(jī)控制系統(tǒng)基本框圖
在常規(guī)控制系統(tǒng)中,控制規(guī)律由硬件決定,若改變控制規(guī)律,則必需改變硬件;而計算機(jī)控制系統(tǒng),控制規(guī)律的改變只需改變軟件的編制。在計算機(jī)控制系統(tǒng)中輸入輸出信號都是數(shù)字信號,因此在輸入端經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器,將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號;在輸出端經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器, 將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號。通過計算機(jī)對控制規(guī)律的數(shù)值計算,并以其結(jié)果(數(shù)字形式或轉(zhuǎn)變?yōu)槟M量)直接控制生產(chǎn)過程。信號的輸入輸出又按能否直接被微機(jī)或執(zhí)行器接受而分為數(shù)字量輸入、輸出(DI/DO)和模擬量輸入、輸出(AI/AO)。模擬量信號所對應(yīng)的是一定量的電壓或電流值,這與傳感器輸出信號的特征有關(guān)。一般情況下,空調(diào)自控系統(tǒng)中常見的模擬量輸入有:溫度、濕度、壓力、流量、壓差等。模擬量輸出要進(jìn)行P、PI、PID 控制的電動水閥和風(fēng)閥。
數(shù)字量的輸入有:電動機(jī)狀態(tài)、水泵和風(fēng)機(jī)狀態(tài)、過濾器報警狀態(tài)、壓差開關(guān)、水位開關(guān)、防凍保護(hù)等。數(shù)字量的輸出有:電磁閥控制、二位電動水閥控制、水泵及風(fēng)機(jī)等設(shè)備的起??刂?。圖2是DDC系統(tǒng)框圖。該系統(tǒng)利用多路采樣器按順序?qū)Χ嗦繁粶y參數(shù)進(jìn)行采樣。經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換輸入到計算機(jī);再按編制的控制程序?qū)Ω鲄?shù)進(jìn)行比較、分析和計算;最后將計算結(jié)果經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器、輸出掃描器按程序送至相應(yīng)的執(zhí)行器。實現(xiàn)對生產(chǎn)過程各被控參數(shù)的調(diào)節(jié)和控制,使其保持在預(yù)定值或最佳值上,以選到預(yù)期的控制效果。
圖2 DDC系統(tǒng)框圖
DDC系統(tǒng)還具有巡回檢測功能,能顯示、修改參數(shù)值、打印制表、越限報警、故障診斷和故障報警。當(dāng)計算機(jī)或系統(tǒng)的某個部件發(fā)生故障時,能及時通知操作人員切換至手動位置或更換部件。
2.建筑物空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
一般建筑物常用的空調(diào)系統(tǒng)有CAV、VAV、VWV等,各有不同的操控方式,都可以用DDC控制。
2.1 定風(fēng)量系統(tǒng)(CAV)
定風(fēng)量系統(tǒng)(Constant Air Volume),顧名思義即是風(fēng)量維持一定之意。定風(fēng)量系統(tǒng)為空調(diào)機(jī)吹出的風(fēng)量一定,以提供空調(diào)區(qū)域所需要的冷(暖)氣。當(dāng)空調(diào)區(qū)域負(fù)荷變動時,則以改變送風(fēng)溫度應(yīng)付室內(nèi)負(fù)荷,并達(dá)到維持室內(nèi)溫度于舒適區(qū)的要求。常用的廠房空調(diào)系統(tǒng)為:AHU空調(diào)機(jī)與FCU冰水管系統(tǒng)。這兩者一般均以定風(fēng)量(CAV)來供應(yīng)空調(diào)區(qū),為了應(yīng)付室內(nèi)部分負(fù)荷的變動,在AHU定風(fēng)量系統(tǒng)以空調(diào)機(jī)的變溫送風(fēng)來處理,在一般FCU系統(tǒng)則以冰水閥開關(guān)控制來調(diào)節(jié)送風(fēng)溫度。
2.2 變風(fēng)量系統(tǒng)(VAV)
變風(fēng)量系統(tǒng)(Variable Air Volume,簡稱VAV),即是空調(diào)機(jī)(AHU或FCU)可以調(diào)變風(fēng)量。然而AHU及FCU在送風(fēng)系統(tǒng)上會浪費(fèi)大量能源:因為在長期低負(fù)荷時送風(fēng)機(jī)仍要執(zhí)行全風(fēng)量運(yùn)轉(zhuǎn),這不但不易維持穩(wěn)定的室內(nèi)溫濕條件,也浪費(fèi)大量的送風(fēng)運(yùn)轉(zhuǎn)能源。變風(fēng)量系統(tǒng)就是針對送風(fēng)系統(tǒng)耗電缺點的節(jié)能對策。變風(fēng)量系統(tǒng)可分為兩種:一種為AHU風(fēng)管系統(tǒng)中的空調(diào)機(jī)變風(fēng)量系統(tǒng)(AHU-VAV系統(tǒng));一種為FCU系統(tǒng)中的室內(nèi)風(fēng)機(jī)變風(fēng)量系統(tǒng)(FCU-VAV系統(tǒng))。AHU-VAV系統(tǒng)是在全風(fēng)管系統(tǒng)中將送風(fēng)溫度固定,而以調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)送風(fēng)量的方式來應(yīng)付室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷的變動。FCU-VAV系統(tǒng)則是將冰水供應(yīng)量固定,而在室內(nèi)FCU加裝無段變功率控制器改變送風(fēng)量,亦即改變FCU的熱交換率來調(diào)節(jié)室內(nèi)負(fù)荷變動。這兩種方式通過調(diào)量來減少送風(fēng)機(jī)的耗電量,同時也可增加熱源機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)效率而節(jié)約熱源耗電,因此可在送風(fēng)及熱源兩方面同時獲得節(jié)能效果。圖3是DDC變風(fēng)量系統(tǒng)控制組態(tài)圖。
圖3 DDC變風(fēng)量系統(tǒng)控制組態(tài)
2.3 變流量系統(tǒng)(VWV)
變流量系統(tǒng)(Variable Water Volume,簡稱VWV),是用一定的水溫供應(yīng)空調(diào)機(jī)以提高熱源機(jī)器的效率,用特殊的水泵來改變送水量,從而達(dá)到節(jié)約水泵用電的功效。變水量系統(tǒng)對水泵系統(tǒng)的節(jié)能效率根據(jù)水泵的控制方式和VWV使用比例而異,一般VWV的控制方式有無段變速與雙向閥控制方式。以上三種空調(diào)系統(tǒng)是目前廠房空調(diào)最常被設(shè)計的系統(tǒng)。廠房空調(diào)控制也就是把管路、管件、閥體或閥門集中設(shè)定控制流體提供冷氣。所以有效組合廠房空調(diào)控制即能有效控制耗能,設(shè)計合乎節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)。
3.廠房空調(diào)系統(tǒng)的DDC控制方法
DDC設(shè)備在市面上的產(chǎn)品,各廠家的型號、套件都有所不同,但系統(tǒng)大同小異。只要將類比訊號輸入電腦,就能作控制與設(shè)定。當(dāng)這些控制運(yùn)用在空調(diào)設(shè)備時,整合方式有下列幾種方式:
3.1 定風(fēng)量系統(tǒng)(CAV)的DDC控制
因為是定風(fēng)量系統(tǒng),所以可以控制冰水系統(tǒng)上的二通閥。當(dāng)室溫升高,室內(nèi)傳感器送出信號給控制器,控制器接到信號與設(shè)定的溫度比較,輸出信號給冰水管上的二通閥,控制二通閥打開,使循環(huán)風(fēng)變冷送入室內(nèi)。如室內(nèi)溫度下降過多,盤管風(fēng)機(jī)作卸載。室內(nèi)溫度傳感器傳送信號至控制器為模擬輸入,控制器與設(shè)定溫度比較,輸出模擬信號至冰水管上,二通閥關(guān)閉。二通閥也有比例型式,這種比例式二通閥控制冰水大小進(jìn)入冷排使空調(diào)更有彈性控制,維持室溫在設(shè)定值上下。
3.2 變風(fēng)量系統(tǒng)(VAV)的DDC控制
箱型空調(diào)機(jī)則以出風(fēng)溫度及預(yù)設(shè)定的比值為控制方式??總魉?、回風(fēng)及外氣溫度傳感器來控制馬達(dá)轉(zhuǎn)速??刂瞥绦蛉缦拢?/p>
(1)出風(fēng)溫度感應(yīng)到傳感器(設(shè)定在13℃)控制二通閥打開。
(2)送冷氣時,冰水傳感器測得冰水離開冷排的溫度,調(diào)整出風(fēng)溫度狀況,陸續(xù)利用DDC控制變頻器,改變馬達(dá)轉(zhuǎn)速送出理想出風(fēng)溫度。
(3)當(dāng)冰水閥門關(guān)小至13℃,DDC控制器打開外氣及回風(fēng)風(fēng)門,混合送風(fēng)溫度,直到外氣風(fēng)門關(guān)至最小,以維持13℃送風(fēng)風(fēng)溫,并可兼外氣空調(diào)利用。
(4)低溫限制感應(yīng)混合溫度控制以保護(hù)冷排不結(jié)冰。一般建筑物空調(diào)系統(tǒng)每天的冰水主機(jī)開關(guān)機(jī),使用DDC來操控可以設(shè)定所有開關(guān)機(jī)程序并且標(biāo)準(zhǔn)一致。主機(jī)控制系統(tǒng)加裝模擬信號適配卡轉(zhuǎn)換傳遞信息,再加一臺列表機(jī),就能把一天中所有運(yùn)轉(zhuǎn)情形顯示出來。遇有跳機(jī)時又能及時通知技術(shù)人員前往查看。
4.變頻器節(jié)能計算方法
4.1 計算全負(fù)載的容量
全負(fù)載容量一般是以馬達(dá)的馬力數(shù)(HP)×0.746/馬達(dá)效率(%),單位為(kW)。
調(diào)查空調(diào)系統(tǒng)所需的空調(diào)能量,并完整地記錄一個周期內(nèi)詳細(xì)的變化數(shù)據(jù)。通常周期是以一周為單位或是以一天而重復(fù),但須隨氣溫的變化和季節(jié)的更替作調(diào)整。統(tǒng)計一個完整的周斯中各種不同負(fù)載的所有操作時間,單位為小時(h)。在此基礎(chǔ)上,查表得到不同負(fù)載在未使用高功率變頻器前及使用高功率變頻器后所需動力百分比,此值是相對于全負(fù)載下的實際所需動力值。計算后可得不同負(fù)載下所需的實際動力值,單位為kW。
4.2 計算全年可節(jié)省電力
將前述不同負(fù)載所需之動力值,依未使用高功率變頻器所得之值減去使用高功率變頻器后所需之值,差值即為單位小時可省之電力。將不同負(fù)載可省之單位小時電力乘上一年內(nèi)該負(fù)載所需操作之時數(shù),所得之值即為該負(fù)載一年內(nèi)可省下之電力,單位為千瓦小時745×68。將所有不同負(fù)載可省之電力累計,即可得使用高功率變頻器后一年內(nèi)可省之電力總量,單位為kW·h。將全年可省之電力總量乘上單位電價即可得全年可省之電費(fèi),單位電價之單位為元3 千瓦小時。在此并未考慮基本電價或流動電價,也未分峰電價或谷電價。
5.結(jié)語
建筑物智能化是21世紀(jì)的趨勢,在建筑物的運(yùn)行管理中,減低其運(yùn)行費(fèi)用,是智能化發(fā)展的要求。而空調(diào)設(shè)備的節(jié)能改造,正是減低運(yùn)行費(fèi)用的捷徑,在發(fā)達(dá)國家,DDC控制的變風(fēng)量系統(tǒng)占空調(diào)系統(tǒng)的八成以上,公認(rèn)的節(jié)能效果是降低能耗達(dá)五成。利用DDC系統(tǒng)來控制廠房空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能,主要是通過改善不理想的控制方式來實現(xiàn)。目前所需要的實施措施就是整合DDC自動控制系統(tǒng),利用其隨負(fù)荷變化進(jìn)行快速有效地調(diào)機(jī)馬達(dá)轉(zhuǎn)速,以達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
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