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關鍵詞:飛機電源系統(tǒng);機載測試系統(tǒng);供電方案
引言
為了從鑒定試飛中的飛機上取得準確、可靠的數(shù)據(jù),飛行試驗前必須在飛機上加改裝測試設備。飛行試驗的成敗關鍵在于測試方案的制定,在加改裝環(huán)節(jié)上,落實飛機剩余電量、制定測試系統(tǒng)供配電方案、科學合理地利用機上剩余電量就顯得尤為重要。在型號飛機的試飛中,如果測試電源系統(tǒng)設計的不合理,測試系統(tǒng)出現(xiàn)故障的可能就非常大,有時還會對飛機電源系統(tǒng)造成損壞,甚至造成災難性后果。本文就飛機機載測試的供電問題進行了方案設計和研究,并針對不同型號飛機電源系統(tǒng)和測試系統(tǒng)的具體要求提出了供電設計時的注意事項。
1機載測試系統(tǒng)的供電分析
1.1對電源的需求
1.1.1機載測試系統(tǒng)對電源種類的要求在測試系統(tǒng)中各負載對電源的需求是不同的,一般所需電源種類有直流28V電源、三相115V/400Hz交流電源、單相115V/400Hz交流電源、單相220V/50Hz交流電源和三相36V/400Hz交流電源等。其中絕大部分裝機設備(如采集器、記錄器、傳感器等)使用28V直流電源;三相115V/400Hz交流電源通常用于提供抽引信號的基準電壓,或為大功率28V直流變壓整流器提供輸入電源等;單相115V/400Hz交流電源針對一些特殊設備的需求進行提供;少部分裝機設備(如計算機、示波器、濾波器等)使用單相220V/50Hz交流電源;而陀螺、慣導等設備會用到三相36V/400Hz交流電源。1.1.2機載測試系統(tǒng)對電源品質(zhì)的要求有些測試設備工作電壓范圍較窄,對電壓波動敏感,需要為這些測試設備配備具有穩(wěn)壓和濾波性能的電源設備來提高電源品質(zhì);某些設備會因為電源的瞬間掉電導致死機,需要配備不間斷電源來滿足其對電源的要求。
1.2測試系統(tǒng)用電功率的計算
根據(jù)測試技術要求中提供的各測試設備的用電量計算測試系統(tǒng)的用電量,同時考慮個別設備的啟動電壓沖擊,得出測試系統(tǒng)的總用電量,從而得出測試系統(tǒng)用電總功率,進行加改裝系統(tǒng)方案設計。
1.3飛行科目對供電方案的要求
(1)測試供電系統(tǒng)應不影響飛機供電系統(tǒng),保證飛行安全。保證飛行安全是測試供電系統(tǒng)的最根本的要求,為確保飛機用電安全,在測試供電系統(tǒng)與飛機電源系統(tǒng)之間應采取隔離保護措施。(2)測試供電系統(tǒng)應具有自動斷電和自主恢復的功能。當飛機發(fā)電機發(fā)生故障時,測試供電系統(tǒng)應自動切斷測試設備的用電。當飛機發(fā)電機、電源系統(tǒng)恢復正常,測試供電系統(tǒng)自動恢復對測試設備的正常供電,這就是自主恢復功能。(3)特殊科目情況下測試供電系統(tǒng)應具有應急供電能力。某些試飛要求中有空中停車的試飛科目,要求測試設備記錄發(fā)電機斷電后一段時間內(nèi)的飛行數(shù)據(jù)。這種情況下,測試供電系統(tǒng)應具有應急供電能力,當飛機發(fā)電機發(fā)生故障時,測試供電系統(tǒng)自動切斷一部分次要測試設備的用電,同時重要測試設備自動轉換為應急供電,記錄一段時間數(shù)據(jù)后再切斷重要測試設備供電。
2飛機電源系統(tǒng)
飛機的電源系統(tǒng)主要是為飛機各用電設備提供和分配電源,并且按照飛機不同狀態(tài)和用電設備的需要對電源的分配進行必要的控制。飛機電源系統(tǒng)由主電源、應急電源、二次電源及外接電源插座等組成。飛機主電源是指由航空發(fā)動機直接或間接傳動的發(fā)電系統(tǒng),通常一臺發(fā)動機傳動一臺或兩臺發(fā)電機。主電源由航空發(fā)動機傳動的發(fā)電機、電源控制保護設備等構成,在飛行中供電。當航空發(fā)動機不工作(如地面測試時),主電源也不工作時靠輔助電源供電。飛機蓄電池或輔助動力裝置(一種小型機載發(fā)動機、發(fā)電機和液壓泵等構成的動力裝置)是常用的輔助,當飛行中主電源發(fā)生故障時,蓄電池或應急發(fā)電機即成為應急電源。
2.1飛機的主電源
飛機主電源是指由航空發(fā)動機直接傳動發(fā)電機將機械能轉換為電能獲得的能源。飛機的主電源形式因飛機型號不同而不同,總體來講,飛機的主電源主要有:①28.5V低壓直流電源系統(tǒng);②115V/400Hz三相恒頻交流電源系統(tǒng);③交直流混合電源系統(tǒng);④270V高壓直流電源系統(tǒng)。
2.2飛機的應急電源
飛機的應急電源是指在飛機的主電源系統(tǒng)故障時向飛機重要用電設備供電的電源,用于保證飛機安全返航。正常情況下,該電源處于不消耗或充電狀態(tài)。應急電源一般為28V直流蓄電瓶,在新型飛機中,也有使用應急動力裝置EPU為飛機提供應急能源的。
3測試系統(tǒng)供電方案的配套原則
3.1機載測試電源引取飛機主電源的原則
飛機的主電源與測試設備的電源類型一致時可以直接用飛機的主電源給測試系統(tǒng)供電,當兩者不一致時,可以通過電源轉換裝置將飛機的主電源(如115V/400HzAC)轉換成測試系統(tǒng)所需電源(如28VDC),提供給測試設備。
3.2機載測試電源與飛機剩余功率的配套原則
(1)測試系統(tǒng)用電功率小機電源的剩余功率時,主要利用飛機電源的剩余功率給測試系統(tǒng)供電。(2)在飛機可用電源的剩余功率緊張的情況下,可以計算飛機部分不用設備的用電功率,將這部分功率提供給測試系統(tǒng)使用,如飛機不飛夜航科目,可用飛機著陸燈的電源供測試系統(tǒng)使用。(3)測試系統(tǒng)用電功率大機電源的剩余功率時,無法使用機上電源,采用加裝測試專用蓄電瓶給測試系統(tǒng)供電。
3.3測試設備對供電有特殊要求的設計
對于某些裝機測試設備,需要對飛機電源進行二次處理才能使用,如計算機使用220V電源,雖然某些飛機上有220V電源,但直接使用往往會有干擾,其解決辦法就是定購28V轉220V的變壓整流器,將飛機的28V電源轉換為品質(zhì)較好的220V電源供計算機使用。
3.4測試供電系統(tǒng)的自動斷電
測試供電系統(tǒng)的控制盡量做到不額外增加飛行員的空中操作,即具有自動斷電功能。飛機電源故障時的測試供電系統(tǒng)“自動斷電”設計,即測試系統(tǒng)電源在飛機自動可切除的匯流條或電源上引取或引用飛機上的自動斷電信號或故障切除信號給測試供電系統(tǒng),用來控制測試供電系統(tǒng)的供電,實現(xiàn)飛機電源故障時測試系統(tǒng)的自動斷電。
3.5測試系統(tǒng)應急供電功能設計
在目前很多綜合試飛中,由于試飛風險大,又特別需要應急情況下的飛行數(shù)據(jù),因此當飛機電源系統(tǒng)發(fā)生故障時,應保證部分重要測試設備不間斷工作,這時就需要給測試供電系統(tǒng)設計應急供電功能,該功能應保證測試系統(tǒng)正常供電和應急供電之間自動轉換。測試系統(tǒng)應急供電系統(tǒng)的設計根據(jù)飛機的電源情況分為以下兩種情況:(1)多電源應急供電:飛機主電源為115V/400HzAC交流電源時,在被試飛機上加裝測試專用蓄電瓶和115V/400HzAC逆變電源兩種電源為測試系統(tǒng)提供測試應急電源。(2)單一電源應急供電:飛機的主電源為28VDC時,在被試飛機上加裝測試專用蓄電瓶一種電源為測試系統(tǒng)提供測試應急電源。
4測試系統(tǒng)供電設計的一般要求
4.1測試供電系統(tǒng)與飛機電源系統(tǒng)之間的隔離保護措施
(1)根據(jù)測試系統(tǒng)總用電量選擇合適的總電路保護裝置,直流電源選配GB型慣性熔斷器,交流電源選配DBB或DBF系列單相斷路器和DBJ、DBG系列三相斷路器。(2)根據(jù)測試設備消耗功率合理配電,選用合適的電路保護裝置、控制裝置及合適的航空導線。(3)電路保護裝置的容量應與導線的載流量相匹配,以防止在短路狀態(tài)下導線過載損壞而造成事故,危及飛機安全。(4)通過對測試供電匯流條的保護使故障隔離,以防止故障影響飛機設備供電。(5)測試供電系統(tǒng)配電時各保護裝置之間應協(xié)調(diào)一致,選擇電路保護裝置的容量應盡可能小,既起到保護作用又不致因環(huán)境溫度高和電流沖擊而造成供電中斷。
4.2測試供電系統(tǒng)總電源開關的設置
測試供電系統(tǒng)必須設置總電源開關,使飛行員能夠做到在空中以最簡便的方式扳動測試系統(tǒng)“總電源開關”,自主切斷加改裝系統(tǒng)電源。條件許可的情況下,在測試供配電系統(tǒng)中串聯(lián)設置兩個“總電源開關”,分別在駕駛艙和測試系統(tǒng)開關盒,做到飛行員在空中能夠方便地控制測試系統(tǒng)的供電,測試人員在地面能夠方便地控制測試系統(tǒng)的供電。
5結束語
1.1做好各個環(huán)節(jié)的的設計
要建設一套高質(zhì)量的配網(wǎng)系統(tǒng),首先要做的就是對系統(tǒng)的設計,萬事開頭難,設計環(huán)節(jié)也可以說是電力配網(wǎng)工程較難的環(huán)節(jié),一旦出現(xiàn)設計不合理或設計疏忽的問題,都會對后期配網(wǎng)工程系統(tǒng)的運營和維護造成一定的影響,因此,在保證配網(wǎng)工程系統(tǒng)設計合理性的同時,還要做好各個環(huán)節(jié)的設計工作。首先,要掌握220kv配網(wǎng)系統(tǒng)的組成,再根據(jù)地區(qū)、氣候等因素來對電力配網(wǎng)工程系統(tǒng)進行合理的設計,尤其是設計圖紙畫制,必須嚴格按照規(guī)范要求進行,這也是220kv配網(wǎng)工程系統(tǒng)設計過程中應該注意的。其次,在220kv配網(wǎng)工程系統(tǒng)設計過程中,必須做好風險預測和分析,尤其是對配網(wǎng)系統(tǒng)所在區(qū)域的地質(zhì)地貌、人文條件、自然氣候等因素的分析,有效的規(guī)避風險因素,提高配網(wǎng)工程系統(tǒng)設計的有效性。再次,要加強系統(tǒng)設計過程中的監(jiān)督工作,在一定的時期下要對原有的監(jiān)督機制進行完善,進而提高220kv配電網(wǎng)后期運行的效率。
1.2在設計方案中對施工要求進行明確的規(guī)定
在設計方案中需要對施工的準備階段、施工階段、竣工驗收階段等三方面進行明確的規(guī)定,每個環(huán)節(jié)都必須嚴格按照配網(wǎng)工程系統(tǒng)設計方案進行,當然,在必要的時候可以更改設計方案,但要盡量控制設計方案的變動,避免方案變動對系統(tǒng)施工以及運行造成影響。首先,要考慮的是220kv電力配網(wǎng)工程系統(tǒng)施工的準備階段,根據(jù)設計方案提供的機械設備、人員、材料、安全防護設施等方面的要求,做好前期的準備工作,為后期配網(wǎng)工程順利施工打下夯實的基礎。另外,要派專門的監(jiān)督人員,確保準備階段中的各項材料、設備、器械等質(zhì)量都滿足設計方案中的要求。其次,在施工階段,縱有質(zhì)量再好的材料和設備,如果施工階段出現(xiàn)問題的話,也會對工程質(zhì)量造成極大的影響,影響到配網(wǎng)系統(tǒng)的后期運行效率。因此,必須加強配網(wǎng)工程施工階段的安全管理,要求施工過程按照設計方案的要求實施。監(jiān)督管理人員與方案設計人員進行有效的溝通,了解配網(wǎng)工程系統(tǒng)的設計要點,再對每個施工環(huán)節(jié)進行監(jiān)督,確保每項環(huán)節(jié)都能滿足方案設計的質(zhì)量要求,并對每個施工環(huán)節(jié)的實際情況以及測試情況進行記錄,以便于對系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)整,這樣才能進一步確保電力配網(wǎng)工程系統(tǒng)設計的施工質(zhì)量,對配網(wǎng)系統(tǒng)后期的運行效率也非常有利。再次,要做好220kv電力配網(wǎng)工程系統(tǒng)竣工階段的工作,工程竣工檢驗合格之后就會投入到試運營階段,如果檢驗工作出現(xiàn)問題的話,勢必會造成配網(wǎng)系統(tǒng)的運行問題,會涉及到工程的維護費用,甚至會出現(xiàn)返工的現(xiàn)象,不僅延誤了配網(wǎng)系統(tǒng)投入運營的時間,還浪費了大量的人力、物力和財力,因此,在配網(wǎng)系統(tǒng)工程竣工檢驗期間,必須保證檢驗的質(zhì)量,避免系統(tǒng)投入運營再引發(fā)故障。為了提高配網(wǎng)系統(tǒng)工程的檢驗質(zhì)量,可以采取分段檢驗的方式,將各個系統(tǒng)分段區(qū)接入到總配網(wǎng)系統(tǒng)中測試,這樣可以確保每個區(qū)段的檢驗都能夠按照設計方案中的要求進行檢驗,一方面能夠對配網(wǎng)系統(tǒng)進行全面的檢驗,另一方面可以通過分段試運營的測試方式更好的對系統(tǒng)進行調(diào)整,從而節(jié)省大量的人力、物力和財力。
2總結
關鍵詞:自動化儀表;嵌入式系統(tǒng);自動化;網(wǎng)絡化
信息化社會背景下網(wǎng)絡技術與微電子技術迅猛發(fā)展,自動化儀表也進行相應升級和創(chuàng)新,通信信息技術和計算機技術、新型精密元件零件和智能化系統(tǒng)研發(fā)和應用一定程度上影響了自動化儀表結構跳幀,通過運用嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡技術實現(xiàn)了儀表遠程監(jiān)督和控制,實時傳輸和預報儀表運行故障以及上傳相關信息,在自動化儀表強化傳感測量計算、補償網(wǎng)絡與顯示等功能基礎上增加自動化信息處理、信息判斷、智能化運行以及自動診斷運行故障等功能,嵌入式系統(tǒng)為自動化儀表創(chuàng)新發(fā)展提供技術條件。
1軟硬件系統(tǒng)設計是新型儀表設計模式
常規(guī)儀表儀器設計流程和內(nèi)容是先對系統(tǒng)硬件進行設計,然后制定系統(tǒng)軟件,再對系統(tǒng)硬件和軟件進行反復測試調(diào)整。通常在系統(tǒng)流程或運行中發(fā)現(xiàn)故障和內(nèi)部元件錯誤后進行維修,會使得儀表修改難度加大甚至難以進行,所以需要進行重新設計,使得儀表開發(fā)進度受到影響,儀表開發(fā)周期延長,無形中增加成本費用。軟硬件協(xié)同設計是近年來作為新型設計模式,又可以稱為軟硬件一體化設計。自動化儀表嵌入式系統(tǒng)研發(fā)過程中,系統(tǒng)軟件和系統(tǒng)硬件開發(fā)緊密相關,互相作用。在研發(fā)過程中對軟件和硬件進行功能劃分需要結合系統(tǒng)功能描述內(nèi)容,在實際設計環(huán)節(jié)中首先對嵌入式系統(tǒng)進行功能運行測試,確保系統(tǒng)功能與實際需求相符合,進行軟硬件協(xié)同模式測試,實現(xiàn)軟件和硬件綜合開發(fā)。軟硬件系統(tǒng)設計模式具有功能分化清晰明確、軟件開發(fā)周期短等特征,對新型自動化儀表設計提供了技術指導,同時也符合市場發(fā)展和社會經(jīng)濟需求。嵌入式系統(tǒng)研發(fā)主要內(nèi)容是系統(tǒng)內(nèi)部各功能模塊劃分,軟件硬件設計、協(xié)同設計測試模擬主要分為四方面內(nèi)容:第一,協(xié)同設計系統(tǒng)功能劃分需要先對系統(tǒng)各個功能進行了解采集,編制功能運行指令,例如使用無關語言的描述方式,初級數(shù)學公式或者算法級描述,對系統(tǒng)功能進行準確測試模擬。第二,軟件硬件功能劃分主要對系統(tǒng)設計內(nèi)容和限制條件進行掌握,對軟件和硬件功能仔細分類,確保系統(tǒng)設計方案科學合理。第三,系統(tǒng)協(xié)同測試模擬是對軟件和硬件設計綜合,運用通信技術實現(xiàn)對整個系統(tǒng)進行監(jiān)督和掌控,進行測試模擬相關數(shù)據(jù)分析,及時發(fā)展各種安全隱患和問題,并加以修改。第四,軟件和硬件設計綜合后,實施協(xié)同模擬測試,完成系統(tǒng)設計綜合集成。軟件構件設計中包括編制、翻譯、匯總以及綜合四方面內(nèi)容、硬件構件設計中包括邏輯設計、半途設計以及綜合設計等內(nèi)容。軟件硬件協(xié)調(diào)設計方案通過運用并行寫作設計概念,有效降低了方案設計時間,提高了設計質(zhì)量和效率。嵌入式系統(tǒng)軟件硬件協(xié)調(diào)設計在整個系統(tǒng)流程中可以分層為:首先,設計需求和產(chǎn)品定義,設計方案目的;其次,系統(tǒng)概念層級設計初級系統(tǒng)模式結構,系統(tǒng)運行結構流程設計,綜合軟件硬件協(xié)調(diào)測試模擬過程;最終,系統(tǒng)設計詳細層次,對軟件、硬件和系統(tǒng)界面設計,綜合評價系統(tǒng)設計。
2嵌入式處理器是新型自動化儀表設計核心內(nèi)容
隨著單片機及微型控制器智能化程度越來越高、系統(tǒng)技術越來越成熟以及使用功能越來越豐富等特點,被廣泛應用越自動化儀表運行中。這對嵌入式處理器要求越發(fā)嚴格,在減少耗能和占地面積基礎上,引入芯片集成電路技術,有效控制處理器成本價格,確保高性能嵌入式處理器在新型自動化儀表發(fā)揮最大性能。自動化儀表設計要考慮數(shù)字信號頻譜分析和濾波技術、快速傅氏變換算法,運用效率較高編譯方法,制定速度快的運行指令。通過運用高性能集成處理器可以實現(xiàn)更多附加功能,例如三十二位內(nèi)核運算集成完成的通信系統(tǒng),支持各種通信協(xié)議下的同步協(xié)議渠道。AcornRISCMachine微型處理器種類較多,從功能上分,主要用于通信功能的有DSP集成協(xié)同處理器、用來支持各類計算機平臺應用軟件和專用網(wǎng)絡等,滿足了用戶多種需求,選擇高性能嵌入式處理器可以實現(xiàn)更多功能。
3嵌入式網(wǎng)絡技術實現(xiàn)自動化儀表網(wǎng)絡信息化
實現(xiàn)自動化儀表網(wǎng)絡信息化需要采用高性能處理器和硬件系統(tǒng),制定儀表連接網(wǎng)絡困難解決方案,采用多媒體信息交換機與單片機及微型控制器協(xié)議連接網(wǎng)絡。增設網(wǎng)關,緩解嵌入式系統(tǒng)上網(wǎng)難題,提高嵌入式系統(tǒng)結構的網(wǎng)絡管理工具,全面監(jiān)督和掌控嵌入式組織結構和設備。通過運用嵌入式網(wǎng)絡技術實現(xiàn)儀表網(wǎng)絡數(shù)據(jù)采集、遠程控制監(jiān)督以及保存共享等功能,極大程度上發(fā)揮了系統(tǒng)性能,打破同一范圍內(nèi)信息采集分析與保存共享傳統(tǒng)模式,為網(wǎng)絡平臺和技術為依托,進行儀表遠程控制,用戶可以通過網(wǎng)頁瀏覽器獲取需要的數(shù)據(jù)信息。結合自動化儀表實際運行需求,從系統(tǒng)調(diào)度、內(nèi)存信息等環(huán)節(jié)進行管理,實時監(jiān)督系統(tǒng)任務切換或中斷。系統(tǒng)硬件引用高性能嵌入式處理器,提高硬件調(diào)度管理效率、系統(tǒng)軟件可以獨立完成計算分析和顯示儲存等功能,高度實現(xiàn)智能化處理模式,通過補償網(wǎng)絡調(diào)整校準自動化儀表準確程度,確保儀表自動化運營精準性。
4結束語
綜上所述,新型自動化儀表需要自主學習和處理多種復雜測試模擬程度,引用智能化嵌入式系統(tǒng)和高性能嵌入式處理器,科學開發(fā)設計新型自動化儀表。結合軟硬件協(xié)同設計模式和操作系統(tǒng)技術,實現(xiàn)新型自動化儀表高效平穩(wěn)運行。
參考文獻
[1]厲玉鳴.化工儀表及自動化.第3版[M].北京:化學工業(yè)出版社,1999.
關鍵詞:建筑暖通;空調(diào)設計;
引言:城市化的不斷提高使得建筑業(yè)得到了長足的發(fā)展,各種功能的高層建筑在城市中越來越多,暖通空調(diào)已經(jīng)成為現(xiàn)代化建筑不可缺少的設施。本文對建筑暖通空調(diào)設計進行探討,對于提高高層建筑的節(jié)能目的具有一定的借鑒意義。
1.高層民用建筑暖通空調(diào)設計解析與存在的問題
暖通空調(diào)系統(tǒng)種類繁多,但是基本原理都是相通的。其常見的n種類型是:全空氣系統(tǒng)、空氣一水系統(tǒng)和全水系統(tǒng)。另外還有:分散式供冷或供暖、熱泵系統(tǒng)、熱回收系統(tǒng)和蓄冷。其最大的優(yōu)點在于能夠適應許多建筑物空氣調(diào)節(jié)要求,并且可靈活地應用在空調(diào)系統(tǒng)的改造中。
1.1空調(diào)暖通工程施工不合理
規(guī)范對暖通空調(diào)設計做了明確規(guī)定.有的是空調(diào)安裝人員在對空調(diào)箱安裝吊頂式新風機箱前,沒有認真閱讀廠家提供的產(chǎn)品樣本及安裝使用說明書。并忽視機組的進出風方向、進出水方向、過濾器的抽出方向等。在進行落地式組合式空調(diào)箱安裝時,施工人員往往忽視空調(diào)箱操作面及外接管一側應留有充分空間以方便操作、維修使用,從而造成維修作業(yè)的困難。
1.2空調(diào)暖通設計不合理
系統(tǒng)總風量調(diào)試結果與設計風量的偏差不應大于10%;空調(diào)冷熱水、冷卻水總流量測試結果與設計流量的偏差不應大于10%。防排煙系統(tǒng)聯(lián)合試運行與調(diào)試的結果(風量及正壓),必須符合設計與消防的規(guī)定。系統(tǒng)聯(lián)動試運轉中,設備及主要部件的聯(lián)動必須符合設計要求協(xié)調(diào)、正確,無異?,F(xiàn)象。系統(tǒng)經(jīng)過平衡調(diào)整后,各風口或吸風罩的風量與設計風量的允許偏差不應大于15%;各空調(diào)機組的水流量應符合設計要求,允許偏差為20%。
2.節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)設計新思路
2.1方案設計。目前較為良好的空調(diào)設計方案是:在良好的室內(nèi)環(huán)境和低能耗的前提下,設置可調(diào)節(jié)風量的置換式送風系統(tǒng)、結合冰蓄冷的低溫送風系統(tǒng)、去濕空調(diào)系統(tǒng)、冷輻射吊頂系統(tǒng)。為平衡高層建筑中由于各種設備形成的輻射熱量,采取輻射形式的制冷方式。其中,在設置冷輻射吊頂系統(tǒng)時要結合置換式送風,這樣可以確保室內(nèi)良好的空氣品質(zhì)。空調(diào)去濕系統(tǒng)的采用可以確保室內(nèi)對空氣的濕度的要求。
當然在具體的設計時也要注意參考方案間的經(jīng)濟性能比較。高層建筑暖通空調(diào)設計總考慮較多的就是其經(jīng)濟性,所以設計人員要綜合各個方面的因素,最終確定方案的科學合理性?,F(xiàn)階段,投資者較為關心的是高層建筑暖通空調(diào)裝置是否是一次性投資,因此要對其進行全面準確的計算。在暖通空調(diào)設計方案中,材料投資、管道投資、設備投資、工程管理費、安裝調(diào)試、配電控制的投資、機房土建、室外管線費用等是一次性投資所包含的內(nèi)容。另外空調(diào)運行費用、能耗也是暖通空調(diào)經(jīng)濟性方面的重要體現(xiàn),由于高層建筑的復雜性,所以有關能耗方面的影響因素也很復雜,如何精確計算暖通設備使用中的實際能耗和運行費,是一個技術性的難題,對相關設計人員提出了更好的要求。
2.2要考慮后續(xù)的維護操作
通常都是根據(jù)全年最不利的氣象條件確定暖通空調(diào)系統(tǒng)的容量,因此要求系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)性能要好。在暖通空調(diào)系統(tǒng)投入使用后,要求其維護操作的便利性要高,提高系統(tǒng)的自動化程度,從而降低管理成本,減少系統(tǒng)維護人員的數(shù)量與勞動強度??紤]建筑項目的實際情況,綜合其技術經(jīng)濟性來確定暖通空調(diào)系統(tǒng)是否需要設置自動控制功能。對于高層建筑而言,通常只在季節(jié)轉換時需要操作的閥門,最好不要設計自動控制;但是有些高層建筑各部分可能會出租給不同的使用單位,其使用時間會存在差異,因此要充分考慮各部分管理控制與運行成本需要分開統(tǒng)計的要求。
2.3合理設計通風系統(tǒng)
在針對高層建筑南通空調(diào)體系執(zhí)行設計工作的過程中,裝機容量一般都會和設計之間存在較大的出入,這和空調(diào)通風的相關規(guī)定不符合。而導致空調(diào)裝機容量出現(xiàn)偏差問題的一個主要原因,便是以下兩個方面的問題所導致:實際設計處理過程中,沒有全方位是考慮到各個不同環(huán)節(jié)的安全系數(shù),直接導致最終安裝的冷機容量超出冷負荷結果,這部分不必要冷量完全浪費。
2.4暖通系統(tǒng)設計方案的其它注意事項
在方案設計過程中有如下幾點需要注意:第一,并非采用最新設計方案就是最好的。有些設計方案沒能很好的結合工程項目的實際情況,并且盲目追求新技術的應用,甚至以此來吸引客戶的眼球,但其實方案自身均有特定的適用條件與應用范圍,一旦超出其應用范圍,無論技術如何先進都不可能合理,是不可行的。同一種方案很可能只適用于某個特定的工程項目,并不一定適用于其它方案,因此方案設計不能只考慮到求新。第二,暖通系統(tǒng)設計方案并非是投資越低越好,有的設計方案雖然初期投資看上去費用很低,但是往往卻增加了后期的運行成本,或者設備的使用壽命很短導致設備頻繁更換,無形中增加了很多系統(tǒng)的運行成本,由此可見,并非投資成本低的方案就是最佳方案。再次,設計方案也并非越復雜越好,而恰恰相反,暖通系統(tǒng)設計越復雜,其投入的設備就會越多,這樣不僅會增加了投資成本,還會由于系統(tǒng)的復雜性而降低其可靠性、可操作性以及可控制性與可維護性等方面,因此設計過程中在能夠滿足使用要求的條件下,系統(tǒng)反而越簡單越好。最后,在選擇設計方案時禁忌不加任何分析的采用建設方的建議,由于建設方通常都不是暖通空調(diào)專業(yè)設計人員,不可能對系統(tǒng)設計方案進行全面的技術經(jīng)濟性分析與比較。因此應對建設方的意見進行正確的分析,通過全面技術經(jīng)濟性分析與比較來最終確定最佳設計方案。
3.結束語:
一般來講,高層建筑暖通空調(diào)設計方法的敲定和選擇在一定程度上和暖通空調(diào)工程項目的成功或失敗、既定經(jīng)濟效益目的的實現(xiàn)或落空直接相聯(lián)系,因而值得予以足夠的重視和關注。高層建筑暖通空調(diào)能耗過高已經(jīng)是不爭的事實,如何對高層建筑暖通空調(diào)的高能耗實施遏制和管理,除了需要改進空調(diào)的運行模式之外,還需要堅持多設計方案的選擇性比較,從而確保合理的設計,對暖通空調(diào)實施節(jié)能控制,才能夠有效的降低高層建筑暖通空調(diào)的能耗,切實響應國家節(jié)能減排的號召,更多的暖通空調(diào)能耗控制技術有待于廣大技術人員在實際開發(fā)中的共同努力,才能夠最終實現(xiàn)國家節(jié)能減排的偉大目標。 一言以概之,一個成功而受人認可的暖通空調(diào)工程設計是綜合效益最高的方案設計與系統(tǒng)而完整施工圖設計的相輔相成。
參考文獻:
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[3] 譚偉. 淺談暖通空調(diào)的設計以及設計方案中所遇問題[J].科技創(chuàng)新與應用,2012(5)
管路系統(tǒng)設計的方案主要為基于管路動態(tài)仿真與測試的管路,在此設計的基礎上,實現(xiàn)了空調(diào)管理設計系統(tǒng)的開發(fā),該系統(tǒng)的構成主要分為兩部分,分別為設計分析子系統(tǒng)與實驗測試子系統(tǒng),同時還構建了管路的三維模型,對管路系統(tǒng)進行了仿真計算,具體體現(xiàn)在固有頻率、振動應力及振動響力等。在管路系統(tǒng)設計過程中,主要的系統(tǒng)有分析系統(tǒng)與測試系統(tǒng),前者的前提條件為I-deas軟件,通過對軟件的二次開發(fā)從而實現(xiàn)的;后者的構成有噪聲測試系統(tǒng)、振動測試系統(tǒng)與管路應力應變測試系統(tǒng)等,對于振動與噪聲二者的測量采用的方法為B&KPULSE3560C,對于應力的測量主要采用的方法為動態(tài)電阻應變儀。在空調(diào)樣機制作過程中,主要依據(jù)為仿真優(yōu)化結果,在測試時,主要測試的內(nèi)容為管路與整機的振動、噪聲與應力,同時要對管路運行的動態(tài)特征給予關注,再通過仿真結果的比較與分析,從而明確了設計的結構,使設計得以優(yōu)化[1]。具體的設計流程如下:其一,配管的三維設計,以管路設計模塊為依據(jù),設計配管的三維,并建立相應的部件模型與裝配模型;其二,有限元模型的建立,借助I-deas軟件,分析結構的應力與動力響應、計算固有頻率及應力仿真等;其三,管路布局的改變,針對不同的布局,計算動態(tài)管路的動態(tài)特性,從而使設計方案進一步優(yōu)化;其四,空調(diào)樣機的制作,通過整機與管路振動與噪聲的測試,將仿真結果進行對比,在滿足相關要求的基礎上,便實現(xiàn)了配管結構的設計。根據(jù)上述的設計分析系統(tǒng)與設計流程,展開了實際的設計與開發(fā),此時的對象為KFR-32W空調(diào)。
2空調(diào)管路設計的優(yōu)化
通過對空調(diào)振動與噪聲的研究,提出了控制振動、降低噪聲的方法,并且借助數(shù)字化仿真,在管路布局進行調(diào)整后,改變了管路的振動模式,同時也改善了危險處的應力;此外,通過對管路影響因素與固有頻率的計算,提出了相應的技術措施。但在實際工作中,空調(diào)管路設計仍存在不足,主要表現(xiàn)在:較長的設計周期、不穩(wěn)定的運行狀態(tài)等。在國內(nèi),空調(diào)管路設計主要依據(jù)為經(jīng)驗,主要的設計流程有:二維設計、三維設計、試制、測試、再設計與再試驗,通過此流程的反復,最終實現(xiàn)了空調(diào)管路的設計與生產(chǎn),但設計存在諸多問題,如:較長的設計周期、較差的運行結果等,同時管路的質(zhì)量也難以得到保證。因此,需要進一步優(yōu)化空調(diào)管路設計。
2.1仿真模型
關于有限元仿真模型的建立,需要注意的事項有:(1)修正模型。當壓縮機與管路系統(tǒng)裝配后,要對模型的局部區(qū)域進行修正,從而保證模型尺寸符合實際的需求,使裝配的效果更加顯著。如果模型中的尺寸存在誤差,則會直接影響裝配,裝配偏差極易出現(xiàn)。(2)選擇單元。在壓縮機與配管方面,其類型、目的與零件結構特點存在差異,因此可以對其進行單元劃分,主要方法為ThinShell,此時單元的厚度為配管的壁厚,而壓縮機的厚度可以借助等效處理法,以壓縮機模型為依據(jù),計算其表面積與質(zhì)量,進而獲得單元的壁厚。(3)處理條件。在對系統(tǒng)邊界條件處理過程中,主要方法有三種,分別為冷凝器接管端部的固定、截止閥接管端部的固定與壓縮機彈簧單元端部節(jié)點的固定。(4)求取點位置。系統(tǒng)響應求取點可以為壓縮機回氣管的頂部點。根據(jù)相關的測試可知,壓縮機回氣管的振動十分嚴重,其中最為明顯的位置為靠近儲液筒處,通過對求取點的分析,實現(xiàn)了對系統(tǒng)振動狀況的全面了解[2]。
2.2結構改變
在對系統(tǒng)的振動進行分析時,主要內(nèi)容為固有頻率,它對于動力響應的分析也有著積極的意義,它是分析的重要保障。在對管路結構進行計算時,運用的方法為I-deasSimulation的ResponseDy-namics,此方法能夠對系統(tǒng)的前10階固有頻率進行解算。在管路結構方面,由于其布管的空間、管道走向等均存在各自的特點,因此,改變的內(nèi)容主要體現(xiàn)在回氣管組件與排氣管組件兩方面,其更改的依據(jù)為管路的走向特點與空間大小,對二者更改后,管路結構將出現(xiàn)改變,因此,需要對其再一次進行仿真計算,文章主要介紹了管路布局的兩種情況,通過結果的分析與比較,具體內(nèi)容為:結構1的前10階固有頻率分別為27.31、30.27、34.23、37.24、42.34、57.34、65.43、96.45、103.45與114.23Hz;結構2的前10階固有頻率分別為47.32、50.27、54.23、87.24、132.34、137.34、1445.23、155.45、163.35與174.13Hz相比較而言,其一的效果良好,其二的效果較壞[3]。
2.3仿真結果
根據(jù)兩種結構的固有頻率,通過比較發(fā)現(xiàn),當壓縮機的工作頻率在48.34Hz時,結構一的共振現(xiàn)象未出現(xiàn),而結構二在運行時會出現(xiàn)共振,主要是由于固有頻率與工作效率較為接近。同時,系統(tǒng)響應點的應力變化情況與時間有著緊密的聯(lián)系,結構1的最大應力為2.72MPa,結構2的最大應力為4.49MPa,通過二者的比較,當時間點在0.00520時,兩種結構的最大應力值分別為2.72與2.57MPa;當時間點在0.01041時兩種結構的最大應力值分別為1.17與3.12MPa;當時間點在0.01562時,兩種結構的最大應力值分別為2.09與2.43MPa;當時間點在0.02104時,兩種結構的最大應力值分別為2.16與4.49MPa,前者的樣機設計方案具有一定的優(yōu)勢,因此,在樣機設計制作過程中選擇了結構一[4]。
2.4實驗測試
在實驗測試過程中,測試對象為結構一,主要測試的管路為振動較大的部分,即:出口-儲液罐-四通閥,此時壓縮機的管路材質(zhì)特性主要體現(xiàn)在以下幾方面:彈性模量、屈服強度與泊松比等。對壓縮機應力的測量主要是指壓縮機保持正常運轉,在壓縮機轉子與流體的作用下,會出現(xiàn)振動從而引起了一定的壓力,此壓力會導致銅管變彎。
2.5實驗結果
根據(jù)上述實驗測試可知,通過對樣機設計的優(yōu)化,保證了空調(diào)的正常運行,減少了振動、降低了噪聲。在測量過程中,最大的應力值是3.11MPa,管路振動的位置與仿真結果具有一致性,同時引起振動的應力頻率與壓縮機的運轉頻率相同,因此,該結果符合理論假設的要求。管路的材質(zhì)為銅,其屈服強度為205MPa,在管路正常運用時,銅管受到的壓力較少,因此避免了銅管的強度破壞。但在實際運行過程中,管路的斷裂現(xiàn)象仍時常出現(xiàn),造成此問題的原因如下:一種為管路裝配的焊接缺陷,如裂紋,在交變應力的影響后,裂紋則會出現(xiàn)擴展,嚴重情況下則會出現(xiàn)斷裂;另一種為管路裝配的殘余應力,主要為裝配應力與拉伸應力等,它直接影響著空調(diào)的安全與正常運行。因此,在管路裝配過程中,要特別注意焊接與應力問題,從而保證空調(diào)的正常運行[5]。
3結束語