热回收型热管式蒸发冷却空调机组自控方案设计

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1、西安工程大学学报JournalofXi’anPolytechnicUniversity第25卷第1期(总107期)2011年2月Vol．25，No．1(Sum．No．107)文章编号:1674-649X(2011)01-0055-05热回收型热管式蒸发冷却空调机组自控方案设计强天伟，黄翔，颜苏芊(西安工程大学环境与化学工程学院，陕西西安710048)摘要:为了保障蒸发冷却空调机组工作稳定并且达到节能、节省人力的目的，本文在分析热回收型热管式(间接+直接)蒸发冷却空调机组的空气处理过程的基础上，采用西门子PLC设计了自动控制方案，实现了蒸发冷却空调机组运行过程的自动控制．关键

2、词:蒸发冷却;空调;自动控制;PLC中图分类号:TU831.6文献标识码:A0引言国外学者对蒸发冷却技术的研究比较感兴趣，建立的数学模型较多．文献［1］建立方程组对湿表面换热器进行模拟，提出了湿表面换热器的线性近似模型．文献［2］建立了湿表面板式换热器效率计算模型．文献［3］建立了描述各种蒸发冷却设备的数学模型．文献［4］对自然通风冷却塔建立了数学和物理模型．文献［1］和［3］建立的数学模型，其实质是用直线段代替真实的抛物线饱和曲线段．国内学者对蒸发冷却空调的研究也大都集中在其机理及应用上．同济大学张旭教授在蒸发冷却空调［5］的热质交换热力学分析与应用方面做了大量理论与实验

3、研究．周孝清教授对间接蒸发冷却器的设计计［6］［7-8］算方法做了研究，西安工程大学黄翔教授对蒸发冷却空调技术进行多年的理论和实验研究．香港大［9］学的DaiY．J，SumathyK．建立了描述叉流式降膜蒸发冷却传热传质过程的数学模型等．从国内外对蒸发冷却空调的研究现状来看，虽然在其理论研究、设备开发及其应用方面已做了大量的工作，但人们对蒸发冷却空调系统自动控制方面的研究却较少，公开发表的文献资料也少．国外ASHRAE［10］成员CharlesW．Curt描述了蒸发冷却系统的控制概念，国内有关蒸发冷却系统控制方面的文章大都是［7-8，11-12］西安工程大学的研究成果．由于

4、蒸发冷却空调机组在使用过程中受室外空气状况影响较大，为了保障空调机组工作的稳定性需要其自身运行状态要随着室外空气状况的改变而自我调节，这样就必须引入自动控制技术，而自动控制技术的应用又能大大提高蒸发冷却系统的节能效果．因此，有必要将蒸发冷却空调机组和自动控制技术结合起来．本文以热回收型热管式(间接+直接)蒸发冷却空调机组为对象，对其工作过程做了自控方案的设计．1空调机组热回收型热管式(间接+直接)蒸发冷却空调机组将热管热回收技术与蒸发冷却技术相结合，采用铝-氨平置吸液芯热管换热器作为间接蒸发冷却器，并与机械制冷表冷器、直接蒸发冷却器共同组成空调机收稿日期:2010-06-0

5、2通讯作者:强天伟(1970-)，男，陕西省西安市人，西安工程大学副教授，博士．E-mail:qiangtianwei@yahoo．com．cn56西安工程大学学报第25卷［9］组．该空调机组与一般的传统空调机组相比，大大降低了空调制冷能耗，对促进我国低碳经济的发展和建筑节能具有十分重要的意义．为了使蒸发空调机组能够随着室内负荷、室外空气状况的变化始终提供一个高效舒适的工作生活环境，同时延长设备的使用寿命以及节能节省人力，本文采用PLC技术对蒸发冷却空调机组实施自动控制．由于蒸发冷却空调空气处理过程的独特性，根据其空气处理过程焓湿图对该机组的控制系统进行了开发，使用效果良好

6、．该空调机组结构示意图如图1所示，包括新风段，过滤段，热管间接段，机械表冷段，直接蒸发段，送风段．图1热回收型热管式(间接+直接)蒸发冷却空调机组结构图图1所示结构图中，新风段和回风段都可以在0～100%范围可调．过渡季采用全新风，不开启机械表冷段只开启间接和直接段，回风阀关闭，新风阀全开．夏季需开启机械表冷段，采用回风，回风阀和新风阀可调，以节约冷水量．过滤段防止灰尘和颗粒物进入蒸发空调机组的循环水中，水中含有灰尘和颗粒物会明显降低蒸发冷却器的效率．间接蒸发冷却段是一个铝-氨平置吸液芯热管换热器，它通过内部传热工质在一个高真空的封闭壳体内不断的循环相变来实现热量传递，具有

7、很高的导热性．机械表冷段是夏季才启用的，保证在炎热的夏季空调机组能满足要求．直接段是一块蒸发冷却填料，水通过水泵循环喷淋填料以冷却流过填料的干热空气．送风段是一离心风机．2自动控制原理根据热回收型热管式间接蒸发冷却空调机组的运行特点，依据其蒸发冷却空气处理过程焓湿图，采用PLC技术时采集空调房间的温度、湿度、风速等参数信号，并将蒸发冷却空调机组自身的信号通过模数转换输入自控装置，自控装置通过预装入的程序软件对各种信号进行统计、运算，再通过数模转换将控制信号输送给蒸发冷却组合式空调机组，使得空调机组在室内负荷、室