中央空调风系统

中央空调风系统（共7篇）

中央空调风系统 篇1

随着城市现代化步伐的加快,越来越多的人们工作生活在现代化楼宇之中,享受着中央空调系统带来的舒适与惬意。但人们往往关注于大楼内的空调系统的制冷制热能力,而忽略了对影响人体健康有着关键联系的室内空气品质(IAQ)问题。而中央空调管道的清洗即作为改善IAQ的主要手段之一,特别是SARS以后才逐步被公众所认识。早在20世纪90年代中后期,少数发达国家的管道清洗设备生产和服务商(丹麦DANDUCT CLEAN公司)和少数国内企业(如广东的威一利公司)就瞄准了中国这一巨大的市场,利用少量进口设备,走上了中国中央空调管道清洗的荆棘之路。随着《空调通风系统清洗规范》正式发布,《公共场所集中空调卫生管理规范》的宣传贯彻会议以及随后而来的全国公共场所中央空调卫生抽检工作的展开和媒体的相关报道,特别是有关强制性法规将要出台的好消息,使中央空调管道清洗行业又重新火爆异常。本文叙述了中央空调风系统清洗的必要性和国内外中央空调风系统管道清洗行业的发展状况及存在的问题,并展望了我国中央空调风系统管道清洗行业发展的大好前景。

1 空调风系统管道清洗的必要性

下面我们通过对比风系统管道清洗前后一些参数的变化情况,分析风管积尘和盘管积尘对通风系统性能的影响,来说明空调风系统管道清洗的必要性。调查北京市5家五星级宾馆中的7个集中空调通风系统。其中,送风系统9个点,回风系统7个点,检测样品96件。积尘量采用GB 19210-2003方法;污染程度判定方法为“卫生规范”和“清洗规范”。

1)宾馆集中空调通风系统积尘量。

根据相关判定标准:积尘量在2 g/m2～20 g/m2为中度污染,积尘量大于20 g/m2为严重污染,从表1的检测结果来看,送风系统和回风系统大部分积尘量超过20 g/m2 ,均属严重污染。

2)宾馆集中空调通风系统细菌总量和霉菌总量。

根据判定标准:细菌总数大于1 000 cfu/g为中度污染、霉菌总数大于3 000 cfu/g为中度污染。从表2的检测结果来看,44%的送风系统霉菌和细菌总数超标,43%的回风系统细菌总数和57%的回风系统霉菌总数超标,属于中度污染。

3)空调风道的污染图片资料。

某五星级商城被中央空调风道中吹出的污染物严重污染的出风口见图1,工作在该环境内的员工经常出现咳嗽、皮肤红斑等典型的致病建筑综合症。由图2,图3可见,管道内有较厚的积尘,霉斑多处可见,管道破损后外露的玻璃纤维,施工垃圾于送、回管道中均可见到。

4)分析讨论。

通过调查,我们发现所有单位均未对集中空调通风系统风管进行过专业清洗消毒,多数使用单位只是定期对风柜过滤网、冷却塔、风机盘管进行不规范的清洗消毒,集中空调通风系统安装的均为中小级别过滤设备,部分使用单位集中送风出口区域内部卫生较差,新风管未直接接入风机盘管风箱甚至将新风口封闭,风机盘管设备上积尘较多,空调风系统管道污染情况严重。

2 国内外空调清洗行业的发展状况及存在的问题

1)国内清洗技术。a.中央空调风管消毒机。采用过氧乙酸消毒剂,通过主机使药液汽化由中央空调送风系统将之送到运行过程中的各个角落或房间,以达到物体与空气消毒灭菌的目的。该机所使用的消毒剂是过氧乙酸,它的分解物主要是水、二氧化碳及少量醋酸,对人体无毒害作用;杀菌广谱,作用速度快,使用浓度低,对病毒、细菌繁衍体,芽孢,真菌等都有高效杀灭作用,为目前所知消毒剂中杀菌力最强的灭菌剂。该消毒机适用于空气处理机、户式中央空调、中央空调、工厂、商场、机场、银行、火车站等所有有通风系统需消毒的场所以及室内大空间直接需要消毒的环境。b.半自动清洗系统。采用压缩空气做动力源的半自动清洗系统,配备有各种类型的清洗刷,结合高效率工业吸尘器,可高效率地彻底清洗矩形、圆形等各类常规风管,提高施工效率。c.推进式清洗系统。通过气动或电动马达驱动的软轴管道清洗机器,能方便地进入到各种不同大小的风管内进行作业:既可高效地清洗各类大型的通风管道,也可清洗各类小型风管。d.多功能风道清洗机器人。多用途线控机器人,配备各种型号清洗毛刷,刷头可正反转,并可根据风管内径遥控调节清洗刷高度,实现对各类通风管道内的全方位清洗。

2)国外清洗技术。a.柔性清洗设备。该产品产于丹麦,采用轻质实心钢丝螺旋结构软轴设计,保证了清洁刷在长达30 m的距离内准确运行于待清理管路的中心部位。直立管路从底部或顶部都能有效清除,即使是90°的弯曲也能轻松通过。高质量、高技术和创新的产品结构设计,可提供更有效的清洁工作。b.新型风管清洗设备。该产品产于日本,在高速气流作用下,布条剧烈地抖动,将风管管壁的灰尘打下,并吸走。该设备简洁可靠,非常具有借鉴性。

3)管道清洗方法分析比较。国内中央空调管道清洗行业的兴起已有将近两年的时间,在这段时间内,我国中央空调管道清洗行业从无到有,从基本仿效国外形式到结合国内实际有所创新,技术领域从不成熟到渐渐成熟,可以看出我国在该行业还是取得了突飞猛进的发展的。但由于该行业在我国起步较晚,在技术方面还未有先进的发展。从上述的技术产品中就可以看出,国外产品相对于国内产品较为简易方便,体积小,重量轻。

4)我国空调清洗行业存在的问题。我国在这一行业存在着许多问题。中国中央空调管道清洗行业各地发展极不平衡,北京,上海等中心城市发展最快,市场也最成熟,但除少数发达地区外的其他城市,对中央空调管道的清洗还停留在市场前期,绝大多数空调运行单位只知道管道脏,但没有真正认识到其危害。且中央空调的清洗费用相对较贵,造成许多国有单位想对其进行清洗,但因国家没有将这笔费用纳入正常的财务预算而放弃清洗。

3前景展望

定期检查和清洗中央空调的通风系统,既可以改善室内的空气质量,也能够减少空调通风管道的阻力,增强工作效率,节省能耗。空调清洗广泛适用于宾馆、写字楼、医院、商场等各类公共场所,应用前景十分广阔,很有发展前途。根据介绍我国大部分中央空调运行20年以上从未清洗保养,而且过滤设备差。随着人们绿色环保意识的增强,以及国家对公共场所卫生的重视,中央空调管道清洗行业将成为中国一个新兴的有着巨大潜力的发展行业。

参考文献

[1]GB19210-2003,空调通风系统清洗规范[S].

[2]公共场所集中空调通风系统卫生规范[S].

[3]消毒技术规范[S].

[4]李先瑞.空调通风管道的管理[J].节能与环保,2003(6):36-39.

[5]刘燕敏,聂一新,张琳,等.空调风系统的清洗对室内可吸入颗粒物和微生物的影响[J].暖通空调HV&AC,2005,35(2):133-137.

中央空调风系统 篇2

南宁卷烟厂空调风机组温湿度控制过程中存在如下三大难题:一是K5A空调风机组工艺控制能力不足;二是特殊季节机组加湿与降温除湿并存的矛盾突出;三是要维持环境温湿度, 耗能相当大。

问题一:K5A空调风机组工艺控制能力不足

针对“K5A工艺控制能力不足”这一情况, 动力QC小组在能源管理系统中随机抽取100个湿度控制数据如表1:

备注:工艺要求温湿度控制范围为58.5±3.5%。

CPK= (T-2ξ) /6s= (7.0%-2*7.0%) /6*1.3%=-0.9

通过图1分析可以知道, 该直方图为左偏型直方图, 分布中心与公差中心存在较大偏移, 偏移量为ε=7.0%, 过程能力指数CPK仅为-0.9, 过程控制能力严重不足。

从单值移动极差控制图也可以看出空调风机组湿度控制离散程度较大, 超出工艺控制范围, 过程控制能力不足。

通过以上的图标分析可知, K5A空调风机组工艺控制能力严重不足, 影响环境的温湿度控制。

问题二:特殊季节加湿与降温除湿并存的矛盾突出

小组成员对特殊季节环境温湿度情况进行抽查, 情况如表2:

小结:从折线图可以看出, 特殊季节环境的温度超出控制的范围, 需要降温;湿度远低于控制的范围, 需要加湿。而南宁卷烟厂现用的空调系统均利用热蒸汽进行加湿, 加湿过程温度导致升高, 加湿与降温除湿存在严重的矛盾。

问题三:K5A空调风机组为维持环境温湿度, 耗能大

小组成员对特殊季节环境, K5A空调风机组耗能情况进行调查, 如表3:

小结:从折线图可以看出, 冷冻水循环量和耗电量无明显变化, 但是9~12月份, 蒸汽的耗量明显增大, 9~12月份蒸汽耗量平均值与1~8月份平均值相比增27.3m3/h, 可见特殊季节K5A空调风机组为维持环境温湿度, 耗能相当大。

综述:综上所述, 小组成员一致认为:只有解决高温蒸汽加湿的过程中送风温度升高的问题, 避免控制环境温度升高的现象发生, 提高系统控制能力, 方能达到降低能耗目标。

2 解决方案

为解决“加湿与降温除湿并存的矛盾, 提高K5A空调风机组工艺控制能力, 降低能耗”, 小组成员采用头脑风暴法进行讨论, 提出了多个解决方案, 并用亲和图归纳整理如下, 并利用加权评分法对方案进行评估, 选择最优方案。

3 实施效果确认

小组成员在空调风机组正常运行的情况下, 在车间能源管理系统当中提取100个数据作为样本, 对其进行分析:

备注:工艺要求温湿度控制范围为58.5±3.5%。

从直方图可以知, 空调风机组湿度控制符合正态分布, 分布中心与公差中心重合, 过程能力指数CPK为1.39, 过程控制能力充分。

从单值移动极差控制图也可以看出空调风机组湿度均分布在控制范围内, 离散程度得到有效控制, 过程控制能力大幅度提升。

综述:通过以上的图标分析可知, K5A空调风机组工艺控制能力充分, 极大地提高了卷烟生产的温湿度控制能力。

由以上统计表可知道:空调风机组汽水加湿系统运行情况良好, 温湿度均在控制范围内, 每小时耗蒸汽量7.7吨, 成果稳定, 持续有效。

参考文献

[1]尉迟斌.实用制冷与空调工程手册[M].北京:机械工业出版社, 2001.

[2]夏云铧.中央空调系统应用与维修[M].北京:机械工业出版社, 2003.

中央空调风系统 篇3

系统主要功能是排出室内设备及其它热源所散发的热量, 维持室内恒温状态, 并控制技术区空气中的灰尘含量。为此要求新风空调系统具有回风、送风、冷却和空气净化的能力可使室内维持一定的正压以防止室外尘埃进入, 保证清洁度。

1 系统改造前的现状

我站技术区原空调设计为4套10P多联机空调系统, 主要用于关键设备的运行环境保护。由于使用效果不佳, 后来又增加了五部5P分体式空调立柜机。该空调系统是一拖多的封闭式空调系统, 虽然空调设备制冷量大, 但是室内机在高4米的吊顶上空, 由于气流循环组织不好, 不能充分发挥设备的有效功能, 致使空调系统效率降低。该空调系统一年四季几乎都处于运行状态, 不仅设备用量大、耗电量大, 该空调系统还不能保证室内的正压状态, 风沙灰尘易侵入, 不能保持较好的工作环境。

2 新风混风空调的工作原理

新风混风空调系统主要由送风系统和温度调节系统共同组成, 变频风机和空调是该系统的主要设备。新风混风空调系统的工作原理如图1所示, 在室外抽取新鲜的空气和部分回风混合后组成混风, 余下的回风经过排风口排掉。混风经过除尘、空调降温处理后, 由风机送到室内。通过控制风机的转速可以控制系统出风的风量, 通过空调可以调节送风温度。

系统有制冷送风和单纯送风2个运转工况。这两个工况的转换是根据回风段的温度与设定的温度差来确定的。以设置温度为20℃时的运行情况为例, 如图2所示。

(1) 系统初始加电时, 当回风段温度高于设定温度时, 空调启动制冷, 风机送风, 此时的工况为制冷送风状态。当回风段温度低于设定温度时, 空调不启动制冷, 只是风机送风, 此时的工况为单纯送风状态。

(2) 系统运行期间, 当回风段温度高于设定温度2℃时, 空调启动制冷, 风机送风, 此时的工况为制冷送风状态。当回风段温度低于设定温度时, 空调停止制冷, 只是风机送风, 此时的工况为单纯送风状态。

(3) 设定±2℃这个阀值的目的是为了防止机器频繁地切换运转状态, 延长机器使用寿命。

新风混风空调系统分为两种工作模式。当室外环境温度高于室内温度时, 系统工作在少量新风模式, 此时, 排风风阀关闭, 混风阀完全打开, 新风风阀适量打开, 只送入少量新风维持室内正压即可, 这时系统能耗与普通空调相当。当室外环境温度低于室内温度时, 系统工作在大量新风模式, 此时, 排风风阀适量打开, 排除适量的回风, 混风阀适量打开, 增大新风风阀开度, 送入大量新风, 这时系统不但维持室内正压, 而且充分利用外界环境的低温新风降温, 系统能耗与普通空调相比大大降低。

在夏季由于室外温度较高, 甚至高于室内要求温度, 所以采用最小新风量运行。在春秋过渡季由于昼夜温差较大, 白天采用少量新风方式运行,

夜晚采用大量新风模式。冬季室外环境温度很低, 可全天采用大量新风模式运行。这样, 充分利用环境冷能起到降低能耗的作用。

3 我站改造后的新风混风空调系统

3.1 机组的结构

我站新风混风空调系统采用两个机组互为主、备用。每个机组由两大部分构成:一部分是送风系统, 另一部分是空调系统。空调系统的换热器安装在送风系统的机箱内。

如图3所示, 送风系统由风道、风阀控制、送风系统机箱、风机控制四个分系统组成。风道主要完成送风、回风和出风风量调节的功能。风道的出风口都安装出风风阀, 通过出风风阀可以调节不同房间的送风风量和回风风量。送风系统机箱分为回风段、排风段、新风段、直彭段和送风段。制冷空调的换热器就安装在直彭段和送风段之间。在回风段装有一台11k W的回风风机将室内的高温空气抽回到送风系统机箱之中, 其最大回风量为18500 m3/n。在排风段和新风段之间安装混风风阀, 通过调节排风风阀和混风风阀来调节室内热空气进入混风段的风量。在新风段和直彭段之间安装两层除尘过滤网对送往送风段的空气进行过滤除尘。送风段装有一台18k W的送风风机, 通过风道向室内输送低温清洁的空气, 每个机组的送风量为25000m3/n。送风风机和回风风机分别由一台变频器进行控制, 通过频率调节来控制送风风量。

空调制冷系统采用四台压缩机制冷, 每个机组总的制冷量为每套125.5k W空调系统最低设定温度为16℃, 最高设定温度为30℃, 当检测温度高于设定温度2℃时, 空调启动制冷, 当温度低于设定温度2℃时, 空调停止制冷, 系统的死区温度为4℃。室内温度的控制通过空调制冷和调节新风风量来完成。

3.2 温度的控制

此系统的温度控制采用开环控制和闭环控制相结合的混合控制方式。

空调制冷采用闭环控制, 通过采集回风温度与设定温度来控制压缩机的制冷, 控制方法如前所述。

通风系统新风进风风量和回风排风风量采用混合方式控制。

4 改造过程中遇到的问题和解决办法

4.1 消除部分出风口哨声

出风口出现哨声具体现象是风机启动后, 出风量较小的出风口风阀有哨声。

为了解决出风口有哨声, 自制了一块消音板, 方法是在木板上用电钻打了些圆孔, 然后将木板安装在出风口风阀之前, 这样就将送到出风口的空气分流, 从而减少出风口风速, 从而消除哨声。经过几次试验, 出风口的哨声被消除。

4.2 降低风道风阻、均衡各房间温度

处于送风末端的房间由于风道风阻较大影响送风风量, 室内温度高于其他房间。

由于是后建系统, 风道的弯道较多, 且空调送风风道较长, 初期很多的弯道均为直角, 所以造成风道的风阻很大, 末端风压很小, 送风量很低, 末端房间温度较其他区域明显高。为了解决这个问题, 我们将送风和回风管道做了重新改造, 具体做法是将末端风道的截面积增大, 送风回风风道弯道处由直角改成圆弧状, 增加管道的平滑性, 减少送风回风的阻力, 改造后末端风压有很大的提高, 末端房间的温度和其他区域一致。

5 结束语

新风混风技术在空调系统改造中的应用, 解决了空气净化、室内维持一定的正压和节能等一系列问题, 为技术设备, 值班人员提供了一个良好的环境。

摘要：本文通过对卫星广播电视技术区空调系统改造方案的阐述, 介绍新风混风技术的在空调系统改造中的应用, 并详细说明这种技术的原理及优点。根据全年不同时间调整新风空调运行模式, 可实现利用环境冷能节约能源。

超市空调全新风运行的研究 篇4

关键词：超市,全新风运行,数值模拟,Airpak

1 超市几何模型的建立

超市的室内布局如图1所示。为了得到超市温度场，需在模型中选择数条直线。超市几何模型的坐标原点为X,Y,Z(0,0,0)，各个坐标轴变化区间分别为:-60≤X≤60m,0≤Y≤3.5 m，-30≤Z≤30 m。由于人员活动在0≤Y≤1.8 m之间的区域，所以本文取Y=1.6 m平面上的温度场和速度场作为研究对象。取点(-60,1.6,0)和点(60,1.6,0)之间的直线L1和点(-60,1.6，-10)和点(60,1.6，-10)之间的直线L2上各点的温度值代表超市主干道温度场;取点(-60,1.6，-20)和点(60,1.6，-20)之间的直线L3和点(-1.5,1.6，-30)和点(-1.5,1.6,30)之间的直线L4上各点的温度值代表超市货架区域温度场;取点(40,1.6，-30)和点(40,1.6,30)之间的直线L5和点(50,1.6，-30)和点(50,1.6,30)之间的直线L6上各点的温度值代表超市进出口区域温度场。直线L1、L2、L3、L4、L5、L6位置示意图见图2。

根据中国建筑西南设计研究院有限公司的程潇潇在《超市室内冷热不均问题的研究》中提到最优空调方案，全热冷负荷为591.9 k W，显热冷负荷为401 k W(不含新风负荷)。将超市分为东南西北中五个区，分别是进口区域(西区20×60 m)、出口区域(东区20×60 m)、主干道区域(中区80×20 m)和其两侧的货架区域(南区80×20 m和北区80×20m)。并根据根据室内外状态点以及超市各区冷负荷和湿负荷，分别计算空调送风量，并在此基础上单独设计空调系统。超市进出口区域，即东西两区送风量均为29 280 m3/h。超市主干道区域，即中区送风量为40 320 m3/h。超市货架区域，即南北两区送风量均为28 800 m3/h。空调分区和风口布置如图3所示。

2 超市全新风运行方案

(1)过渡季节超市室内满足舒适条件的温湿度的确定:根据过渡季节人们的衣着，基于Fanger热舒适方程[1]计算得出，当气温在10℃以下，使PPD≤20%的热舒适室内空气温度范围是15～23℃，相对湿度范围是20～80%;室外气温在10～20℃之间，使PPD≤20%的热舒适室内空气温度范围是20～25℃，相对湿度范围是20～80%;室外气温在20℃以上，使PPD≤20%的热舒适室内空气温度范围是24～27℃，相对湿度范围是20～80%。在此基础上根据前文所提到的超市负荷计算出各个室外温度下所需的全新风量如表1。

(2)分阶段变风量空调系统本文的分阶段变风量空调系统由常规定风量空调系统(S)和两台定风量新风风机(X1、X2)并联组成，系统原理图如4所示。系统总送风量为200%设计风量，其中定风量空调机组S的送风量为100%设计风量，新风风机X1的送风量为60%设计风量，新风风机X2的送风量为40%设计风量[2]。

(3)分阶段变风量空调系统运行方案。在夏季和冬季，两台新风风机均停止运行，系统为全空气单风道定风量空调系统。在过渡季节，冷水机组关闭，即定风量空调机组S相当于只是一台风量为100%设计风量的送风机。分阶段变风量空调系统采用全新风运行，为了确保超市室内满足热舒适要求，在任一室外温度下，必须保证系统送风量大于或者等于此温度下全新风运行的最小新风量。基于此原则以及表的数据，制定系统运行方案如下:当室外温度在8～12℃之间时，空调系统全新风运行的最小新风量在54～62%设计风量之间。因此，开启新风风机X1，关闭空调机组S和新风风机X2，系统送风量为60%设计风量;当室外温度在12～17℃之间时，空调系统全新风运行的最小新风量在62～100%设计风量之间。因此，开启空调机组S，关闭新风风机X1和新风风机X2，系统送风量为100%设计风量;当室外温度在17～21℃之间时，空调系统全新风运行的最小新风量在100～135%设计风量之间。因此，开启空调机组S和新风风机X2，关闭新风风机X1，系统送风量为140%设计风量;当室外温度在21～24℃之间时，空调系统全新风运行的最小新风量在135～200%设计风量之间。因此，开启空调机组S、新风风机X1和新风风机X2，系统送风量为200%设计风量。

3 模拟验证方案可行性

我们利用模拟计算检验分阶段变风量空调系统过渡季节运行方案是否能够满足热舒适要求，因此我们只需要模拟每种阶段送风量下最高的送风温度，这是最不利情况。比如送风量在60%设计风量时，最不利点为12℃，12℃时可能因为送风量不够而导致室内温度高于热舒适上限温度25℃。这样，本节总共需要模拟4个工况如表2。

如下图所示，分阶段变风量空调系统运行方案能满足超市室内热舒适要求。

4 结论

本文计算了满足超市室内热舒适要求，变风量空调系统在各种室外气温下实施全新风运行所需的最小新风量。并通过热舒适和技术经济分析，确定出过渡季节空调系统全新风运行的温度范围为8～24℃，送风量的范围是54～200%设计风量。考虑到超市空调大多为定风量系统，所以本文在定风量系统的基础上提出了分阶段变风量空调系统，即在定风量系统中并联两台新风风机，用其不同的组合达到变风量的目的。本文所选的系统可实现60%、100%、140%、200%设计风量运行，并通过数值模拟验证了其可行性。

参考文献

[1]P.O.Fanger.Calcu lation of Thermal Com fort[J].Ashrae Trans.1967,73(2):94-110.

窗式空调风页框模具设计 篇5

内容包括:制件图纸 (3D图档) 如图1, 塑料的牌号为A B S、不透明, 塑料制件样品、生产产量为大批量。

2 产品分析

2.1 确定模具结构

当得到该零件的实体图形后, 我就转入了计算机进行脱模分析。考虑到该产品外形尺寸较大及内、外部结构形状等内容需要使用抽芯机构脱模, 确定了一模一腔、利用模具自身运动的开、合模力来驱动抽芯机构运动抽芯的三板模, 以及使用大水口标准模架及点浇口入水为适宜的模具结构。

首先确定模具的开模方向, 针对该产品为了尽量减少使用大的抽芯机构, 决定将孔口平面的重直方向作为开模方向, 而分型面可选择为如图1所示的平面。

图1为产品的典型结构, 因该产品三面存在小孔, 需侧向抽芯, 否则不能开模。这里确定的是利用模具自身动作的开模力及合模力进行驱动, 因为三面小孔尺寸均为小孔, 经过分析及综合考虑, 采用的是通过斜导柱带动滑块机构进行抽芯。

2.2 生产工艺

1) 因该产品位于窗式空调的内部, 从外部看是观察不到, 所以对外观的表面粗造度要求不高, 控制模温保持在80度左右 (通过设计恒温水路来保证模具的温度) 。

2) 较高的生产批量需求:因为作为塑料模, 特别针对大批量生产的模具, 希望模具的使用寿命长、且长时间使用精度都能得到保证, 对材料提出了耐热的要求, 所以这里就选择耐热模具钢, 推荐选用H 13 (国际编号) 牌号和SKD 61 (日本编号) 牌号。

3 模具设计

3.1 设定缩水

由于塑料存在一个缩水的现象, 为了保证开模后的产品尺寸符合要求, 按照该公司提供的A B S材料的缩水率为5/1000。

3.2 分型

该零件需要繁琐的分型手段, 采用所使用软件的多种方法如:“曲面分割法”、“曲面抽取法”、“曲面缝合法”等, 几乎是以手工分型技术的手段完成。

针对空调风页框零件复杂的内、外部形状及结构, 在分模的时候, 经过综合分析及比较, 如果将型芯结构做成整体式, 可能会给后续工作带来较大的麻烦, 因产品本身尺寸较大, 如采用整体式型芯结构的话, 造成型芯结构本身过大, 不便于加工。而采用组合式结构通过镶件的形式, 这样不仅容易加工且配合精度更高, 避免出现浇注溢出而产生飞边的情况, 所以这里将型芯的结构做成组合式, 这样便于开模。

同样的道理为便于加工及解决产品中间薄壁部分的成型结构, 也将凹模也分成两部分以镶件放在凹模固定板内, 并将产品内部存在孔需要抽芯的部位利用斜导柱抽芯, 以便于顺利开模。

3.3 模具结构设计

1) 根据分型所得的外形尺寸, 综合考虑模具加工等因素, 选用龙记大水口8070标准型模架。

2) 浇口设计。

因该产品内部存在许多中空, 且产品外观尺寸较大。如我们按照一般产品那样, 如果采用一点进行浇注的话, 从经验上得出结论, 可能存在产品浇注不满的情况。根据这些分析我进行了多次尝试, 并利用专门的模流分析软件对产品的浇口位置做出分析, 决定采用五点进浇方式进行浇注, 从不同的方向及位置对产品进行浇注, 这样可以确保产品各部位都能填充满, 且浇注后不会存在气缝等不良情况出现, 如图2所示。

3) 抽芯机构设计。

根据前面对产品的分析, 该产品三面存在抽芯需设计抽芯机构, 否则不能开模。

考虑到加工等一系列的情况, 决定采用斜导柱进行抽芯 (比较好加工, 且又能满足要求) 。这里可以采用的是将斜导柱安装在定模上, 而将滑块安装在动模上的通用安装方式, 如图3所示。

4) 定距拉板的设计。

三板模在分模时, 在动模板与定模板之间增加了一块活动板 (中间板) , 开模时活动板与定模板做定距 (这就需要用定距拉板来限位) 分型, 以便取出中间的凝料。这里我们采用的不是通过定距板来进行限位, 而采用的是利用限位拉杆来限制定模板与活动板之间的距离, 以便能顺利取出凝料, 如图4所示。

5) 模具装配效果。

使用3D (U G) 软件进行模具设计可以在装配状态时, 进行一系列动作仿真的过程中找到设计的不足, 通过多方面的分型及设计, 并进行反复仿真验证, 最终完成了模具的设计工作。

6) 模具的工作过程。

模具闭合以后, 注塑机把融熔的塑料注塑进模具中, 保温冷却以后开模取出产品, 开模的过程大概如下:开模进行第一次分型时, 浇注系统冷凝料在分流道拉料杆的作用下留在浇口套内, 浇口被拉断与塑件分离;进行第二次分型时, 中间板通过拉杆拉动分流道推板, 使凝料从分流道拉料杆和浇口套中脱出, 靠自身重力落下;第三次分型完成后, 通过斜导柱带动滑块进行侧向抽芯, 顶出机构将塑件从型腔中顶出, 整个过程如图5所示。

4 模具制造

模具的制造精度尤其重要, 需要高精度设备的加工。因考虑到凸、凹模具中采用镶件、抽芯等机构, 在加工中还需使用3D软件对型面再进行拆电极工作, 再将拆出的电极送数控中心加工, 然后再将电极送电火花处进行电腐蚀加工。待所有型芯、型腔、镶件等零部件加工完之后, 进行装配。

摘要：窗式空调因应用广泛, 其市场竞争因此变得格外激烈。现阶段不少外资品牌企业为了防止其它仿照厂家对其付出心血的产品进行轻易的抄袭。每推出一款新的窗式空调, 在产品的外形上要求设计师设计复杂化 (既考虑美观实用又要让抄袭者付出一定的金钱代价) , 这就给我们模具设计人员提出了更高的要求。我校合作的企业承接了窗式空调风页框的模具设计任务, 作为兼职模具设计师我参与了设计任务, 最终通过团队努力完成了此项设计。

中央空调风系统 篇6

1 物理模型

某车型蒸发箱后风道结构的物理模型示意图如图1所示。图1中,A为风道入口,B为驾驶侧左风道出口,C为驾驶侧左中风道出口,D为副驾驶侧右中风道出口,E为副驾驶侧右风道出口。按设计要求,每个出口出风量的分配要求见表1,出风口的扫风范围要求示意图如图2所示。

2 控制方程及边界条件

2.1 控制方程

为了简化计算,本文对汽车空调风道的模拟作如下假设:①流体区与固体区为常物性;②流动为三维定常流动;③忽略重力的影响。

由于空气在风道里的流动过程中,在某些区域可能产生涡流,并且在管路渐缩区域速度变化较大,需要考虑湍流的影响,计算采用Realizable k-ε湍流模型,质量、动量守恒方程和k、ε方程可用通式表示,如式(1)所示[4]:

式(1)中,Φ为通用变量;r和s是与Φ相对应的广义扩散系数及广义源项;V为速度矢量;ρ为空气密度。当Φ取不同的物理量时,式(1)对应不同的控制方程,其对应关系见表2。其中,u、v、w为x、y、z 3个方向上的速度;T为温度;k为湍流动能;ε为湍流动能耗散率;μ为黏性系数,μt为湍流黏性系数;G为湍流应力;Cμ、C1、C2、σt、σk、σε均为常数;Pr为普朗特数;Su、Str、Sw分别为X、y、z 3个方向上的源项。湍流黏性系数μt及湍流应力G分别满足方程式(2)和方程(3)。

各常数取值如下:Cμ=0.09;C1=1.44;C2=1.92;σt=0.95;σK=1.0;σε=1.3。

2.2 边界条件

模型入口为速度入口边界条件,根据此车型空调进风量要求,入口风速大小取值为2 m/s,出口采用压力出口边界,取出口背压为0,差分采用二阶形式以提高计算精度。另外,物理模型网格划分为四面体网格,网格总数为287 631,计算的网格经过了质量验证,符合计算要求。

3 计算结果与分析

3.1 出风口流量分配情况分析

当出风口的叶片位于中间位置,即风阻最小时整个风道中的速度分布图如图3所示。从图3可以看出,整个风道中最大风速为28.5 m/s,主要分布在出风口。每个出口的风量分配情况见表3,与表1的设计要求相比,风量分配较均匀,基本满足设计要求。

3.2 扫风范围分析

图4所示为当左右方向控制叶片位于左侧极限位置,上下方向控制叶片位于上方极限位置时的速度分布;图5所示为左右方向控制叶片位于右侧极限位置,上下方向控制叶片位于上方极限位置时的速度分布情况。从图4、图5可以看出,无论哪种情况,B、E出风口出风正常,但C、D出风口导风并不理想,左右方向控制叶片没有起到预期的导流效果,甚至起到了相反的作用,即当叶片转向左侧(驾驶侧)极限位置时,副驾驶位置感受到更大的吹风,而当叶片转向右侧(副驾驶侧)极限位置时,驾驶位能够感受到更大的吹风。

究其原因,可能由以下3种情况造成:

(1)叶片C (如图6所示)与壳体后端间隙大于前端间隙,导致从此缝隙出来的风速较高,阻碍了另外2个叶片导向出来的风,从而导向失效。

(2)叶片A (如图6所示)与壳体后端间隙小于前端间隙,导致从此缝隙出来的风速降低,致使出口处的左侧压力小于右侧压力,导致气流出来以后有向左侧流动的趋势。

(3)沿着风道的中心线,出风口的A面造型特征高度落差太大,这样的特征导致垂直叶片在转动到与图6所示位置相反的极端位置时,导向情况非常不理想。

基于对上述问题进行分析后,此外,由于此风道叶片位置相对出口较深,因此综合考虑所有因素,提出了以下解决方案:将控制左右导风的后排垂直叶片移到前排突出IP约1/3位置,控制上下导风的平行叶片移到后排,即将控制左右导风的叶片移至控制上下导风的叶片位置的前面,从而避免气流在撞击风道流向较高。风道出口结构示意图如图7所示。

中间出风口垂直叶片位置调整至前端时,驾驶员侧流场速度分布情况如图8所示。从图8可以看出,驾驶员右侧出风口在左极限位置时可以使大部分气流吹至其左肩,起到预期的调节风向作用。

将中间出风口平行叶片位置调整至后端后,中间出风口的扫风范围如图9所示。从图9可以发现,出风口的扫风范围分布在位置①至位置②范围内,即最高位置①可以到达驾驶员的头顶部,但最低位置大约在驾驶员的肩部稍下一点的位置,距离扫风范围“下至腰部”的要求太远,因此不满足设计要求。为增大出风口的扫风范围,提出以下优化方案:对控制上下扫风的叶片进行修改,叶片方案修改示意图如图10所示,将控制上下扫风的叶片改为四叶片和五叶片方案。

四叶片方案的计算结果和五叶片方案计算结果相差不大,在此以五叶片方案为例,图1 1为五叶片情况下流场分布示意图,从图11可以看出,相对三叶片时的扫风范围有所增大,扫风范围的最高位置在假人的头部,而最低位置有所下降,大约在假人的胸部偏下方向,离“下至腰部”的距离要求仍然还有一定差距,但此方案的出风口出风基本能对准或避开人面部的敏感部位,对其扫风范围基本认可。

4 结语

本文建立了某车型的空调风道模型,通过数值计算方法分析了风道出风量及左右风道风量的分配情况;并在此基础上,对出口风道的扫风范围进行了分析,得出以下结论:

(1)在空调风道系统的设计中,通过CFD分析方法可以快速发现问题,缩短研发周期,因此是针对风道设计的一个经济、有效的方法。

(2)在满足风道风量的同时,需要充分考虑风道出风的均匀性和扫风所能达到的范围,以保证车内的舒适性。

(3)通过改变叶片的数量能够有效调节扫风范围,但并不是叶片越多越好,叶片越多,风阻越大,会造成出风量相应减小。

摘要：文章建立了某车型汽车空调风道结构的三维数学模型,利用商业软件Fluent进行模拟,得到了风道出风口风量大小和风量的分配情况,并与设计值进行了比较;在此基础上,分析了风道出口扫风情况,提出了解决方案,对改进和优化风道结构,提高汽车空调整体性能具有一定的参考价值。

关键词：汽车空调,风道,计算流体力学(CFD)

参考文献

[1]Wemer F.Optimization of an Automotive HVAC Module by Means of Computational Fluid Dynamic[J].SAE Paper,1999(4).

[2]朱娟娟,陈江平,陈芝久,等.汽车空调双后风道结构数值优化分析[J].制冷技术,2004(3).

[3]Fluent Inc.Fluent V6.2 User' s Guide[M].Lebanon,NH,USA, 2005.

中央空调风系统 篇7

关键词：串级调速,适用范围,结构特征,工作原理,系统特点

1 概况

旗山煤矿矿井通风方式为中央并列式, 风机房安装2台同等能力的K4-73-02NO28离心式风机。风机叶轮φ2 800 mm, 额定转速600 r/min, 风量152~282 m3/s, 最高效率85.5%。电机型号YR1250-10/1430, 功率1 250 kW。电机额定电压6 000 V, 额定电流146 A, 转子电压1 365 V, 转子电流572 A。Y接法, B级绝缘, 采用液力耦合器调速。

2 问题的提出

原调速方式为液力偶合器调速, 这种装置是加在电动机和风机之间的机械装置, 靠的是工作腔内油量的多少传递不同的转矩, 以此达到调速的目的, 它的最大优点就是能平滑调速, 但其缺点是:电机的转差功率损耗在耦合介质油上, 使油发热, 夏天要装设冷却系统, 冷却系统要定期维修。到了冬季冷态状况下启动又困难, 要对油进行加热。而且使用中油介质出现油渗漏现象, 还会造成对环境的污染。更重要的是在使用过程中还曾出现过电动机旋转而风机不动这一重大问题, 因而使用液力耦合器调速存在故障率高而且故障点不直观等弊端, 处理起来费时费功。经过慎重考虑, 决定对风机进行全面改造, 于是将液力耦合器改成直联轴。改成直联轴后, 又存在的问题是启动电流较大, 调节风量只能靠调节风门的大小来进行, 造成风机的效率大大降低, 于是串级调速提到了议事日程。加之原来的控制方式比较分散, 倒换风机不便于操作, 造成操作时间过长, 而且所需人员过多, 与企业的要求也不协调, 决定采用集中控制方式控制电动机的开启。

3 改造内容

为解决现实存在的问题, 该矿于2009年对中央风井进行了改造。电机启动方式采用串电抗器启动转化为CKJ型串级调速, 采用了德国西门子公司S7-200可编程控制器作为系统的主控制器。系统采用通讯方式完成数据交换, 极为方便、灵活地实现远程控制和通讯。系统可以通过触摸屏了解系统的各种工作状态和故障点的位置, 更便于操作人员了解系统的工作情况和维修人员分析故障原因和更快地找到故障点, 因而系统操作简单、性能可靠。

4 配置特点

串级调速电控系统由转子电压整流器、逆变器、附加电源、自动投入与切换、移相触发控制及保护几个部分组成。其特点:自动相位调整技术, 无需对相;控制方面采用德国西门子公司的S7-200可编程序控制器对主风机各种运行工况进行控制和检测, 工作参数一目了然;和变频器相比, 控制容量小, 造价和可靠等方面具有明显优势;串级调速具有自检功能, 实现了主要元器件的自检试验;操作可控硅串级调速柜装备了3套可控整流桥、3套触发板、中间继电器、开关电源、S7-200可编程控制器 (PLC) 1台和TD200显示器1台, PLC主要采集各种控制信号, 故障信号, 运行指示信号, 速度信号, 对串调装置进行控制, 显示器用来观察和参数整定;操作台装置使用2台S7-200 PLC, 分别处理2台通风机各种按钮控制信号, 转换开关信号、电流电压信号、压力温度和风压信号, 触摸屏显示风机的整个布局、平面位置、控制台状态、串调柜状态、风机运行状态以及故障点位置。

5 原理

其原理就是, 可控硅串级调速是在电动机转子回路串一可变电势, 通过改变电势的大小进行调速, 电动机的转子功率经过可控有源逆变器, 变为与电网同频率的交流电能, 将转差功率返回电网, 具有效率高的特点。其基本工作原理就是:先将异步电动机的转子电压经过三相桥式整流, 变成直流, 在直流侧串入一个与其相反的电势, 通过必变逆变器的逆变角的大小来改变电势的大小, 从而达到控制电动机速度的目的。

工作方式:在串调柜上由工作方式选择开关, 即全速运行方式和串调方式。

启动方式:分为近控和远控方式。在近控方式, 系统通过串调柜上的启动停止按钮进行启停操作。在远控方式, 系统通过操作台进行起停操作。两种启动方式, 可以随便选用。

6 串级调速的优点

串级调速装置采用低同步串级调速, 转子整流桥为可控整流桥, 逆变侧为2个互差30°的双绕组整流变压器, 形成12脉波电路, 减少了高次谐波对电网的污染;具有良好的调速机械特性, 调速范围宽, 无级, 平滑;较高的调速效率, 由于其损耗小, 所以调速效率更高, 节电, 效果更好;良好的启动性能, 采用串级调速具有启动电流小, 启动转矩大的特点, 保证电动机稳定启动。

7 应用效果