中央冷却系统（共8篇）
中央冷却系统 篇1
1 引言
卷包设备由两大部分组成——卷接机和包装机, 在实际生产过程中两部分均存在漏油现象。主要原因是烟机在高速运转过程中, 系统各传动部分的润滑油在密闭空间内持续产生大量热量, 油箱内润滑油的最高温度可达到65℃~70℃。油温长时间过高, 极易导致橡胶密封件的老化和零部件的加剧磨损, 从而产生润滑油的跑、冒、滴、漏等现象, 严重时会污染烟支, 甚至造成设备的不正常运转、使用寿命减少、环境污染等。为了解决油温高的问题, 部分烟厂在每台卷包机上增加一台制冷机, 该制冷机采用冰箱的制冷及循环原理, 将主油箱的润滑油输入冷却箱中降温, 然后再输送到设备的润滑部位。每台制冷机上都需配备压缩机, 耗能多;体积大约1.5m3, 占用空间大, 且价格昂贵, 每台需60万元。也有部分烟厂采用小型风冷装置, 该风冷装置利用设备阀岛的正压风对润滑油进行降温, 由于正压风流量小, 能交换吸收的热量有限, 降温效果不理想, 经测试最大降温5℃, 不能从根本上解决问题。能否发现新的安全、合理、高效率、性价比高的换热方式成为相关技术人员的主要研究方向之一。
2 改造方案分析
利用制冷机和风冷装置对润滑油进行降温, 已有烟厂进行了试用, 综合效果并不理想。我们结合本厂的实际情况, 分析了各方面的因素, 决定利用中央空调的冷却系统来对卷烟机组润滑油进行冷却降温。该设计思路主要考虑以下几方面的问题:
(1) 本厂的中央空调机组有800冷吨的4组, 400冷吨的2组, 正常运行时800冷吨机组2组和400冷吨1组即可保证正常生产, 且有30%富裕能量。该设计中充分利用此富余能量来达到冷却要求, 无需增加新的能耗。
(2) 车间现有9组ZJ112卷烟机组, 每台机组上配有一个冷却压缩机来对烟枪部位降温冷却, 采用该设计后, 可去掉此压缩机, 直接将冷却水通入烟枪底座中而达到降温的目的, 减少了压缩机的能量消耗。
(3) 车间中原有一部分输水管道, 主要用来对原有的MK9-5卷烟机组降温, MK9-5卷烟机组淘汰后, 管路闲置, 此次可再次利用。
(4) 根据设计原理初步估算约需投资190万元, 若利用制冷机冷却, 需投资900万元, 投资成本大大减小。
综合以上因素, 我们决定利用中央空调的冷却系统来对卷烟机组润滑油进行冷却改造。
3 原理分析
中央空调中的水分为冷却水 (30℃~35℃) 和冷冻水 (7℃) , 由于冷却水的水温较高且水温不稳定, 若直接用冷却水作介质进行冷却降温, 降温效果不够稳定, 而且卷烟机烟枪部位的温度也达不到规定温度 (40℃) ;若采用冷冻水, 由于水温较低, 输送管路上会结露产生水滴, 对保温层的要求会更高, 保温比较复杂, 而且长距离输水, 空调的压力会受一定的影响。因此设计了二级换热冷却的方案, 采用冷冻水 (7℃) 对冷却水 (30℃~35℃) 进行降温, 使后者达到20℃, 称为一级冷却, 然后将20℃的冷却水输送到机台, 对润滑油和烟枪进行降温, 称为二级冷却 (原理见图1) 。
在一级冷却中, 冷冻水的流量由电动阀控制, 通过温度传感器测得冷却水的数值, 并传送信号给电动阀, 电动阀调节冷冻水的流量, 冷冻水的最高需求量约为单台800冷吨机组的10%, 不影响中央空调的正常工作。冷冻水和冷却水的热交换在专门设制的一级换热器中完成。
在二级冷却中, 冷却水的动力由变频循环泵提供, 根据设备开机数量的多少和油温高低实现冷却水流量的自动控制, 润滑油和冷却水在专门设制的二级换热器中完成热交换。
在原理图中设置了压差变送器和温度传感器, 实现对变频循环泵的控制, 循环泵两台, 一备一用, 电动阀采用三联蝶阀组合, 所有这些设计都是为了便于维修, 保证出现故障时不影响设备的正常运行。
4 方案改进
参照图1所示的控制原理, 我们进行了安装试验, 试运行半个月, 效果良好, 完全能达到使用要求, 但使用中发现因为冷却水的水质不好, 容易引起管路堵塞, 造成流量不足, 引起元件 (如压差变送器、可控硅、模块等) 损坏, 而且管路中的过滤器又需经常清理, 费工费时。发现这些问题之后, 我们又重新进行了优化设计, 不用中央空调水塔中的冷却水作介质, 增加了一套补水系统, 采用封闭式水循环, 用作冷却介质的循环水不与外界接触, 不会脏化, 与润滑油热交换后, 带走热量, 经过一级冷却系统降温后再进入二级冷却系统, 如此循环往复, 如图2。
与初始设计相比, 此次改进有以下优点: (1) 杜绝了杂物引起的管路堵塞、执行元件损坏失灵的问题; (2) 采用软水循环冷却, 无水垢生成; (3) 散热效率高, 损耗小, 占用中央空调的功率小, 运行成本低, 符合环保节能的要求。
5 测试结果
参照图2完成安装, 运行期间测试的各处数据如表1、表2所示。烟枪底座冷却前温度为65℃~70℃, 冷却后温度为40℃~42℃。
从以上数据可看出, 输送到设备润滑点的润滑油温度已降低了20℃, 达到了润滑油的最佳使用温度, 且烟枪的温度也达到了最适宜温度。
6 结语
基于国家标准《润滑油油温工艺要求》 (GB/T786.1-1993) , 以保障生产、节省能源、增加可靠度等要求作为指导思路, 建立了烟机润滑系统中央冷却的设计模型。本设计通过二级换热方式, 利用封闭水循环进行烟机润滑油系统中央冷却改造, 充分利用了中央空调的多余能量, 不用再增加能耗, 且不占用空间, 投资相对较低。通过将近1年的运行, 效果良好, 未出现漏油现象, 有效地解决了烟机润滑油系统油温冷却的问题, 此设计可推广应用到多数卷烟厂。
摘要：卷烟设备传动系统高速运转时, 油箱内润滑油的油温可达65℃70℃, 时间久了会导致密封件加速老化, 造成设备漏油, 严重影响生产效率。充分利用中央空调的富裕能源, 建立了烟机润滑系统中央冷却的设计模型, 能够有效地解决烟机润滑油系统油温冷却的问题。
关键词：烟机,润滑系统,中央冷却,油温冷却
参考文献
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[2]关子杰.润滑油应用技术问答[M].北京:中国石化出版社, 2012.
[3]汪德涛.润滑技术手册[M].北京:机械工业出版社, 1998.
制冰冷却系统减轻电网压力 篇2
在接下来的几个星期里，加利福尼亚的地方公共事业联盟将开始为政府办公室和商业大楼加装夜间制冰系统以代替白天时使用空调。这是该设备试点项目的一部分，此设备由总部设在哥伦比亚温莎的Ice Energy建造。如果能得到广泛应用，此举将减少30％的公共事业单位的燃料消耗，并减少对新发电厂的需求。
在南加州市政公共能源管理局(the Southern California Public Power Authority)协调的计划下，第一批设备将安装在加州格兰岱尔市大约24幢市属大楼上。
未来的两年里，11家参与的公共事业单位将安装1500套设备，总计提供53兆瓦的能量储备，缓解该地区电网的压力。该项目是第一次大规模地运用Ice Energy的技术。
Ice Energy的每一个设备都设计为在夜间制冰(此时的电力需求较低)，使用高效压缩机冷冻450加仑(约1703.4升)的水。到中午，制冷模式起效，该设备将大楼内的常规空调关闭六小时。它将来自缓慢融化的冰块的冷却水输送到安装在大楼供暖、通风和空调系统中的蒸发器。一旦冰块融化完，空调又开始正常运行。Ice Energy的首席技术官布莱恩·帕森奈特(Brian Parsonnet)表示，在最热天气的用电高峰时，Ice Bear能使大楼的电力消耗减少95％。
降低用电高峰的电力需求也就减少了建设新电厂的需要。它还使得公共事业单位能依靠他们最高效的电厂，电力研究院(Electric Power Research Institute)的电力使用高级项目经理罗纳德·多米查维克(Ronald Domitrovic)说，当公共事业单位启动他们“最低效、最老旧、最不受欢迎”的发电设备以满足高峰需求时，电网上每一部分的电力增量都会带来成本冲击，不论是燃料成本、温室气体排放或者服务的可靠性。但是，在夜间，公共事业单位可使用其最高效的电厂，所需燃料比只在高峰时开启的电厂要少。公共事业单位还可在其他地方节约能源——例如，夜间冷却设备线路能更有效地传输电力。
多米查维克表示大规模使用冰块或冷水为校园和大楼制冷的系统“已经存在一段时间了”。但是他说，这些往往是“昂贵的一次性设备，专门为某幢大楼设计，”而Ice Energy提供的小型热储存系统配置简单，能用于一层或两层的商业楼宇。Ice Energy表示安装在不同地点的冷却设备能连成网络，为公共事业单位提供能在需要时管理电网需求的资源。
帕森奈特表示，Ice Energy系统的每个产品成本已经由最初模型的15000美元降到了现在的5000美元。南加州市政公共能源管理局大卫·瓦尔登(David Walden)表示，与其他降低高峰电力需求的方法相比，包括可再生能源，如太阳能等，目前的模型“在成本上是有竞争力的”。
中央冷却系统 篇3
北京江森自控有限公司是一家电子公司, 厂房建筑面积3万多m2, 受建筑室内的人员、照明灯光、设备散热量的影响, 在春秋季当室外空气温度较低时, 室内空气温度却较高, 仍需要供冷。尤其是没有外墙、外窗的内区车间, 即使在寒冷的冬季, 由于室内生产设备的散热量非常大, 而且没有很好的途径散发到室外, 空调系统仍然需要供冷。
在整个公司的能耗统计中, 中央空调系统的耗电量约占整个供电系统用电量的60%, 因此如何利用空调系统实现节能, 是当前亟待解决的问题。
该中央空调系统主要包括1232kW冷水机组2台, 冷冻水泵机组有35kW电机3台, 冷却水泵机组有35kW电机3台, 空调机组7台。冷水机组是开利公司19XL350型离心冷水机组。机组本身功率较大, 调节性能较差, 此时如果开启冷机供冷, 一方面因为相对夏季冷负荷较小, 容易发生喘振, 从而对机组造成严重损害;另一方面, 冷机制冷系数较低, 势必造成能源的极大浪费。因此, 从节能的角度考虑, 对空调系统进行相关改造。
1 实施改造的可行性分析
1.1 方案一:利用变频技术
通常认为, 变频调速技术即安装变频器, 是实现节能的理想方法。但该方案存在如下局限性和缺陷:
1) 变频调速系统价格较为昂贵 (约2000元/kW) , 改造老设备需较大投入。
2) 变频器自身的能量损耗 (平均运行效率不足90%) 影响节能效果。
3) 变频调速技术可以做到很高的控温精度, 但在该空调系统中却不很重要。
因此, 系统增加变频器的方案由于改造成本太大等原因, 未被采用。
1.2 方案二:利用自然冷源
比较常见而且容易利用的自然冷源主要有2种:一种是地下水, 另一种是室外冷空气。由于地下水常年保持在18℃左右的温度, 所以地下水不仅在夏季可作为冷却水为空调系统提供冷量, 而且冬季还可以利用水源热泵机组为空调系统提供热量。但是这种方案初投资较大, 且需要政府部门审批, 所以不予考虑。第二种较好的自然冷源是春秋季和冬季的室外冷空气, 此时室外空气较低, 可用于空调系统供冷。例如, 天津春秋季的室外空气湿球温度一般低于15℃, 冬季室外空气湿球温度一般低于0℃, 这种温度下的空气是较好的冷源, 可用于空调系统供冷。
而室外冷空气的利用有2种方法:一是春秋季利用低温室外空气供冷, 当室外空气温度较低时, 可以直接将室外低温空气送至室内, 为室内降温。为了能实现在春秋季利用低温室外空气供冷, 空调系统设计时需要有足够的新风管道引入室外新风。但是由于内区车间散热量非常大, 而且新风管路太细, 新风负荷不能满足车间降温要求, 所以此方案也未能采纳。第二种方法是利用冷却塔直接制造冷冻水从而实现制冷的效果, 适合新风管道不能满足供冷需求的场所。具体方法是春秋季和冬季利用冷却塔将冷却水温度降低, 再通过板式换热器冷却冷冻循环水, 被降低了温度的冷冻水送到末端的设备 (如风机盘管、空调箱) , 再将冷量送到各个需要供冷的区域。常规空调系统流程图如图1所示。
冷却塔供冷系统分为冷却塔闭式供冷和冷却塔开式供冷两种形式, 冷却塔降温系统流程如图2所示。
冷却塔闭式供冷系统节能效果显著, 而且节水, 这对我国北方缺水地区具有重大的意义, 此外还可以防止循环水与大气接触所造成的循环水本身的污染, 缺点是空气换热器的面积较大、设备初投资较高、日常维护较麻烦。由于冷却塔开式供冷系统是一种敞开式空气—循环水冷却系统, 一部分水在冷却过程中被蒸发并随空气排往大气, 这不但造成了循环水的损耗 (通常补水量为循环水量的1%～3%) , 而且空气中夹带水雾会给周围的环境带来污染, 如造成周围建筑物的表面结冻和腐蚀, 此外周围环境的灰尘会使循环水受到污染。
最后, 综合考虑在过渡季节利用冷却塔供冷的方案比较理想。
2 实施方案
该公司现已采用的是闭式冷却塔, 所以采用冷却塔闭式供冷系统。
冷却塔间接供冷系统图如图3所示。常规供冷方式 (1) 、 (2) 、 (3) 3个电磁阀都不通电, 即形成图4形式。如需冷却塔供冷则3个电磁阀同时通电, 形成图5形式。
3 效果分析
改造完成后, 经过1a的运行冷却塔供冷节能效果显著, 间接供冷, 取供冷温度10℃, 供冷供回水温差取2℃, 空调系统的运行第一年节约电费18.5万元, 比常规系统节能12.5%。
对于舒适性空调, 如对供冷温度无特殊要求, 应将供冷温度设定在人们舒适所能允许的最高温度, 且温度越高, 冷却塔供冷时间越长, 节能效果越显著。
4 存在问题
需重视冷却塔供冷系统的冬季防冻问题。首先, 在闭式冷却水系统内添加乙二醇防冻液, 这无形中又增加了运行成本。其次, 冷却水池中为了防止结冰, 需要增加电加热系统, 又增加了系统的耗电量。第三, 冷却塔进风百叶结冰现象也很严重, 需要定期清理。
另外, 值得注意的是在南方一些沿海地区, 由于其特殊的气候条件全年大部分时间室外空气的焓值都大于或接近于室内空气设计焓值, 所以南方及沿海地区利用冷却塔供冷意义不大。
5 结语
空调的普及需要增大能源供给, 同时也给电网等公用设施带来巨大压力, 在适合区域推广应用冷却塔供冷技术, 有助于减少运行空调对公用设施的压力。随着要求全年供冷的建筑越来越多, 冷却塔供冷技术具有广阔的发展前景。
摘要：结合既有建筑中央空调系统的设计方案及运行状况, 对系统进行改造;在制冷机停止运行的基础上, 在过渡季节和冬季利用冷却塔冷却冷冻水, 以满足生产区域的供冷需求, 从而实现节能。
中央冷却系统 篇4
随着人们生活水平的提高,人们对空调的需求越来越大,对功能要求越来越多,而对医院类空调的需求就更为突出。所以各类医院大多安装了空调制冷设备及输配系统,机房或设备间通常在建筑的底层,相关冷却塔安装在室外,会产生高声噪声。由于机房内各种管道大楼主体相连接,可将机房内设备机组运转时产生的噪声通过楼板、管道和空气传声等途径影响楼内办公室、病房或周围建筑内居民的日常生活。这种噪声通常为低频噪声,人员长期处在这种低频噪声环境中容易产生厌烦情绪,对身体健康有一定的影响[1],因此,采取何种措施消除或减少这些噪声对人们的影响是医院需要解决的一大问题。本文以某医院为例,讨论这种机房噪声的治理方法。
2 概况
该医院制冷机房位于医院后侧,与锅炉房并列,紧邻医院附件宿舍楼。2007年根据需要增加了一台设备,2011年又进行了扩大工程改造,在原有的机房增加了新机组,冷却塔由原来的3组机组增加到8组并联,冷却塔安装在机房顶部,安装位置距居民楼直线距离40 m左右,是个敏感位置,机组安装在机房内,机房侧面有5个窗户一扇大门,前面留有一扇窗户和一扇门。由于机组和冷却塔是高噪声源,居民反映昼夜噪声太大,影响了其正常生活。为此,医院决定对机房进行降噪处理,降低噪声污染。冷却塔与居民楼位置平面图如图1所示。
3 噪声源分析
根据本单位制冷和空调形式及现场测试,主要的噪声源有:
(1)制冷机房:室内制冷机组安装在首层,运行噪声在95 d B(A)以上,该噪声是高低频混合噪声,有一定的穿透力,尤其是夜间运行噪声更为明显。机组运行时间为24 h不定时欲行,对噪声的要求比较高,特别是对夜间运行噪声的治理要求更高。
(2)水泵:由于机房配备了6台冷水泵,流量分别为210、400 m3/h各3台,电动机功率分别为30 kW和55 kW;加上5台冷却水泵,流量均为300 m3/h,单台功率为30 kW,产生的噪声问题比较突出。
(3)屋顶冷却塔安装在制冷机房顶部,单台流量为200 m3/h,右侧是原有建筑,左侧后侧全部是建筑物,噪声源直接影响周围居民,实景布置如图2所示。
由于冷却风机的工作产生了旋转噪声、涡旋噪声和机械噪声。它们的噪声频谱均具宽频带特性,其噪声值不是很大,但穿透力强,对周围居民及建筑均会构成影响。同时这也是其他噪声源的形成原因之一。其中,主要是风机运行进、排气噪声和淋水噪声,风机通过进、排气口和塔体向外辐射噪声。排气口噪声比进气口噪声高约5~10 dB(A),其频谱特性是以低频为主的连续谱,属低频噪声。循环热水从淋水装置下落时,与塔底接水盘中的积水撞击产生的淋水声,属高频噪声,淋水声的大小与淋水高度以及单位时间的水流量有关。冷却塔整体噪声为以低频为主的连续谱,没有突出的噪声峰值,一般在31.5~2 000 Hz,噪声级约为55~85 dB(A)[2]。冷却塔的噪声还包括减速机噪声、电动机噪声和冷却塔配管及阀体噪声,它们不是主要的噪声,在噪声治理时可忽略[3]。
(4)电动机转动会产生气流声,电动机本身振动也产生噪声。
(5)落水声与塔体由动力传动产生的振动对塔体产生共鸣声。
4 治理方案
通过上面的噪声源分析可以看出,机房是本次降噪治理的重点区域。为了在治理过程中保证设备的正常运转和便于维护,安装消声设备时本着因地制宜的原则,保证治理效果,制定的方案如下:
(1)根据声学原理,采用隔声、吸声、消声、缓冲扩张等综合治理措施,减少室内混响,降低噪声外泄。对改造后的机房加挂吸声板,防止室内的混响声。吸声材料大致可分为多孔型和共振型两大类。共振型吸声材料吸声频带较窄,往往只对某一频率产生较好的吸声效果,其余频带吸声效果很差,只在特殊场合才使用。多孔型吸声材料是一种吸声效能较好、取材方便、应用广泛的吸声材料。在多孔型吸声材料中,高密度吸声矿棉的吸声效果较佳。机房内顶部和四周墙上铺设吸声系数高的吸、隔声材料,主要用来消除室内混响,降低机房内声能密度及反射强度。
(2)为防止噪声通过门窗向外辐射,采用双层隔声窗和隔声门,把声源控制在室内[4]。
(3)封闭后的机房设置自然通风口,及时对机房内补充新风,新风口加装新风口消声器。
(4)采取以上措施,把噪声控制在室内,确保室外噪声达标,不影响居民的日常生活。
(5)冷却塔的噪声采取隔声消声导向等措施,同时保证冷却塔的冷却效果。
(6)利用右侧原有建筑,后侧右侧采取上部加隔声屏,下部加进风消声器,在降低噪声的同时,保证冷却塔的所需风量。
(7)对排风机的噪声采用导向弯头的消声措施,把噪声导向居民楼相反方向。
(8)加隔声屏目的是将落水声、塔体共鸣声控制住,起到声音屏障的作用,采用框架结构,具有防10级风的抗风效果。
5 治理效果实测
制冷机房和冷却塔所有降噪措施落实到位,对厂界内外敏感区域昼夜噪声进行了多次监测。结果显示,厂界外居民楼昼间噪声60 dB(A),夜间噪声49.3 dB(A),符合工业企业厂界环境噪声排放标准[5]的要求。
6 结语
该制冷机房和冷却塔经过以上改造后,加强了室内墙壁的吸声和门窗的隔声,使得附近居民楼噪声A声级由原来的95 dB降低到50 dB以下,符合国家标准,达到了消除噪声污染的目的。由此可以看出,对于这种机房和冷却塔噪声的治理,要综合运用吸声、隔声和减振等多种方法。各种材料的选取要力求控制低频区的噪声。对墙面和门窗进行改造后,若仍不能达到要求,可在设备间门外加设声闸,加强隔声效果。在机房设计时要保证机房内有足够的空间,假如不能提供一个面积足够大的机房,降噪的效果就会大受影响。
摘要：目的:降低医院制冷机房内制冷机组和冷却塔的噪声,改善噪声污染。方法:分析噪声来源,根据不同的噪声源采取不同的措施,确保机组的正常运行,减少噪声对周围居民的影响。结果:经过一系列的改造,使厂界外的居民楼噪声达到了标准要求。结论:对于机房和冷却塔噪声的治理,要综合运用吸声、隔声和减振等多种方法,各种材料的选取要力求控制低频区的噪声。
关键词：隔声屏,消声器,噪声污染,吸音板
参考文献
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[4]王丽敏,韩茂蔚,洪辉,等.空调机房噪声的治理[J].西安文理学院学报:自然科学版,2009,12(2):64-66.
中央冷却系统 篇5
在现代大中型建筑物中中央空调已经是不可缺少的配套设施之一, 但中央空调的用电量非常大, 约占建筑物总电能消耗的50%。由于中央空调系统都是按最大负载并增加一定余量设计, 而实际上在一年中, 满负载的情况并不多, 甚至只有十多天, 绝大部分时间负载都在70%以下运行。通常中央空调系统中冷冻主机的负荷能随季节气温变化自动调节负载, 而与冷冻主机相匹配的冷冻泵、冷却泵却不能自动调节负载, 长期在满负荷下运行, 造成了能量的极大浪费, 也恶化了中央空调的运行环境和运行质量。冷冻水、冷却水循环用电约占系统用电的30%, 并且在冷冻主机低负荷运行中, 其耗电更为明显。因此对冷冻水、冷却水循环系统的能量自动控制是中央空调节能改造的重要组成部分。本文着重介绍PLC、变频器在冷却水泵节能循环方面的应用。中央空调采用变频调速技术, 使电机在很宽范围内平滑调速, 可将所有节流阀去掉, 使管道畅通, 可免去节流损耗。通过改变电机转速而改变水的流速, 从而改变水的流量, 达到制冷机的正常工作要求和平衡热负荷所需冷量要求, 从而达到节能的目的。电机的变频调速系统是由PLC控制器进行切换和控制的。
2 原系统简介
广东省高级技工学校制冷实验室装有一台小型中央空调。中央空调系统如下图所示:
系统中冷却水循环配有两台冷却水泵, 型号为:FHL HL50-18扬程为18M, 流量为42L/min, 功率为2.6KW。使用时一台冷却水泵工作, 另一台备用。冷却水泵设计时是按最不利工况设计的并留有10%的设计余量。而实际使用时, 因为冷却水泵不能根据负荷变化而进行调整, 所以冷却水系统几乎常期在大流量、小温差的状态下运行, 流量都是在满负荷下的标准流量, 而温差几乎都只有2-3℃。造成能量的极大浪费。
3 冷却水泵节能改造
为解决以上问题, 我们利用PLC、变频器、温度传感器、温度变送器等构成自动调速系统。对冷却水泵进行改造, 以节约电能。
3.1 变频节能原理
变频器是输出频率可调的交流电力拖动设备。变频器调速的主要工作原理是将供给电机的三相交流工频交流电经整流元件整流, 变成直流电, 再将直流电通过逆变元件逆变为频率电压连续可调的交流电, 给电机供电。由水泵的工作原理可知:流量Q与转速n成正比, 扬程H与转速n的平方成正比, 功率P与转速n的立方成正比。又根据异步电动机原理得到转速公式:
式中:n:转速f:频率p:电机磁极对数s:转差率
由上式可见, 调节转速有3种方法, 改变频率、改变电机磁极对数、改变转差率。在以上调速方法中, 变频调速性能最好, 调速范围大, 静态稳定性好, 运行效率高。因此改变频率而改变转速的方法最方便有效。那么根据水泵特性可知, 调节水泵的转速可以达到调节流量的目的, 同时, 显著调节功率。采用变频器控制水泵运行, 则可实现自动调节, 并使系统运行平缓稳定。并通过变频节能。
3.2 冷却水泵控制主电路的改造
3.3 控制功能
首先确定冷却水泵变频器的最小工作频率, 确定方法是先手动调节降低变频器的频率, 调节到冷却水最少能满足到达冷却塔时的频率, 确定为最小工作频率。一般情况下为 (28Hz) , 变频器参数设置时设为下限频率。再确定最大工作频率, 为了方便进行工频变频的切换可将最大工作频率设为比工频略低 (48Hz) , 变频器参数设置时设为上限频率并锁定;变频冷却水泵的频率是取冷凝器的出水温度信号进行调节, 按温度变化来调节频率, 出水温度越高, 变频器的输出频率越高, 出水温度越低, 变频器的输出频率越低。由型号为XP TP V010 D的温度变送器采集冷凝器出水温度, 将温度变化转变为电压变化送到变频器的输入2、5脚, 达到实现温度控制的目的。
温度变送器XP TP V010 D温度测量范围是0-100℃, 对应的电压变化为0-10V。但对于中央空调的冷却水来说, 温度变化范围没有那么大。一般在25-50℃之间, 使用时可以调节温度变送器的零点和量程, 把总的量程变为原来的二分之一即0-50℃。这时可以得到温度和频=率之间的对应关系如下图:
冷凝器出水温度一般在35-40℃, 可以使水泵转速比原来降低20-30%。由于水泵的功率与转速的立方成正比, 所以用电量比原来要减少50%左右。节能效果明显。
具体控制方案:
(1) 先合KM1起动1号泵, 单台变频运行; (2) 当l号泵的工作频率上升到48Hz上限切换频率时, 1号泵将切换到KM2工频运行, 然后再合KM3将变频器与2号泵相接, 并进行软启动, 此时1号泵工频运行, 2号泵变频运行; (3) 当2号泵的工作平频率下降到设定的下限切换频率28Hz时, 则将KM2断开, 1号泵停机, 此时由2号泵单台变频运行; (4) 当2号泵的工作频率上升到48Hz上限切换频率时, 2号泵将切换到KM4工频运行, 然后再合KM1将变频器与1号泵相接, 并进行软启动, 此时2号泵工频运行, 1号泵变频运行;如此交替循环控制; (5) 水泵投入工频运行时, 电动机的过载由热继电器保护, 并有报警信号指示; (6) 每台泵的变频接触器和工频接触器外部电气互锁及机械联锁; (7) 变频与工频切换的过程:首先MRS接通 (变频器输出停止) 后延时0.2秒后断开变频接触器再延时0.5秒后合工频接触器, 再延时0.5秒合下一台变频接触器之后断开MRS触点, 实现从变频到工频的切换; (8) 变频与工频切换的条件:由变频器的上限切换频率 (FU) 和下限切换频率 (SU) 控制。
3.5 变频器参数设置
3.6 控制综合接线图
3.7 PLC程序设计
根据控制要求, 给出以下参考程序顺控图
3.8 运行试验分析
在基本相同的工况下改造后比改造前用电量有了明显的降低。节电率达45%。试验证明采用变频改造后能起到明显的节能效果。
4 结束语
采用变频器控制冷却水泵使冷却水泵能随空调负荷的变化而自动变速运行, 从而达到节能的目的, 其节电效率可达40%左右。并且对冷却水泵实现在软启动、软制动, 大大降低了启动电流、避免了启动电流对电网的冲击。冷却水泵运行噪音减小、温升降低、震动减少、负荷运行顺滑平衡。采用PLC实现各种逻辑控制、变频器启动控制及工频/变频转换和故障报警等功能使操作控制更加简便。在科技日新月异的今天, 积极推广高新技术的应用, 使其转化为生产力, 是我们工程技术人员应尽的社会责任。对落后的设备生产工艺进行技术革新, 不仅可以提高生产质量、生产效率, 创造可观的经济效益。对节能、环保等社会效益同样有着重要的意义。
摘要：在现代大中型建筑物中中央空调已经是不可缺少的配套设施之一, 但中央空调的用电量非常大。采用PLC、变频器构成的控制系统应用在中央空调的冷却水泵的节能改造中, 使冷却水泵能随空调负荷的变化而自动变速运行, 达到显著节能效果。
关键词：中央空调,节能,冷却水泵,PLC,变频器
参考文献
[1]王国海.《可编程序控控制器及其应用》第二版, 2007.4;
[2]宋峰青.《变频技术》, 2004.1
中央冷却系统 篇6
1 材料与方法
1.1 材料
主要试剂为GVPL培养基、BCYEQ培养基、军团菌诊断血清;主要设备有培养箱、厌氧系统、滤膜滤器、蠕动泵、体视显微镜。
1.2 方法
1.2.1 水样采集
从2007年7~9月,随机对23家宾馆饭店、8家大型商城、6家机构医疗,用500ml无菌玻璃瓶采集中央空调冷却塔冷却水,检测军团菌。
1.2.2 水样预处理
每个冷却塔采集500ml冷却水通过蠕动泵、用0.22μm的过滤膜富集;然后剪碎滤膜作酸处理,加入0.01mol/L盐酸1ml混合、静置10分钟后,用0.03mol/L氢氧化钾中和至p H值约7.0。
1.2.3 军团菌的分离培养
取酸处理后混合液接种于GVPC琼脂平板上,用三角环推干后放入5%CO2厌氧系统中,在37℃孵育5~7d观察结果,挑取可疑菌落做鉴定。
1.2.4 军团菌的培养鉴定
军团菌是革兰阴性杆菌,专性需氧,军团菌生长需要半胱氨基酸酸和铁,不发酵也不氧化糖类,不还原硝酸盐,氧化酶试验阴性或弱阳性,尿素酶阴性,该菌生长的最适p H值6.9~7.0,在2.5%~5.0%CO2浓度条件下CE能促进部分菌株生长[2]。
挑选在GVPC琼脂平板上呈灰白色,菌落形态符合,革兰染色为阴性细长杆菌者同时接种于BCYEa和血琼脂平板上。在BCYEa平板长菌,在血平板上不长菌者,初步可认定为军团菌。通过初步鉴定的菌株进行生化试验,包括:氧化酶、触媒、马尿酸盐水解,明胶液化,产棕色色素,胞内荧光,纸片法β-内酰酶等生化试验,然后用玻片凝集法进行血清凝集鉴定分型,参照标准分型表判定结果。
2 结果
2.1 检出情况
武汉市部分公共场所中央空调系统军团菌检验结果检测的23家宾馆饭店中,检出7家军团菌阳性;6家医院中,2家检出阳性;8家大型商场中2家检出阳性。37家受检单位,11家中央空调系统冷却塔中检出军团菌,阳性率为29.73%。(表1)
2.2 血清型
公共场所中集空调冷却塔水中军团菌血清型分析在此次检测的11家阳性株,分布为5个血清型,分别是LP1、LP6、Lm、Lb它们的占有率分别为见表2。
3 讨论
军团菌于20世纪70年代被发现。军团菌因其在自然界的广泛存在及20%的高病死率引起了人类的高度重视。国内外大量资料证实军团菌是细菌性非典型性肺炎的三大病原菌之一,现已被WHO正式列入报告传染病范围。含军团菌的气溶胶通过空气由人直接吸入肺泡发病,这是军团菌病传播的最主要形式。能产生气溶胶的情况有许多,较重要的是空调冷却塔,很多证据已证明这是多次军团菌病暴发流行的污染源[1]。
中央空调系统是军团菌生长系列的重要场所[6]。本次抽取了25家办公楼、21家大厦等场所的中央空调冷冻水22份,新风口16份,未检出军团菌;检测28家宾馆、酒店80个冷却塔84份冷却水标本,检出1份嗜肺军团菌,阳性率为3.57%,与国内外空调冷却水军团菌检出率43%~50%相比明显偏低。原因可能是:⑴军团菌生长有季节性,如在夏季采的水样可知军团菌属阳性率可高达25%,在秋季的阳性率很低,甚至分离到菌株的可能性很小,因为军团菌在寒冷的季节比较难生长。⑵偶然的人为因素;由于采样时已经进入秋天,空调开始停用,所以冷却塔的水都已开始消毒,有些还是刚消毒过,换过水,所以所采水样可能很难分离到菌株。⑶深圳地铁尚未正式开通,其空调冷却塔未开始使用,难以分离到军团菌菌株。
军团菌的诊断及对军团病的流行学调查最终都有赖于病原菌的确认。军团菌培养的周期长,在培养过程中易受其他微生物和杂质的抑制,培养分离的阳性率较低。
本次调查的28家宾馆、酒店、银行、大厦、地铁等场所,宾馆有普通的,也有四星五星级的。空调冷却塔水有在使用的,也有停止使用的。对冷却塔水处理多采用消毒粉杀菌抑菌,有定期的,也有不定期的,无针对性,各冷却塔外观显示有不同程度的淤泥形成和藻类物生成。水中的藻类物和有机物、无机盐等能促进军团菌生长与繁殖,特别是夏秋季节水温适当时。要控制军团的滋生和繁殖,重要的是考虑消除军团菌适宜的生存环境。最经济、方便的方法是开展空调系统的清洗、保洁工作。
摘要：目的了解武汉市公共场所大型中央空调冷却水中军团菌的污染情况及主要血清型。方法于2007年9～1O月,采集武汉市八个城区23家宾馆、8家大型商场和6家医疗机构中央空调冷却塔冷却水,应用GVPC、BCYE培养基进行嗜肺军团菌分离培养,进行血清分型及鉴定。结果冷却塔冷却水中嗜肺军团菌的污染率达到29.73%(11/37),共分离到军团菌11株。血清型以LP1为主,达45.50%(6/16)。结论武汉市公共场所大型中央空调冷却水中军团菌检出率较高,对市民健康构成了威胁,特别是医疗机构的军团菌的污染率高达33.3%,需要我们加强控制。
关键词：公共场所,军团菌,冷却塔水,调查
参考文献
[1]陈悦,沈建民,王刚毅.军团菌病流行现状及其对策研究[J].上海预防医学,2001,13(2):54-55.
[2]王琳,李丽云,万超群.空调系统冷却水分离军团菌报告[J].中国医科大学学报,2000,29(1):25-29.
[3]李泉,付洁,马弋,等.湖北省三市集中式中央空调冷却塔水军团菌污染状况调查[J].公共卫生与预防医学,2007,18(2):50-51.
中央冷却系统 篇7
1 资料与方法
1.1 标本来源
无菌采集黄埔, 卢湾, 宝山, 长宁四个区内宾馆, 商场、大型超市, 写字楼中央空调冷却塔水100份, 每份500ml。
1.2 仪器与材料
1.2.1 仪器
二氧化碳培养箱, MILLIPORE水样抽滤器, 显微镜, 生物安全柜, 震荡器等。
1.2.2 材料
0.45ūM孔径滤膜, 滤杯, 灭菌的剪刀, 镊子及L型棒。
1.3 试剂与培养基
1.3.1 培养基
GVPC平板, BCYE平板, 血平板, 购自生物梅里埃公司
1.3.2 试剂
氧化酶, 硝酸盐还原试剂, 尿素酶, 明胶液化, 马尿酸等购自上海市CDC
1.3.3 诊断血清
购自上海市CDC及生物梅里埃公司。
1.4 检验标准与方法
1.4.1 检验标准《公共场所集中空调通风系统卫生规范》附录A, 卫生部, 2006版。
1.4.2 方法简述如下:500ml冷却水→通过0.45ūM孔径滤膜, 水样抽滤器抽滤→剪碎后洗脱→分别取1ml洗脱液0.01mol/L盐酸酸处理, 热处理→取0.1ml处理后的洗脱液用灭菌L型棒均匀涂抹接种于GVPC平板上→置5%CO2培养箱中36.5℃孵育2~10 d, 每天观察结果→挑取表面光滑, 整齐, 灰白, 灰蓝或紫色的可疑菌落→革兰氏染色镜检→接种BCYE平板, 血平板 (2.5%CO2 36.5℃48H) →取BCYE平板上生长, 血平板不生长的可疑菌落→做氧化酶, 硝酸盐还原试剂, 尿素酶, 明胶液化及水解马尿酸等生化试验→最后取疑似菌落做血清分型。
2 结果
2.1 各类场所嗜肺军团菌检出阳性率
100份大型公共场所空调冷却塔水中检出军团菌样本数为75份, 总检出率为75%, 其中宾馆为80.6%, 商场为72.7%, 大型超市为72.7%, 写字楼为70%
2.2 军团菌的菌型分布情况
75份冷却塔水中检出76株嗜肺军团菌, 其菌型分布为LP1型占82.9% (64/76) 、LP4型占5.3% (4/76) 、LP5型占3.9% (3/76) 、LP6型占1.3% (1/76) 、LP10型占1.3% (1/76) 、LP2型占1.3% (1/76) 、LP7型占1.3% (1/76) 、米克戴德型占1.3% (1/76) 。从型别鉴定可知, 以LP1型为主, 占总检出数82.9% (64/76) 。同一水样检出2株菌型有1份, 占阳性水样的1.3% (1/75) , 结果见表1。
3 讨论
军团病是由军团菌感染所致的一种以肺炎为主要表现常伴多系统损害的急性细菌性传染病, 病程进展快, 由于其临床症状不典型, 常被误诊误治, 病死率高, 易暴发流行。常见的感染来源主要来自于被军团菌污染的中央空调和供水系统, 其中尤其以中央空调冷却循环水为最多, , 有关文献报导已证实此种循环水是引发军团菌病并造成其流行暴发的主要来源[5]。本次调查发现, 上海市集中式中央空调冷却塔水嗜肺军团菌的污染状况严重, 其阳性检出率达到了75%。从表1中的结果可见, 嗜肺军团菌的菌型呈现多样化, 其中以Lp1型为主, 占总检出率的82.9%。
综上所述, 我们觉得, 各部门, 各方面应对现在上海市集中式中央空调冷却塔水嗜肺军团菌的污染状况有一个清醒的认识。我们所调查的宾馆, 商场, 大型超市及写字楼都有人口密集, 流动性大的特点, 是爆发军团菌病的高发场所[3]。2010年, 上海将举办世博会, 我们的城市也将迎来大批世界各地的宾客, 面对如此严重的中央空调冷却塔水嗜肺军团菌污染状况, 如果各部门, 各方面, 各经营单位还不引起高度重视, 尽快地对中央空调进行清洗, 消毒, 一旦发生军团菌病暴发, 后果将不堪设想。
2003年8月19日卫生部网上发布的《公共场所集中空调通风系统卫生规范》中明确规定, 空调系统的冷却水, 冷凝水中不得检出军团菌, 军团菌也已被列为国家法定的传染病致病菌。近年来, 许多相关部门已开展了一些控制军团菌的杀灭效果的研究, 目前已有报道, 采用ZG频谱式微电脑杀菌器既避免了化学方法带来的损坏空调设备和环境污染, 又能够去除和杀灭中央空调冷却中的军团菌[4]。说明及时杀灭控制军团菌对空调冷却水的污染, 并不是一件不可能或难以做到, 却是刻不容缓的一件事。为此, 我们希望大家行动起来, 为保障世博会成功顺利地举行, 在世博到来前, 做好中央空调冷却水及一些能产生气溶胶的仪器、设备等的消毒工作, 同时应加强外环境中军团菌的监测力度, 加强对军团菌预防消毒的宣传, 制定相关的应急预案, 强化集中空调通风系统管理和相关技术人员的培训, 保证上海的中央空调冷却塔水卫生安全, 从而控制军团菌病的发生。
摘要：目的了解上海市宾馆、大型商场、超市及写字楼中央空调系统嗜肺军团菌的污染状况。方法采集上海市100家公共场所集中式中央空调冷却塔水100份, 经酸处理, 以GVPC、BCYE、血平板进行菌落筛选, 并应用生化反应鉴定, 最后进行血清学分型。结果100份冷却塔水检出嗜肺军团菌的样本数为75份, 检出率达75% (75/100) , 其中宾馆、大型商场、超市、写字楼阳性率分别为80.6%、72.7%、72.7%、70%。75份检出水样中分离到76株军团菌, 血清型别呈多样化, 但以LP1为主, 同一份水样同时检出2个型别的占总检出水样的1.3% (1/75) 。结论上海市公共场所中央空调冷却水中嗜肺军团菌污染严重, 血清型别呈多样化, 对人群健康构成潜在威胁, 需要引起重视, 以防军团菌病的暴发流行。
关键词：公共场所,中央空调,冷却塔水,嗜肺军团菌
参考文献
[1]陈悦1军团菌病流行现状及其对策研究[J].上海预防医学杂志, 2001, 13 (2) :54551.
[2]裘丹红, 郑官增, 沈伟伟, 等1浙江省台州市区中央空调冷却水军团菌调查分析[J].中国卫生检验杂志, 2007, 17 (7) :120012021.
[3]冯文如, 马林, 刘汉湘, 等1广州市公共场所空调冷却塔水中军团菌污染状况[J].华南预防医学, 2005, 33 (3) :601.
[4]潘江, 陈悦.军团菌病血清流行病学调查与现场杀灭的初步观察.上海预防医学杂志, 2008, 1 (1) :4-6.
[5]武建国1军团菌[M]1南京:东南大学出版社, 19901.
中央冷却系统 篇8
1. 问题的提出
在传统的制冷、空调系统中, 伴随着制冷循环的冷却水系统是必不可少的, 它是制冷循环正常运行的必要保证。在实际应用中, 常是利用循环冷却水的方法, 通过冷却塔、水箱、循环泵及需冷处 (制冷系统的冷凝器) 组成循环冷却水系统。其流程为循环水在冷却塔内降温处理后回到水箱由循环泵供给冷凝器使用, 使用后的循环水再送往冷却塔降温处理, 从而完成一个冷却循环。常用的使用流程如图1和2所示。
图1所示的水箱内的冷水由循环泵直接送到冷凝器使用, 然后送到冷却塔冷却。冷却后的循环水, 自流回到水箱中。其循环泵扬程的选择, 要考虑克服冷凝器消耗阻力和塔冷却高度两方因素。若在冷却塔高架场合, 则循环泵扬程较大, 耗电较高。
图2所示的水箱内的冷水由循环泵先送到冷却塔冷却, 冷却后靠自流进入冷凝器, 工作后回到水箱。此流程由于进入冷凝器的水是靠自然回流进行的, 故利用了一部分高差的能量, 因此, 其循环泵扬程的选择, 仅考虑克服冷却塔高度一方因素即可, 故循环泵消耗电能较图1为少, 经济性要好。无论是图1还是图2, 上述两种方案系统循环泵均要提供克服冷却塔高度所需扬程, 故需要提供额外的动力消耗。
2. 解决方案
在本文讨论的冷却塔高架场合, 上述两种方案都程度不同地出现了循环泵为了克服冷却塔高设而必须的高扬程问题, 即额外的电能消耗问题。应该说, 这种情况在很多地方普遍地存在着。例如在很多大、中型城市的市中心繁华区, 往往是大型商场、高层建筑聚集的场所, 寸土寸金。由于场地的限制, 处于黄金地带的大型或高层建筑物不得不在屋顶高处架设冷却塔。若按上面图1和图2所示常用的使用流程, 则首先对于图1来说, 循环泵扬程既要考虑克服冷凝器消耗阻力又要考虑冷却塔高度两方因素, 两方面累积则需选择扬程较高;而对于图2来说, 循环泵扬程虽仅考虑冷却塔高度, 冷凝器阻力可利用冷却塔高度具有的高差进行解决。但一般在这种场合, 冷却塔高度所具有的静水压力, 远大于冷凝器的阻力, 回流时, 冷凝器阻力不能完全消耗过多的高差水头, 故仍然存在虽较图1为少, 但不可忽视的一定程度的余富。为了解决这样的问题, 达到最优化的节能效果, 本文提出如图3所示的解决方案。
图3中, 与图1和2比较, 主要在于增加了补水泵定压和调整了水箱的作用和位置。
从图3的系统图可以看出, 由冷却水塔冷却的循环水进入冷凝器工作后, 直接进入循环水泵入口, 由循环水泵加压后送到冷却水塔冷却, 完成一个循环。而设在循环水泵入口的补水定压泵, 一是补充系统循环水的损失, 二是为循环水泵提供初始压力, 使循环泵工作在仅需克服系统运行阻力的状态, 而无须提供高位冷却塔所需的高位水头, 从而降低循环水泵扬程。这里, 冷却塔的充水高度, 由增设的补水泵定压提供, 水箱仅作为系统的补给水箱。
可以看出, 由于循环水泵入口的补水定压泵为循环水泵提供了初始压力, 因此, 循环水泵的扬程仅考虑克服冷凝器阻力和冷却水塔必要的进出水管位置高差即可, 完全没有多余的附加因素, 并且循环水泵的扬程与水塔架设高度无关, 因此达到了最大程度的节能。
需要说明的是, 由于增加了补水定压泵, 还是要消耗一定能量的, 但由于补充系统循环水的损失量很少, 因此, 耗电甚微。其扬程选择按冷却塔高度选择即可。
下面以某商场空调系统用冷却水系统按此方案设备选型举例如下:
系统冷却水循环量G=2 0 0 m3/h, 冷却塔架设在12层屋顶, 其高48米, 冷却塔高4.5米, 则冷却水循环泵流量:G’=200X1.1=220m3/h。
冷却水循环泵扬程:冷凝器内部阻力按1 0米水柱, 冷却塔高4.5米, Δh= (10+4.5) x1.2=17.4米水柱。
实选IS150-125-250型泵两台, 一台备用。
其Q=150-250m3/h, Δh=17-22米水柱N=18.5KW
补水定压泵;G’=2 0 0 X 0.0 5 X 1.2=12m3/h
Δh= (48+4.5) x1.2=63米水柱
实选IS65-50-160型泵两台一台备用。