船用变风量空调系统的运行特性及其送风控制研究

【摘要】： 变风量空调系统具有显著的节能性,在陆用建筑上已应用多年,技术也日趋完善,但是在船舶上的应用却处在初始阶段。为此本文以船用变风量空调系统为研究对象,对该类空调系统的特点进行分析,在此基础上搭建船用变风量空调系统实验平台,并着重对船用变风量空调系统的运行特性和送风控制进行较为深入的理论分析和实验研究。 船用变风量空调系统采用直接膨胀式蒸发器作为冷却盘管,送风系统与制冷机组直接配合使用,不存在中间冷冻水系统;船用变风量空调系统容量相对较小,变风量末端数目少,各末端风阀的调节变化较为频繁,系统负荷及总送风量的变动幅度大;系统风侧的调节控制与制冷机组侧的调节控制直接相互影响、相互干扰。 船用变风量空调系统实验平台由变风量空调系统和测试采集系统构成。变风量空调系统由配备变风量末端的空气处理系统与用于对空气进行冷却除湿处理的直接膨胀式(DX)制冷机组构成;测试采集系统则由数据采集仪、传感器和计算机等构成。 利用搭建的实验平台,对提出的船用直接膨胀式变风量空调系统的运行特性进行实验研究。考察在降温工况、在空调舱室设定温度以及空调舱室负荷发生阶跃变化的情况下各空调舱室的温度、变风量末端阀门开度、送风温度、送风机运行频率,蒸发温度、冷凝温度、压缩机运行频率等参数的变化情况,分析各参数变化的原因,研究VAV末端,变频风机,变频压缩机等运行性能。实验结果表明,该类船用变风量空调系统实现了对舱室温度的良好控制,各个空调舱室可以独立控制。 对利用静压控制单元控制送风静压和利用变频风机控制送风静压两种不同的送风控制方式进行比较研究。考察在降温工况和在不同的舱室设定温度以及舱室负荷发生阶跃变化的情况下,舱室温度,系统风侧和制冷机组侧各参数变化的异同;考察相同工况条件下,系统运行的功耗情况。研究发现两种控制方法都满足对空调舱室温度的良好控制和各空调舱室的独立控制;采用变频风机控制送风静压的船用变风量空调系统比采用静压控制单元控制送风静压的船用变风量空调系统节能。