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1、蒸汽压缩式制冷机蒸汽压缩式制冷机控制方案比较控制方案比较西安交通大学西安交通大学建筑环境与设备工程系建筑环境与设备工程系曹琦曹琦 教授教授2009-9内容1.蒸汽压缩式制冷机工作原理简述2.蒸汽压缩式制冷机目前技术状态3.在系统中制冷机所处的地位和任务4.空调系统中冷机常用控制方案比较1.蒸汽压缩式制冷机工作原理简述1-1 我们日常生活熟悉的现象我们日常生活熟悉的现象 1).热不能自发地从低温传向高温热不能自发地从低温传向高温；2).水不能自发地由低处流向高处；水不能自发地由低处流向高处；3).重物不能自发地由低处升到高处；重物不能自发地由低处升到高处；我们生活中太熟悉的这些现象的背后我们生活
2、中太熟悉的这些现象的背后,蕴藏着一种深奥道理这就是热力学第蕴藏着一种深奥道理这就是热力学第二定律。二定律。1.蒸汽压缩式制冷机工作原理简述1-2.热力学第二定律1）.自发过程热从高温向低温流、水从高处往低处流、重物向低处掉这些过程是自发过程，自发过程用热力学第二定律的术语来讲就是熵增过程，是系统由较为有序的状态变为较为无序的状态过程，这个过程要消耗物体自身的能量；1.蒸汽压缩式制冷机工作原理简述蒸汽压缩式制冷机工作原理简述2）.非自发过程热从低温向高温流、水从低处往高处流、重物向高处飞这些过程是非自发过程，非自发过程用热力学第二定律的术语来讲就是熵减过程，是系统由较为无序的状态变为较为有序的状
3、态过程，非自发过程不能自发的进行，它需要消耗另外的能量。1.蒸汽压缩式制冷机工作原理简述蒸汽压缩式制冷机工作原理简述1-3蒸汽压缩式制冷循环工作原理蒸汽压缩式制冷循环工作原理如图1所示，其由四大件构成的有机系统整体。其性能是四大件联合协同、协调运行的结果。Qc Qh COM W E C Ev Ti To 图图1 制冷原理图制冷原理图 1 2 3 4 5 6 1.蒸汽压缩式制冷机工作原理简述蒸汽压缩式制冷机工作原理简述图2为压-焓图上的制冷循环流程图。图上的标明数字状态和图1标注数字位置工质的状态。lgP 5 2 3 4 6 1 图图2 制冷循环流程图制冷循环流程图 H 1.蒸汽压缩式制冷机工作
4、原理简述蒸汽压缩式制冷机工作原理简述在制冷循环过程中，在制冷循环过程中，能量满足如下平衡能量满足如下平衡方程：方程：为了表达制冷（制热）为了表达制冷（制热）循环的效率，通常循环的效率，通常用制冷性能系数用制冷性能系数COPc或制热性能系或制热性能系数数COPh来表示。来表示。1.蒸汽压缩式制冷机工作原理简述蒸汽压缩式制冷机工作原理简述COPc或或COPh实际上表示的制实际上表示的制冷循环系统的投入产出比，冷循环系统的投入产出比，它是衡量制冷系统整体完善它是衡量制冷系统整体完善程度的非常重要的性能指标。程度的非常重要的性能指标。1.蒸汽压缩式制冷机工作原理简述蒸汽压缩式制冷机工作原理简述 Qc、
5、Qh和COPc、COPh之间个关系：在制冷工况：在制热工况：2.蒸汽压缩式制冷机目前技术状态蒸汽压缩式制冷机目前技术状态信息技术向制造技术的强烈渗透，冷水机组系统便是典型的属于机电一体化的产品，配有专用功能强大的DDC控制器。运行状态监控；起停控制；故障诊断；设备保护；跟踪负荷、能量调节；联网通讯 2.蒸汽压缩式制冷机目前技术状态蒸汽压缩式制冷机目前技术状态DDC通常设有介面友好人机交互可编程调节接口PRSI(Programming Regulate Set Interface)操作面板：等级权限内的参数编程设定；运行参数查询；历史故障查询；开机停机及设定 等等。2.蒸汽压缩式制冷机目前技术状
6、态蒸汽压缩式制冷机目前技术状态图图3 全全新新LW系系列列CIAT制冷机组制冷机组 图图4 PRSI操作面板操作面板 3.在系统中制冷机所处的地位和任务DWCW E C 图图5 常规冷却塔冷水机组机房系统常规冷却塔冷水机组机房系统 n2P1 n1CH1 COP=3.86.2 Mn3P2 CT1 F T T T T VFD VFD 图5为常规的风机盘管加新风机组空调系统的冷却塔冷水机组机房系统。冷水机组CH1是将热量从低温的蒸发器泵送到到高温冷凝器 3.在系统中制冷机所处的地位和任务EC=totos -0.5 0 0.5 1.5 1.0 2.0 3级 ON 2级 ON 1级 ON 1级 OFF
7、2级 OFF 3级 OFF 1级 加载 2级 加载 3级 加载 1级 稳定 2级 稳定 3级 稳定 1级 卸载 2级 卸载 3级 卸载 调节器调节器动作动作 图图6 制冷模式下的调节器动作制冷模式下的调节器动作 图6表明的是在制冷模式下3机头的螺杆式冷水机组的调节器动作关系图，它是以偏差EC的大小来决定投入机头个数及其运行状态。3.在系统中制冷机所处的地位和任务 控制过程实际是完成如下的能量调节过程：4.空调系统中冷机常用控制方案比较 根据建筑物使用功能特性，通常，机房内的冷水机组或热量的台数都在25台，那跟踪大楼负荷的能量调节除了机组内的机头个数、机头负荷率能量调节外，在BAS控制系统中还要
8、作冷水机组运行台数的控制。集成厂商就借用DDC的遥控、故障遥传接点实现简单的起停、故障报警控制方案，如图6所示。4.空调系统中冷机常用控制方案比较DWCW E C 图图7 机房设备机房设备I/O接口图接口图 n2P1 n1CH1 M n3P2 CT1 F T T T T VFD VFD 2DI 5DO n1 1AO 2DI 1DO n3 4DI 3DO n1 2AI 1AI 1AO 2DI 1DO n3 1AI 4.空调系统中冷机常用控制方案比较网络通信模块联网控制 大宗订单中采用送DDC控制器的驱动软件，这时BAS系统集成商就方便了。看BAS采用什么系统，如RS485或MODBUS、JBUS，选用厂家提供的相应的通讯模块和驱动软件，就可以通过组态，将冷水机组融入到BAS中。4.空调系统中冷机常用控制方案比较冷水机组融入到BAS中可以提高系统的智商，降低系统造价；实现花最小的代价，跟踪负荷变化的过程；机组运行状态监控；故障预测；设备维修科学化；用通讯模块系统集成方法是充分利用资源的一种方案，这是BAS集成商应该追求的目标。思考题 参考一冷机使用说明书，试论述并设计 在制冷机这个能量传递环节，如何给制冷机赋予制冷机“灵魂和节能精髓”？如何赋予制冷机人们期望的运行能效状态监控、维修指导和故障诊断等等功能？结 束谢 谢!交大曹琦