專利名稱：可變送風(fēng)露點(diǎn)溫度控制的水電站專用空調(diào)機(jī)和除濕機(jī)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水電站廠房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理與控制領(lǐng)域。具體是可變送風(fēng)露點(diǎn)溫度控制的水電站專用空調(diào)機(jī)和除濕機(jī)及控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的水電站程均采用常規(guī)的空調(diào)機(jī)、除濕機(jī)。常規(guī)的空調(diào)機(jī)、除濕機(jī)的制冷量控制方式均為恒定露點(diǎn)溫度控制，這種控制方式存在固有的缺陷。水電站的自然因素，包括河水(庫水)溫度、巖體壁面溫度、混凝土壁面溫度、室外新風(fēng)空氣狀態(tài)、室內(nèi)散濕量等參數(shù)全年都是變化的，采用恒定露點(diǎn)溫度控制的常規(guī)空調(diào)機(jī)、除濕機(jī)不能適應(yīng)這種變化，要么制冷量不足，廠房內(nèi)出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象；要么制冷量過度，電能消耗巨大，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可變送風(fēng)露點(diǎn)溫度控制的水電站專用空調(diào)機(jī)和除濕機(jī)及控制方法?？勺兯惋L(fēng)露點(diǎn)溫度控制就是根據(jù)河水(庫水)溫度、地下巖體壁面溫度、混凝土壁面溫度、室外新風(fēng)空氣狀態(tài)、室內(nèi)(回風(fēng)或排風(fēng))空氣狀態(tài)的變化以及室內(nèi)散濕量的影響，通過分析事先設(shè)定的條件是否成立，選擇運(yùn)行工況并取得任意時(shí)刻(動(dòng)態(tài))的最佳送風(fēng)露點(diǎn)溫度，并使空調(diào)機(jī)、除濕機(jī)的制冷系統(tǒng)實(shí)時(shí)按照最佳送風(fēng)露點(diǎn)溫度的需要調(diào)節(jié)機(jī)械制冷量，從而實(shí)現(xiàn)最大化節(jié)能運(yùn)行的控制理論和方法。在空調(diào)機(jī)、除濕機(jī)的PLC運(yùn)行軟件中，同時(shí)將工況選擇、可變露點(diǎn)溫度控制、溫差控制、焓差控制、時(shí)間控制等一起編制為設(shè)備運(yùn)行控制程序。程序運(yùn)行中需要的變量通過設(shè)置必要的傳感器實(shí)時(shí)獲得；程序運(yùn)行中需要的常量與水電站的特性有關(guān)，這些常量通過設(shè)備在水電站初期試運(yùn)行獲得，由人員在PLC的輸入介面輸入后固定在程序中。程序運(yùn)行需要的變量、常量都確認(rèn)之后，設(shè)備的運(yùn)行完全智能。采用可變送風(fēng)露點(diǎn)溫度控制制冷量的水電站專用空調(diào)機(jī)和除濕機(jī)，同時(shí)還采用了溫差控制冷卻水量、焓差控制新風(fēng)量，針對水電站的特點(diǎn)，設(shè)置一級(jí)水換熱器對空氣進(jìn)行預(yù)處理，并對水換熱器還采取了防泥沙措施。所有這些措施使得空調(diào)機(jī)和除濕機(jī)更節(jié)能、更智能、更可靠。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下I.可變送風(fēng)露點(diǎn)溫度控制的水電站專用空調(diào)機(jī)和除濕機(jī)的組成結(jié)構(gòu)包括如下幾方面的內(nèi)容I)空調(diào)機(jī)組的組成結(jié)構(gòu)空調(diào)機(jī)組的組成結(jié)構(gòu)主要包括二部分全工況直接蒸發(fā)組合式空氣處理機(jī)組、全工況水冷變?nèi)萘坷錈嵩粗鳈C(jī)；二者之間設(shè)置有制冷劑管路、水管路、電氣控制線路；
A.全工況直接蒸發(fā)組合式空氣處理機(jī)組全工況直接蒸發(fā)組合式空氣處理機(jī)組的組成，主要有五個(gè)功能段，按回風(fēng)至送風(fēng)的順序?yàn)槌踔行Т竭^濾段、一級(jí)水冷卻或加熱換熱盤管段、二級(jí)直接蒸發(fā)冷卻盤管段、三級(jí)直接冷凝加熱盤管段、送風(fēng)機(jī)段；B.全工況水冷變?nèi)萘坷錈嵩粗鳈C(jī)全工況水冷變?nèi)萘坷錈嵩粗鳈C(jī)的組成包括變?nèi)萘繅嚎s機(jī)、水冷卻冷凝器、油分離器、儲(chǔ)液器、制冷劑分流控制閥、電子膨脹閥、電磁閥、四通換向閥、單向閥、壓力表、壓差繼電器、智能PLC控制箱等；冷熱源主機(jī)通過制冷劑銅管路與設(shè)置在組合式空氣處理機(jī)組的二級(jí)直接蒸發(fā)冷卻盤管、三級(jí)熱回收直接冷凝換熱盤管相連接；2)制冷系統(tǒng)及運(yùn)行方式制冷系統(tǒng)包括變?nèi)萘繅嚎s機(jī)、水冷卻冷凝器、油分離器、儲(chǔ)液器、制冷劑分流控制閥、電子膨脹閥、電磁閥、四通換向閥、單向閥、二級(jí)直接蒸發(fā)冷卻盤管、三級(jí)熱回收直接冷
凝盤管；制冷系統(tǒng)的制冷劑循環(huán)過程是由壓縮機(jī)出口出來的高溫、高壓氣態(tài)制冷劑，首先流經(jīng)油分離器除去潤滑油，而后流經(jīng)制冷劑分流控制閥分為二路，其中一路制冷劑流經(jīng)水冷卻冷凝器，通過河水或庫水的冷卻降溫，氣態(tài)制冷劑凝結(jié)為液態(tài)制冷劑，而后進(jìn)入儲(chǔ)液器；第二路制冷劑流經(jīng)三級(jí)熱回收換熱盤管，通過空氣的冷卻降溫，氣態(tài)制冷劑凝結(jié)為液態(tài)制冷劑，而后進(jìn)入儲(chǔ)液器與第一路的制冷劑會(huì)合；儲(chǔ)液器出來的高壓液態(tài)制冷劑經(jīng)電子膨脹閥降壓后，進(jìn)入空氣的二級(jí)直接蒸發(fā)換熱盤管，液態(tài)制冷劑吸收空氣的熱量氣化為氣態(tài)制冷劑，空氣被冷卻降溫，二級(jí)直接蒸發(fā)換熱盤管出來的低壓氣態(tài)制冷劑被壓縮機(jī)吸入后，被壓縮為高溫高壓的氣態(tài)制冷劑，而后重復(fù)前面的制冷循環(huán)過程；3)冷卻水系統(tǒng)及運(yùn)行方式冷卻水系統(tǒng)包括一級(jí)水冷卻或加熱換熱盤管、水冷卻冷凝器、電動(dòng)閥門等；冷卻水系統(tǒng)為直流式，直接以河水或庫水作為冷卻水源；冷卻水的流程為河水或庫水首先流經(jīng)一級(jí)水冷卻或加熱換熱盤管，將空氣(新風(fēng)和回風(fēng))冷卻降溫，而后進(jìn)入水冷卻冷凝器將制冷劑冷卻降溫，冷卻水最終排走；冷卻水的控制通過直通、旁通電動(dòng)閥門控制河水或庫水是否流經(jīng)一級(jí)水冷卻或加熱換熱盤管，通過總管的電動(dòng)閥門控制是否需要河水或庫水來冷卻；4)控制系統(tǒng)及運(yùn)行方式控制系統(tǒng)包括傳感器、PLC控制器、自動(dòng)保護(hù)元件、控制線路等；A.傳感器為實(shí)時(shí)監(jiān)視河水或庫水溫度以及新風(fēng)、回風(fēng)、送風(fēng)的空氣狀態(tài)，在空調(diào)機(jī)組的冷卻水進(jìn)水管設(shè)置溫度傳感器，分別在機(jī)組的新風(fēng)入口、回風(fēng)入口、送風(fēng)出口設(shè)置溫度和相對濕度傳感器；另外，還設(shè)置專門用于自動(dòng)保護(hù)的傳感器，如壓差傳感器、溫度過低過高傳感器等;傳感器實(shí)時(shí)將溫度、相對濕度、壓差等物理量轉(zhuǎn)換為模擬量信號(hào)或數(shù)字量信號(hào)，通過信號(hào)電纜發(fā)送到PLC控制器的I/O接口；B. PLC 控制器PLC控制器的組成包括主板、CPU中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出I/O接口、網(wǎng)絡(luò)接口、觸摸顯示屏等部件；PLC控制器采用可編程控制，按事先編制好的程序自動(dòng)運(yùn)行；PLC控制器機(jī)組的控制對象包括送風(fēng)機(jī)電機(jī)、壓縮機(jī)電機(jī)、壓縮機(jī)滑閥、制冷劑分流控制閥、四通換向閥、電動(dòng)球閥等；PLC控制器還輸出信號(hào)到機(jī)組外部，控制外部的新風(fēng)機(jī)、回風(fēng)機(jī)的啟停；5)除濕機(jī)組的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行方式除濕機(jī)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行方式與空調(diào)機(jī)組基本相同，只是簡化了制冷系統(tǒng)，省略了對外部的新風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)的控制，同時(shí)將設(shè)備小型化并整合在一個(gè)柜體內(nèi)；在除濕機(jī)的冷卻水進(jìn)水管設(shè)置溫度傳感器，分別在除濕機(jī)的進(jìn)風(fēng)入口、送風(fēng)出口設(shè)置溫度和相對濕度傳感器。2.用可變送風(fēng)露點(diǎn)溫度控制水電站專用空調(diào)機(jī)和除濕機(jī)的方法包括如下內(nèi)容及·步驟I)實(shí)現(xiàn)全年運(yùn)行工況的自動(dòng)選擇全年運(yùn)行工況的自動(dòng)選擇的最基本步驟是判定是否存在故障，設(shè)備的運(yùn)行分為二個(gè)基本模式故障模式、正常模式；A.故障模式故障模式劃分為二個(gè)情況外部故障、內(nèi)部故障；a.外部故障設(shè)備的使用場所一般是水電站廠房，水電站廠房內(nèi)發(fā)生的故障事故與設(shè)備本身的故障無關(guān)，為外部故障；外部故障通過來自外部的故障信號(hào)輸入讓設(shè)備獲知并作出相應(yīng)的反應(yīng);外部的故障信號(hào)分為二種事故停機(jī)信號(hào)、事故通風(fēng)信號(hào)；事故停機(jī)信號(hào)是指水電站廠房內(nèi)正在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由水電站的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出或電站運(yùn)行人員發(fā)出的遠(yuǎn)控聯(lián)動(dòng)信號(hào)，設(shè)備收到事故停機(jī)信號(hào)后將強(qiáng)制停機(jī)；事故通風(fēng)信號(hào)是指水電站廠房內(nèi)火災(zāi)結(jié)束時(shí)，為及時(shí)排除廠房內(nèi)的火災(zāi)煙氣，由水電站的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出或電站運(yùn)行人員發(fā)出的遠(yuǎn)控聯(lián)動(dòng)信號(hào)，設(shè)備收到事故通風(fēng)信號(hào)后將強(qiáng)制送風(fēng)機(jī)投入運(yùn)行。b.內(nèi)部故障內(nèi)部故障通過PLC的自動(dòng)診斷程序進(jìn)行分析判斷，當(dāng)有內(nèi)部的部件發(fā)生故障時(shí)，PLC顯示故障信號(hào)并通過網(wǎng)絡(luò)接口將故障信號(hào)遠(yuǎn)傳至遠(yuǎn)方的上位機(jī)；內(nèi)部故障包含二種類型，為關(guān)鍵部件的故障、次要部件的故障；關(guān)鍵部件是指起到關(guān)鍵作用的部件，包括壓縮機(jī)、電動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)的滑閥、制冷劑分流控制閥、電子膨脹閥、電動(dòng)球閥、制冷劑管路、PLC控制器；當(dāng)關(guān)鍵部件發(fā)生故障時(shí)，設(shè)備自動(dòng)停機(jī)。次要部件是指起到次要作用的部件，包括溫度傳感器、濕度傳感器、過濾網(wǎng)的壓差傳感器；當(dāng)次要部件發(fā)生故障時(shí)，PLC自動(dòng)將運(yùn)行工況鎖定為故障發(fā)生前的狀態(tài)并繼續(xù)運(yùn)行；B.正常模式正常模式包含二個(gè)工況，分別為機(jī)械制冷工況、通風(fēng)工況；
進(jìn)入正常模式后，采用如下方法進(jìn)行工況判斷和選擇利用傳感器獲得實(shí)時(shí)的河水或庫水溫度Tks、室外新風(fēng)空氣溫度Txf，回風(fēng)型除濕機(jī)采用回風(fēng)露點(diǎn)溫度TLhf,通過現(xiàn)場實(shí)測取得地下巖體壁面溫度Tb，通過PLC控制器程序的運(yùn)行將三者的溫度互相比較，當(dāng)室外新風(fēng)空氣溫度Txf大于河水或庫水溫度Tks與地下巖體壁面溫度Tb之中的較小值時(shí)，空調(diào)機(jī)或除濕機(jī)為機(jī)械制冷工況；當(dāng)室外新風(fēng)空氣溫度Txf同時(shí)小于河水或庫水溫度Tks與地下巖體壁面溫度Tb時(shí)，空調(diào)機(jī)或除濕機(jī)為通風(fēng)工況；
a.機(jī)械制冷工況制冷系統(tǒng)僅在機(jī)械制冷工況下投入運(yùn)行，通風(fēng)工況下不運(yùn)行；空氣的一級(jí)水冷卻器、新風(fēng)機(jī)或排風(fēng)機(jī)在機(jī)械制冷工況下的運(yùn)行方式與通風(fēng)工況不同；制冷系統(tǒng)的控制包括二級(jí)蒸發(fā)換熱器的制冷量控制、三級(jí)熱回收換熱器的加熱量控制；其中，制冷量控制又包含可變送風(fēng)露點(diǎn)溫度控制、壓縮機(jī)的容量開度控制、電子膨脹閥的開度控制；加熱量控制包含送風(fēng)干球溫度控制、制冷劑分流控制閥的開度控制；在機(jī)械制冷工況下，空氣的一級(jí)水冷卻器是否投入，采用室外新風(fēng)溫度Txf與河水庫水溫度Tks之間的溫差進(jìn)行控制；新風(fēng)機(jī)或排風(fēng)機(jī)的風(fēng)量切換控制采用室外新風(fēng)與回風(fēng)或排風(fēng)之間的焓差進(jìn)行控制；b.通風(fēng)工況在通風(fēng)工況下，機(jī)械制冷系統(tǒng)不運(yùn)行，空氣的一級(jí)水冷卻器、新風(fēng)機(jī)或排風(fēng)機(jī)的運(yùn)行方式與機(jī)械制冷工況不同；空氣的一級(jí)水冷卻器是否投入，采用室外新風(fēng)溫度Txf與送風(fēng)干球溫度最低限值Tc之間的溫差進(jìn)行控制；新風(fēng)機(jī)或排風(fēng)機(jī)的風(fēng)量切換控制采用河水庫水溫度Tks與河水庫水溫度最低限值Tksmin之間的溫差進(jìn)行控制；2)實(shí)現(xiàn)可變送風(fēng)露點(diǎn)溫度調(diào)節(jié)控制采用可變送風(fēng)露點(diǎn)溫度調(diào)節(jié)控制的技術(shù)方案，將保持廠房室內(nèi)不結(jié)露或室內(nèi)盡量減少結(jié)露作為確定通風(fēng)空調(diào)設(shè)備送風(fēng)露點(diǎn)溫度的條件之一，送風(fēng)露點(diǎn)溫度還需兼顧廠房室內(nèi)干球溫度保持在舒適區(qū)域、廠房室內(nèi)相對度保持在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)、滿足衛(wèi)生換氣要求、能源的消耗最小的要求，該技術(shù)方案通過分析任意時(shí)刻的室外空氣、室內(nèi)空氣、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、河水或庫水等狀態(tài)參數(shù)，在滿足預(yù)先設(shè)定的各方面要求的前提下，實(shí)時(shí)選擇最佳的動(dòng)態(tài)送風(fēng)露點(diǎn)溫度；按照可變送風(fēng)露點(diǎn)溫度調(diào)節(jié)控制的技術(shù)方案所采用的方法編制運(yùn)行程序，將程序整合到設(shè)備PLC控制器的運(yùn)行軟件中，實(shí)測輸入和利用傳感器獲得實(shí)時(shí)的室外空氣、室內(nèi)空氣、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、河水或庫水等狀態(tài)參數(shù)，通過PLC軟件的運(yùn)行對獲得的各狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行比較、分析，從而得到最佳的實(shí)時(shí)送風(fēng)露點(diǎn)溫度，而后讓壓縮機(jī)按照最佳的實(shí)時(shí)送風(fēng)露點(diǎn)溫度的需要實(shí)時(shí)調(diào)整制冷量，保證設(shè)備實(shí)時(shí)均在最佳狀態(tài)點(diǎn)運(yùn)行；3)實(shí)現(xiàn)一級(jí)水換熱器的自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)空氣與河水或庫水的一級(jí)表面式換熱器的自動(dòng)控制，利用傳感器獲得實(shí)時(shí)的室外空氣溫度Txf，回風(fēng)型除濕機(jī)采用回風(fēng)溫度Thf、河水或庫水溫度Tks，預(yù)先設(shè)定空氣溫度最低限值Tc;在機(jī)械制冷工況，當(dāng)河水或庫水溫度Tks低于室外新風(fēng)空氣溫度Txf時(shí)，接通一級(jí)水換熱器的水路，利用河水或庫水將空氣預(yù)冷卻、除濕；反之，則斷開一級(jí)水換熱器的水路；在通風(fēng)工況，當(dāng)室外新風(fēng)空氣溫度Txf低于事先設(shè)定的最低限值Tc時(shí),接通一級(jí)水換熱器的水路，利用河水或庫水將空氣加熱；反之，則斷開一級(jí)水換熱器的水路；4)實(shí)現(xiàn)全年新風(fēng)量的自動(dòng)控制全年新風(fēng)量的自動(dòng)控制分為二種工況機(jī)械制冷工況和通風(fēng)工況；在機(jī)械制冷工況下，新風(fēng)量的自動(dòng)控制采用焓差控制，利用傳感器獲得實(shí)時(shí)的室外新風(fēng)空氣、室內(nèi)回風(fēng)或排風(fēng)空氣的溫度、濕度，用公式換算為焓值i，以二者的焓差作為 機(jī)械制冷工況控制新風(fēng)量的依據(jù)；當(dāng)室外新風(fēng)空氣焓值iXF小于或等于室內(nèi)回風(fēng)iHF或排風(fēng)iPF焓值時(shí)，按全新風(fēng)工況運(yùn)行；反之，按最小新風(fēng)工況運(yùn)行；在通風(fēng)工況下，新風(fēng)量的自動(dòng)控制采用溫差控制，利用傳感器獲得實(shí)時(shí)的河水或庫水溫度Tks，將河水或庫水溫度Tks與事先設(shè)定的最低限值TKSniin進(jìn)行比較,在通風(fēng)工況，當(dāng)河水或庫水溫度Tks高于或等于最低限值TKSmin時(shí)，按全新風(fēng)工況運(yùn)行；反之，按最小新風(fēng)工況運(yùn)行；5)實(shí)現(xiàn)送風(fēng)溫度及相對濕度的自動(dòng)控制根據(jù)水電站的實(shí)際情況，分別預(yù)先在PLC設(shè)定送風(fēng)的最高相對濕度RHmax、最低送風(fēng)干球溫度Tc、河水或庫水溫度最低限值TKSmin,通常情況下,水電站的最高送風(fēng)相對濕度RHmax為85 90%、最低送風(fēng)干球溫度Tc為5 12°C、河水或庫水溫度最低限值TKSmin為10 17。。；河水或庫水溫度最低限值TKSmin是指在通風(fēng)工況，當(dāng)一級(jí)河水或庫水換熱器投入以后，送風(fēng)溫度Tsf又重新降低到最低送風(fēng)干球溫度Tc，此時(shí)所對應(yīng)的河水或庫水溫度；設(shè)備送風(fēng)的空氣干球溫度Tsf和相對濕度RHsf通過調(diào)節(jié)與控制，保證同時(shí)滿足設(shè)定值的要求。其自動(dòng)控制分為二種工況機(jī)械制冷工況、通風(fēng)工況；A.機(jī)械制冷工況可變送風(fēng)露點(diǎn)溫度調(diào)節(jié)可以控制送風(fēng)的露點(diǎn)溫度，送風(fēng)的干球溫度Tsf和相對濕度RHsf的控制是通過調(diào)節(jié)三級(jí)直接熱回收段的加熱量來實(shí)現(xiàn)；當(dāng)送風(fēng)露點(diǎn)溫度TL’低于設(shè)定的最低送風(fēng)干球溫度Tc與最高相對濕度RHmax對應(yīng)狀態(tài)點(diǎn)的露點(diǎn)溫度TLc時(shí)，通過加大三級(jí)直接熱回收段的加熱量，使得送風(fēng)干球溫度Tsf達(dá)到設(shè)定的最低送風(fēng)干球溫度Tc ；當(dāng)送風(fēng)露點(diǎn)溫度高于等于設(shè)定的最低送風(fēng)干球溫度Tc與最高相對濕度RHmax對應(yīng)狀態(tài)點(diǎn)的露點(diǎn)溫度TLc時(shí)，通過調(diào)整三級(jí)直接熱回收段的加熱量，使得送風(fēng)相對濕度RHsf不高于設(shè)定的最高相對濕度RHmax ；B.通風(fēng)工況在通風(fēng)工況，機(jī)械制冷系統(tǒng)不運(yùn)行；空調(diào)機(jī)組由機(jī)械制冷工況進(jìn)入通風(fēng)工況的初期是采用全新風(fēng)送風(fēng)，將室外新風(fēng)直接送到室內(nèi)，不做處理，隨著室外新風(fēng)空氣溫度的下降，當(dāng)送風(fēng)干球溫度Tsf降低到設(shè)定的最低送風(fēng)干球溫度Tc時(shí)，打開一級(jí)河水或庫水換熱器的水閥,利用河水或庫水加熱使得送風(fēng)溫度升高；若一級(jí)河水或庫水換熱器投入以后，送風(fēng)溫度Tsf又重新降低到最低送風(fēng)干球溫度Tc，此時(shí)河水或庫水溫度Tks正好降低到最低限值TKSmin，則切換新風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)，由全新風(fēng)轉(zhuǎn)換為最小新風(fēng)量送風(fēng)、排風(fēng)；最小新風(fēng)與回風(fēng)混合后，經(jīng)一級(jí)河水或庫水換熱器冷卻調(diào)溫到合適的溫度，而后送到室內(nèi)，這是利用廠房內(nèi)機(jī)電設(shè)備的散熱并同時(shí)采用最小新風(fēng)量，使得冬季廠房室內(nèi)空氣溫度不過低；除濕機(jī)分為二種，為全新風(fēng)型除濕機(jī)、全回風(fēng)型除濕機(jī)。全新風(fēng)除濕機(jī)的送風(fēng)溫度、濕度的控制方式與空調(diào)機(jī)組基本相同，只是沒有回風(fēng)。全回風(fēng)除濕機(jī)無新風(fēng)，按照回風(fēng)的空氣狀態(tài)、河水或庫水溫度Tks、圍護(hù)結(jié)構(gòu)壁面溫度Tb來調(diào)整送風(fēng)的空氣狀態(tài)；
6)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)室內(nèi)空氣參數(shù)的自動(dòng)選擇在全年任何時(shí)期，在滿足有關(guān)規(guī)范及實(shí)際需要的前提下，實(shí)時(shí)選擇最佳的室內(nèi)空氣參數(shù)，室內(nèi)空氣的溫度、濕度在全年動(dòng)態(tài)變化，室內(nèi)空氣狀態(tài)對能量的需求在任何時(shí)刻都是最少的；室內(nèi)空氣的狀態(tài)主要取決于送風(fēng)的空氣狀態(tài)，通過對送風(fēng)空氣狀態(tài)的控制實(shí)現(xiàn)最優(yōu)室內(nèi)參數(shù)的自動(dòng)選擇，使得空調(diào)機(jī)組和除濕機(jī)以最少的電能消耗、最少的庫水或冷卻水消耗，將廠房內(nèi)的空氣溫度和濕度保持在合適范圍；7)實(shí)現(xiàn)廠房內(nèi)不結(jié)露或少結(jié)露空調(diào)機(jī)組和除濕機(jī)通過采用合理的空氣處理方式，合理選擇室內(nèi)空氣的溫度、濕度，以節(jié)能的運(yùn)行方式實(shí)現(xiàn)主要場所圍護(hù)結(jié)構(gòu)的巖體、混凝土壁面全年不結(jié)露或少結(jié)露；對于河水或庫水年最低溫度不低于TC的水電站，可保證廠房內(nèi)所有水管道壁面全年不結(jié)露，相對于只保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)的巖體、混凝土壁面不結(jié)露，實(shí)現(xiàn)廠房內(nèi)水管道壁面不結(jié)露需要增加一些電能消耗，但通過同時(shí)采用可變送風(fēng)露點(diǎn)溫度調(diào)節(jié)、河水直接冷卻、合理選擇室內(nèi)空氣參數(shù)以后，增加的電能消耗很有限，全年的能耗仍然小于常規(guī)的空調(diào)除濕設(shè)備;對于河水或庫水年最低溫度低于TC的水電站，可顯著減少廠房內(nèi)水管道壁面結(jié)露的數(shù)量，顯著縮短結(jié)露期；8)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)快速除霜制冷系統(tǒng)設(shè)置四通換向閥，當(dāng)空氣的二級(jí)蒸發(fā)換熱盤管外表面結(jié)霜到一定程度，通過將壓縮機(jī)出口的熱媒切換至空氣的二級(jí)換熱器進(jìn)行快速除霜；除霜期間壓縮機(jī)滿負(fù)荷(滑閥開度100% )，同時(shí)關(guān)停送風(fēng)機(jī)及制冷劑分流控制閥；9)采用防淤積易清洗的換熱器結(jié)構(gòu)為了充分地利用低溫的冷源，直接以河水或庫水作為空氣的一級(jí)冷卻和制冷系統(tǒng)的冷卻水源，針對大多數(shù)河流的河水泥沙較多的情況，采取了特別的措施，水換熱器采用光滑的加大口徑的換熱管、平滑型流道、提高水流速、易拆卸的端板結(jié)構(gòu)，采用高頻振蕩除藻滅菌型水處理儀對進(jìn)入換熱器的庫水進(jìn)行預(yù)處理，提高水的物理溶解度，減緩泥沙在管道中沉積，與庫水接觸的電動(dòng)閥門采用耐泥沙淤積和磨損的閥門；這些措施保證設(shè)備在庫水泥沙較多的情況下仍然長期、穩(wěn)定、安全的運(yùn)行；10)合理配置空氣處理和制冷設(shè)備空氣的處理過程配置了初中效過濾器、一級(jí)河水表面式換熱器、二級(jí)直接蒸發(fā)表面式換熱器、三級(jí)熱回收表面式換熱器；制冷循環(huán)系統(tǒng)包括變?nèi)萘繅嚎s機(jī)、水冷卻管殼式冷凝器、制冷劑分流控制閥、電子膨脹閥、二級(jí)直接蒸發(fā)表面式換熱器、三級(jí)熱回收表面式換熱器等設(shè)施，制冷系統(tǒng)按照最不利工況下保證水電站的圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面不結(jié)露選擇制冷量；空調(diào)機(jī)組和除濕機(jī)的各個(gè)組成部分的容量均合理配置，滿足全年全部運(yùn)行工況的
需要;11)實(shí)時(shí)自適應(yīng)自然環(huán)境的劇烈變化
傳感器能實(shí)時(shí)監(jiān)視水溫和空氣狀態(tài)，全年任何時(shí)刻的室外、室內(nèi)空氣狀態(tài)的劇烈變化，空調(diào)機(jī)組和除濕機(jī)的PLC控制器自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行工況去適應(yīng)，運(yùn)行工況的轉(zhuǎn)換在任何時(shí)刻均可逆，實(shí)時(shí)將運(yùn)行參數(shù)調(diào)整到最佳狀態(tài)；傳感器對溫度的反應(yīng)速度在10秒以內(nèi)，對濕度的反應(yīng)速度在60秒以內(nèi)，PLC控制器按事先設(shè)定好的時(shí)間周期巡回檢測各個(gè)傳感器反饋的信息，當(dāng)有偏差發(fā)生時(shí)，PLC控制器及時(shí)調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行工況和狀態(tài)參數(shù)，庫水溫度、室外新風(fēng)和室內(nèi)回風(fēng)空氣狀態(tài)在幾分鐘之內(nèi)的變化，PLC控制器均能實(shí)時(shí)感知并及時(shí)調(diào)整；12)實(shí)現(xiàn)全智能網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)組的PLC控制器根據(jù)用戶設(shè)定好的運(yùn)行參數(shù)，按事先編制好的程序和傳感器獲得的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)自動(dòng)完成所有控制，全年的運(yùn)行不需要人員干預(yù)；機(jī)組PLC控制器配置的觸摸顯示控制屏可在現(xiàn)地完成所有的運(yùn)行參數(shù)顯示、設(shè)置、控制操作，同時(shí)，PLC控制器還配置了標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)接口，遠(yuǎn)方中控室的計(jì)算機(jī)可通過網(wǎng)絡(luò)訪問機(jī)組的控制界面，在中控室遠(yuǎn)方計(jì)算機(jī)進(jìn)行與現(xiàn)地完全一樣的監(jiān)視、操作。3.可變送風(fēng)露點(diǎn)溫度控制為獨(dú)創(chuàng)的技術(shù)方案，其特征在于，所述技術(shù)方案實(shí)施方法及步驟如下I)通過設(shè)備的試運(yùn)行，實(shí)測獲取與設(shè)備運(yùn)行控制有關(guān)的各種數(shù)據(jù)試運(yùn)行實(shí)測獲取的數(shù)據(jù)分為二類，一類為通過傳感器實(shí)時(shí)采集，PLC控制器自動(dòng)記錄、設(shè)置和顯示的數(shù)據(jù)；另一類為通過人工觀測，手動(dòng)輸入和設(shè)置的數(shù)據(jù)；A.自動(dòng)方式獲取的數(shù)據(jù)自動(dòng)方式獲取的數(shù)據(jù)分為二種，為實(shí)時(shí)的變量數(shù)據(jù)、恒定的常量數(shù)據(jù)；a.實(shí)時(shí)的變量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的變量數(shù)據(jù)包括河水庫水溫度Tks、新風(fēng)干球溫度Txf、新風(fēng)相對濕度RHxf、回風(fēng)干球溫度Thf、回風(fēng)相對濕度RHhf、送風(fēng)干球溫度Tsf、送風(fēng)相對濕度RHsf ；b.恒定的常量數(shù)據(jù)恒定的常量數(shù)據(jù)包括庫水溫度上升到巖體壁面溫度的時(shí)刻R2、新風(fēng)溫度下降到巖體壁面溫度的時(shí)刻R4、混凝土壁面結(jié)露在全年開始時(shí)刻的河水庫水實(shí)測溫度Tkslil、混凝土壁面結(jié)露在全年結(jié)束時(shí)刻的室外新風(fēng)實(shí)測溫度TxfK3、巖體壁面溫度的建議調(diào)整量A Tb、回風(fēng)與送風(fēng)的實(shí)測焓差ie ;B.人工方式獲取的數(shù)據(jù)人工方式獲取的數(shù)據(jù)均為恒定的常量，包括為消除室內(nèi)散濕所需要的送風(fēng)露點(diǎn)與庫水溫度的差值Ta、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的壁面溫度設(shè)定值Tb、最低送風(fēng)干球溫度Tc、排風(fēng)與送風(fēng)的洽差的設(shè)定值ID、最低送風(fēng)露點(diǎn)溫度限定值TLmin、最高送風(fēng)相對濕度RHmax、混凝土壁面結(jié)露在全年開始的時(shí)刻R1、R1時(shí)刻的河水庫水溫度設(shè)定值TKSki、混凝土壁面結(jié)露在全年結(jié)束的時(shí)刻R3、R3時(shí)刻的室外新風(fēng)溫度設(shè)定值TXFk3、不同深度埋管溫度曲線包絡(luò)系數(shù)a、送風(fēng)參數(shù)的巡檢周期NI、回風(fēng)參數(shù)的巡檢周期N2、時(shí)鐘設(shè)定Rx =年月日時(shí)分秒；2)計(jì)算巖體壁面溫度的建議調(diào)整量并對巖體壁面溫度進(jìn)行調(diào)整A.巖體壁面溫度建議調(diào)整量ATb的計(jì)算計(jì)算步驟如下當(dāng)R3 > R4 時(shí)，Λ Tb = T
權(quán)利要求
1.可變送風(fēng)露點(diǎn)溫度控制的水電站專用空調(diào)機(jī)和除濕機(jī)的組成結(jié)構(gòu)包括如下幾方面的內(nèi)容 1)空調(diào)機(jī)組的組成結(jié)構(gòu) 空調(diào)機(jī)組的組成結(jié)構(gòu)主要包括二部分全工況直接蒸發(fā)組合式空氣處理機(jī)組、全工況水冷變?nèi)萘坷錈嵩粗鳈C(jī)；二者之間設(shè)置有制冷劑管路、水管路、電氣控制線路； A.全工況直接蒸發(fā)組合式空氣處理機(jī)組 全工況直接蒸發(fā)組合式空氣處理機(jī)組的組成，主要有五個(gè)功能段，按回風(fēng)至送風(fēng)的順序?yàn)槌踔行Т竭^濾段、一級(jí)水冷卻或加熱換熱盤管段、二級(jí)直接蒸發(fā)冷卻盤管段、三級(jí)直接冷凝加熱盤管段、送風(fēng)機(jī)段； B.全工況水冷變?nèi)萘坷錈嵩粗鳈C(jī) 全工況水冷變?nèi)萘坷錈嵩粗鳈C(jī)的組成包括變?nèi)萘繅嚎s機(jī)、水冷卻冷凝器、油分離器、儲(chǔ)液器、制冷劑分流控制閥、電子膨脹閥、電磁閥、四通換向閥、單向閥、壓力表、壓差繼電器、智能PLC控制箱等；冷熱源主機(jī)通過制冷劑銅管路與設(shè)置在組合式空氣處理機(jī)組的二級(jí)直接蒸發(fā)冷卻盤管、三級(jí)熱回收直接冷凝換熱盤管相連接； 2)制冷系統(tǒng)及運(yùn)行方式 制冷系統(tǒng)包括變?nèi)萘繅嚎s機(jī)、水冷卻冷凝器、油分離器、儲(chǔ)液器、制冷劑分流控制閥、電子膨脹閥、電磁閥、四通換向閥、單向閥、二級(jí)直接蒸發(fā)冷卻盤管、三級(jí)熱回收直接冷凝盤管； 制冷系統(tǒng)的制冷劑循環(huán)過程是由壓縮機(jī)出口出來的高溫、高壓氣態(tài)制冷劑，首先流經(jīng)油分離器除去潤滑油，而后流經(jīng)制冷劑分流控制閥分為二路，其中一路制冷劑流經(jīng)水冷卻冷凝器，通過河水或庫水的冷卻降溫，氣態(tài)制冷劑凝結(jié)為液態(tài)制冷劑，而后進(jìn)入儲(chǔ)液器；第二路制冷劑流經(jīng)三級(jí)熱回收換熱盤管，通過空氣的冷卻降溫，氣態(tài)制冷劑凝結(jié)為液態(tài)制冷齊U，而后進(jìn)入儲(chǔ)液器與第一路的制冷劑會(huì)合；儲(chǔ)液器出來的高壓液態(tài)制冷劑經(jīng)電子膨脹閥降壓后，進(jìn)入空氣的二級(jí)直接蒸發(fā)換熱盤管，液態(tài)制冷劑吸收空氣的熱量氣化為氣態(tài)制冷齊U，空氣被冷卻降溫，二級(jí)直接蒸發(fā)換熱盤管出來的低壓氣態(tài)制冷劑被壓縮機(jī)吸入后，被壓縮為高溫高壓的氣態(tài)制冷劑，而后重復(fù)前面的制冷循環(huán)過程； 3)冷卻水系統(tǒng)及運(yùn)行方式 冷卻水系統(tǒng)包括一級(jí)水冷卻或加熱換熱盤管、水冷卻冷凝器、電動(dòng)閥門等；冷卻水系統(tǒng)為直流式，直接以河水或庫水作為冷卻水源； 冷卻水的流程為河水或庫水首先流經(jīng)一級(jí)水冷卻或加熱換熱盤管，將空氣(新風(fēng)和回風(fēng))冷卻降溫，而后進(jìn)入水冷卻冷凝器將制冷劑冷卻降溫，冷卻水最終排走； 冷卻水的控制通過直通、旁通電動(dòng)閥門控制河水或庫水是否流經(jīng)一級(jí)水冷卻或加熱換熱盤管，通過總管的電動(dòng)閥門控制是否需要河水或庫水來冷卻； 4)控制系統(tǒng)及運(yùn)行方式 控制系統(tǒng)包括傳感器、PLC控制器、自動(dòng)保護(hù)兀件、控制線路； A.傳感器 為實(shí)時(shí)監(jiān)視河水或庫水溫度以及新風(fēng)、回風(fēng)、送風(fēng)的空氣狀態(tài)，在空調(diào)機(jī)組的冷卻水進(jìn)水管設(shè)置溫度傳感器，分別在機(jī)組的新風(fēng)入口、回風(fēng)入口、送風(fēng)出口設(shè)置溫度和相對濕度傳感器；另外，還設(shè)置專門用于自動(dòng)保護(hù)的傳感器，如壓差傳感器、溫度過低過高傳感器等；傳感器實(shí)時(shí)將溫度、相對濕度、壓差等物理量轉(zhuǎn)換為模擬量信號(hào)或數(shù)字量信號(hào)，通過信號(hào)電纜發(fā)送到PLC控制器的I/O接口； B. PLC控制器 PLC控制器的組成包括主板、CPU中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出I/O接口、網(wǎng)絡(luò)接口、觸摸顯示屏等部件； PLC控制器采用可編程控制，按事先編制好的程序自動(dòng)運(yùn)行； PLC控制器的控制對象包括送風(fēng)機(jī)電機(jī)、壓縮機(jī)電機(jī)、壓縮機(jī)滑閥、制冷劑分流控制閥、四通換向閥、電動(dòng)球閥等；PLC控制器還輸出信號(hào)到機(jī)組外部，控制外部的新風(fēng)機(jī)、回風(fēng)機(jī)的啟停； 5)除濕機(jī)組的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行方式 除濕機(jī)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行方式與空調(diào)機(jī)組基本相同，只是簡化了制冷系統(tǒng)，省略了對外部的新風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)的控制，同時(shí)將設(shè)備小型化并整合在一個(gè)柜體內(nèi)； 在除濕機(jī)的冷卻水進(jìn)水管設(shè)置溫度傳感器，分別在除濕機(jī)的進(jìn)風(fēng)入口、送風(fēng)出口設(shè)置溫度和相對濕度傳感器。
2.用可變送風(fēng)露點(diǎn)溫度控制水電站專用空調(diào)機(jī)和除濕機(jī)的方法，其特征在于，包括如下幾方面的內(nèi)容及步驟 I)實(shí)現(xiàn)全年運(yùn)行工況的自動(dòng)選擇 全年運(yùn)行工況的自動(dòng)選擇的最基本步驟是判定是否存在故障，設(shè)備的運(yùn)行分為二個(gè)基本模式故障模式、正常模式； A.故障模式 故障模式劃分為二個(gè)情況外部故障、內(nèi)部故障； a.外部故障 設(shè)備的使用場所一般是水電站廠房，水電站廠房內(nèi)發(fā)生的故障事故與設(shè)備本身的故障無關(guān)，為外部故障；外部故障通過來自外部的故障信號(hào)輸入讓設(shè)備獲知并作出相應(yīng)的反應(yīng)； 外部的故障信號(hào)分為二種事故停機(jī)信號(hào)、事故通風(fēng)信號(hào)； 事故停機(jī)信號(hào)是指水電站廠房內(nèi)正在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由水電站的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出或電站運(yùn)行人員發(fā)出的遠(yuǎn)控聯(lián)動(dòng)信號(hào)，設(shè)備收到事故停機(jī)信號(hào)后將強(qiáng)制停機(jī)； 事故通風(fēng)信號(hào)是指水電站廠房內(nèi)火災(zāi)結(jié)束時(shí)，為及時(shí)排除廠房內(nèi)的火災(zāi)煙氣，由水電站的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出或電站運(yùn)行人員發(fā)出的遠(yuǎn)控聯(lián)動(dòng)信號(hào)，設(shè)備收到事故通風(fēng)信號(hào)后將強(qiáng)制送風(fēng)機(jī)投入運(yùn)行。
b.內(nèi)部故障 內(nèi)部故障通過PLC的自動(dòng)診斷程序進(jìn)行分析判斷，當(dāng)有內(nèi)部的部件發(fā)生故障時(shí)，PLC顯示故障信號(hào)并通過網(wǎng)絡(luò)接口將故障信號(hào)遠(yuǎn)傳至遠(yuǎn)方的上位機(jī)； 內(nèi)部故障包含二種類型，為關(guān)鍵部件的故障、次要部件的故障； 關(guān)鍵部件是指起到關(guān)鍵作用的部件，包括壓縮機(jī)、電動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)的滑閥、制冷劑分流控制閥、電子膨脹閥、電動(dòng)球閥、制冷劑管路、PLC控制器；當(dāng)關(guān)鍵部件發(fā)生故障時(shí)，設(shè)備自動(dòng)停機(jī)； 次要部件是指起到次要作用的部件，包括溫度傳感器、濕度傳感器、過濾網(wǎng)的壓差傳感器；當(dāng)次要部件發(fā)生故障時(shí)，PLC自動(dòng)將運(yùn)行工況鎖定為故障發(fā)生前的狀態(tài)并繼續(xù)運(yùn)行； B.正常模式 正常模式包含二個(gè)工況，分別為機(jī)械制冷工況、通風(fēng)工況； 進(jìn)入正常模式后，采用如下方法進(jìn)行工況判斷和選擇 利用傳感器獲得實(shí)時(shí)的河水或庫水溫度Tks、室外新風(fēng)空氣溫度Txf，回風(fēng)型除濕機(jī)采用回風(fēng)露點(diǎn)溫度TLhf,通過現(xiàn)場實(shí)測取得地下巖體壁面溫度Tb，通過PLC控制器程序的運(yùn)行將三者的溫度互相比較，當(dāng)室外新風(fēng)空氣溫度Txf大于河水或庫水溫度Tks與地下巖體壁面溫度Tb之中的較小值時(shí)，空調(diào)機(jī)或除濕機(jī)為機(jī)械制冷工況；當(dāng)室外新風(fēng)空氣溫度Txf同時(shí)小于河水或庫水溫度Tks與地下巖體壁面溫度Tb時(shí)，空調(diào)機(jī)或除濕機(jī)為通風(fēng)工況； a.機(jī)械制冷工況 制冷系統(tǒng)僅在機(jī)械制冷工況下投入運(yùn)行，通風(fēng)工況下不運(yùn)行；空氣的一級(jí)水冷卻器、新風(fēng)機(jī)或排風(fēng)機(jī)在機(jī)械制冷工況下的運(yùn)行方式與通風(fēng)工況不同； 制冷系統(tǒng)的控制包括二級(jí)蒸發(fā)換熱器的制冷量控制、三級(jí)熱回收換熱器的加熱量控制；其中，制冷量控制又包含可變送風(fēng)露點(diǎn)溫度控制、壓縮機(jī)的容量開度控制、電子膨脹閥的開度控制；加熱量控制包含送風(fēng)干球溫度控制、制冷劑分流控制閥的開度控制； 在機(jī)械制冷工況下，空氣的一級(jí)水冷卻器是否投入，采用室外新風(fēng)溫度Txf與河水庫水溫度Tks之間的溫差進(jìn)行控制；新風(fēng)機(jī)或排風(fēng)機(jī)的風(fēng)量切換控制采用室外新風(fēng)與回風(fēng)或排風(fēng)之間的焓差進(jìn)行控制； b.通風(fēng)工況 在通風(fēng)工況下，機(jī)械制冷系統(tǒng)不運(yùn)行，空氣的一級(jí)水冷卻器、新風(fēng)機(jī)或排風(fēng)機(jī)的運(yùn)行方式與機(jī)械制冷工況不同； 空氣的一級(jí)水冷卻器是否投入，采用室外新風(fēng)溫度Txf與送風(fēng)干球溫度最低限值Tc之間的溫差進(jìn)行控制；新風(fēng)機(jī)或排風(fēng)機(jī)的風(fēng)量切換控制采用河水庫水溫度Tks與河水庫水溫度最低限值Tksmin之間的溫差進(jìn)行控制； 2)實(shí)現(xiàn)可變送風(fēng)露點(diǎn)溫度調(diào)節(jié)控制 采用可變送風(fēng)露點(diǎn)溫度調(diào)節(jié)控制的技術(shù)方案，將保持廠房室內(nèi)不結(jié)露或室內(nèi)盡量減少結(jié)露作為確定通風(fēng)空調(diào)設(shè)備送風(fēng)露點(diǎn)溫度的條件之一，送風(fēng)露點(diǎn)溫度還需兼顧廠房室內(nèi)干球溫度保持在舒適區(qū)域、廠房室內(nèi)相對度保持在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)、滿足衛(wèi)生換氣要求、能源的消耗最小的要求，該技術(shù)方案通過分析任意時(shí)刻的室外空氣、室內(nèi)空氣、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、河水或庫水等狀態(tài)參數(shù)，在滿足預(yù)先設(shè)定的各方面要求的前提下，實(shí)時(shí)選擇最佳的動(dòng)態(tài)送風(fēng)露點(diǎn)溫度； 按照可變送風(fēng)露點(diǎn)溫度調(diào)節(jié)控制的技術(shù)方案所采用的方法編制運(yùn)行程序，將程序整合到設(shè)備PLC控制器的運(yùn)行軟件中，實(shí)測輸入和利用傳感器獲得實(shí)時(shí)的室外空氣、室內(nèi)空氣、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、河水或庫水等狀態(tài)參數(shù)，通過PLC軟件的運(yùn)行對獲得的各狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行比較、分析，從而得到最佳的實(shí)時(shí)送風(fēng)露點(diǎn)溫度，而后讓壓縮機(jī)按照最佳的實(shí)時(shí)送風(fēng)露點(diǎn)溫度的需要實(shí)時(shí)調(diào)整制冷量，保證設(shè)備實(shí)時(shí)均在最佳狀態(tài)點(diǎn)運(yùn)行； 3)實(shí)現(xiàn)一級(jí)水換熱器的自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)空氣與河水或庫水的一級(jí)表面式換熱器的自動(dòng)控制，利用傳感器獲得實(shí)時(shí)的室外空氣溫度Txf，回風(fēng)型除濕機(jī)采用回風(fēng)溫度Thf、河水或庫水溫度Tks，預(yù)先設(shè)定空氣溫度最低限值Tc ； 在機(jī)械制冷工況，當(dāng)河水或庫水溫度Tks低于室外新風(fēng)空氣溫度Txf時(shí)，接通一級(jí)水換熱器的水路，利用河水或庫水將空氣預(yù)冷卻、除濕；反之，則斷開一級(jí)水換熱器的水路； 在通風(fēng)工況，當(dāng)室外新風(fēng)空氣溫度Txf低于事先設(shè)定的最低限值Tc時(shí)，接通一級(jí)水換熱器的水路，利用河水或庫水將空氣加熱；反之，則斷開一級(jí)水換熱器的水路； .4)實(shí)現(xiàn)全年新風(fēng)量的自動(dòng)控制 全年新風(fēng)量的自動(dòng)控制分為二種工況機(jī)械制冷工況和通風(fēng)工況； 在機(jī)械制冷工況下，新風(fēng)量的自動(dòng)控制采用焓差控制，利用傳感器獲得實(shí)時(shí)的室外新風(fēng)空氣、室內(nèi)回風(fēng)或排風(fēng)空氣的溫度、濕度，用公式換算為焓值i，以二者的焓差作為機(jī)械制冷工況控制新風(fēng)量的依據(jù)；當(dāng)室外新風(fēng)空氣焓值iXF小于或等于室內(nèi)回風(fēng)iHF或排風(fēng)4焓值時(shí)，按全新風(fēng)工況運(yùn)行；反之，按最小新風(fēng)工況運(yùn)行； 在通風(fēng)工況下，新風(fēng)量的自動(dòng)控制采用溫差控制，利用傳感器獲得實(shí)時(shí)的河水或庫水溫度Tks，將河水或庫水溫度Tks與事先設(shè)定的最低限值TKSmin進(jìn)行比較，在通風(fēng)工況，當(dāng)河水或庫水溫度Tks高于或等于最低限值TKSmin時(shí)，按全新風(fēng)工況運(yùn)行；反之，按最小新風(fēng)工況運(yùn)行； .5)實(shí)現(xiàn)送風(fēng)溫度及相對濕度的自動(dòng)控制 根據(jù)水電站的實(shí)際情況，分別預(yù)先在PLC設(shè)定送風(fēng)的最高相對濕度RHmax、最低送風(fēng)干球溫度Tc、河水或庫水溫度最低限值TKSmin,通常情況下,水電站的最高送風(fēng)相對濕度RHmax為85 90%、最低送風(fēng)干球溫度Tc為5 12 °C、河水或庫水溫度最低限值TKSmin為.10 17。。； 河水或庫水溫度最低限值TKSmin是指在通風(fēng)工況，當(dāng)一級(jí)河水或庫水換熱器投入以后，送風(fēng)溫度Tsf又重新降低到最低送風(fēng)干球溫度Tc，此時(shí)所對應(yīng)的河水或庫水溫度； 設(shè)備送風(fēng)的空氣干球溫度Tsf和相對濕度RHsf通過調(diào)節(jié)與控制，保證同時(shí)滿足設(shè)定值的要求。其自動(dòng)控制分為二種工況機(jī)械制冷工況、通風(fēng)工況； A.機(jī)械制冷工況 可變送風(fēng)露點(diǎn)溫度調(diào)節(jié)可以控制送風(fēng)的露點(diǎn)溫度，送風(fēng)的干球溫度Tsf和相對濕度RHsf的控制是通過調(diào)節(jié)三級(jí)直接熱回收段的加熱量來實(shí)現(xiàn)； 當(dāng)送風(fēng)露點(diǎn)溫度TL’低于設(shè)定的最低送風(fēng)干球溫度Tc與最高相對濕度RHmax對應(yīng)狀態(tài)點(diǎn)的露點(diǎn)溫度TLc時(shí)，通過加大三級(jí)直接熱回收段的加熱量，使得送風(fēng)干球溫度Tsf達(dá)到設(shè)定的最低送風(fēng)干球溫度Tc ； 當(dāng)送風(fēng)露點(diǎn)溫度高于等于設(shè)定的最低送風(fēng)干球溫度Tc與最高相對濕度RHmax對應(yīng)狀態(tài)點(diǎn)的露點(diǎn)溫度TLc時(shí)，通過調(diào)整三級(jí)直接熱回收段的加熱量，使得送風(fēng)相對濕度RHsf不高于設(shè)定的最高相對濕度RHmax ； B.通風(fēng)工況 在通風(fēng)工況，機(jī)械制冷系統(tǒng)不運(yùn)行； 空調(diào)機(jī)組由機(jī)械制冷工況進(jìn)入通風(fēng)工況的初期是采用全新風(fēng)送風(fēng)，將室外新風(fēng)直接送到室內(nèi)，不做處理，隨著室外新風(fēng)空氣溫度的下降，當(dāng)送風(fēng)干球溫度Tsf降低到設(shè)定的最低送風(fēng)干球溫度Tc時(shí)，打開一級(jí)河水或庫水換熱器的水閥,利用河水或庫水加熱使得送風(fēng)溫度升高；若一級(jí)河水或庫水換熱器投入以后，送風(fēng)溫度Tsf又重新降低到最低送風(fēng)干球溫度Tc，此時(shí)河水或庫水溫度Tks正好降低到最低限值TKSmin，則切換新風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)，由全新風(fēng)轉(zhuǎn)換為最小新風(fēng)量送風(fēng)、排風(fēng)；最小新風(fēng)與回風(fēng)混合后，經(jīng)一級(jí)河水或庫水換熱器冷卻調(diào)溫到合適的溫度，而后送到室內(nèi)，這是利用廠房內(nèi)機(jī)電設(shè)備的散熱并同時(shí)采用最小新風(fēng)量，使得冬季廠房室內(nèi)空氣溫度不過低； 除濕機(jī)分為二種，為全新風(fēng)型除濕機(jī)、全回風(fēng)型除濕機(jī)。全新風(fēng)除濕機(jī)的送風(fēng)溫度、濕度的控制方式與空調(diào)機(jī)組基本相同，只是沒有回風(fēng)。全回風(fēng)除濕機(jī)無新風(fēng)，按照回風(fēng)的空氣狀態(tài)、河水或庫水溫度Tks、圍護(hù)結(jié)構(gòu)壁面溫度Tb來調(diào)整送風(fēng)的空氣狀態(tài)； 6)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)室內(nèi)空氣參數(shù)的自動(dòng)選擇 在全年任何時(shí)期，在滿足有關(guān)規(guī)范及實(shí)際需要的前提下，實(shí)時(shí)選擇最佳的室內(nèi)空氣參數(shù)，室內(nèi)空氣的溫度、濕度在全年動(dòng)態(tài)變化，室內(nèi)空氣狀態(tài)對能量的需求在任何時(shí)刻都是最少的； 室內(nèi)空氣的狀態(tài)主要取決于送風(fēng)的空氣狀態(tài)，通過對送風(fēng)空氣狀態(tài)的控制實(shí)現(xiàn)最優(yōu)室內(nèi)參數(shù)的自動(dòng)選擇，使得空調(diào)機(jī)組和除濕機(jī)以最少的電能消耗、最少的庫水或冷卻水消耗，將廠房內(nèi)的空氣溫度和濕度保持在合適范圍； 7)實(shí)現(xiàn)廠房內(nèi)不結(jié)露或少結(jié)露 空調(diào)機(jī)組和除濕機(jī)通過采用合理的空氣處理方式，合理選擇室內(nèi)空氣的溫度、濕度，以節(jié)能的運(yùn)行方式實(shí)現(xiàn)主要場所圍護(hù)結(jié)構(gòu)的巖體、混凝土壁面全年不結(jié)露或少結(jié)露； 對于河水或庫水年最低溫度不低于TC的水電站，可保證廠房內(nèi)所有水管道壁面全年不結(jié)露，相對于只保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)的巖體、混凝土壁面不結(jié)露，實(shí)現(xiàn)廠房內(nèi)水管道壁面不結(jié)露需要增加一些電能消耗，但通過同時(shí)采用可變送風(fēng)露點(diǎn)溫度調(diào)節(jié)、河水直接冷卻、合理選擇室內(nèi)空氣參數(shù)以后，增加的電能消耗很有限，全年的能耗仍然小于常規(guī)的空調(diào)除濕設(shè)備； 對于河水或庫水年最低溫度低于TC的水電站，可顯著減少廠房內(nèi)水管道壁面結(jié)露的數(shù)量，顯著縮短結(jié)露期； 8)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)快速除霜 制冷系統(tǒng)設(shè)置四通換向閥，當(dāng)空氣的二級(jí)蒸發(fā)換熱盤管外表面結(jié)霜到一定程度，通過將壓縮機(jī)出口的熱媒切換至空氣的二級(jí)換熱器進(jìn)行快速除霜；除霜期間壓縮機(jī)滿負(fù)荷(滑閥開度100% )，同時(shí)關(guān)停送風(fēng)機(jī)及制冷劑分流控制閥； 9)采用防淤積易清洗的換熱器結(jié)構(gòu) 為了充分地利用低溫的冷源，直接以河水或庫水作為空氣的一級(jí)冷卻和制冷系統(tǒng)的冷卻水源，針對大多數(shù)河流的河水泥沙較多的情況，采取了特別的措施，水換熱器采用光滑的加大口徑的換熱管、平滑型流道、提高水流速、易拆卸的端板結(jié)構(gòu)，采用高頻振蕩除藻滅菌型水處理儀對進(jìn)入換熱器的庫水進(jìn)行預(yù)處理，提高水的物理溶解度，減緩泥沙在管道中沉積，與庫水接觸的電動(dòng)閥門采用耐泥沙淤積和磨損的閥門； 這些措施保證設(shè)備在庫水泥沙較多的情況下仍然長期、穩(wěn)定、安全的運(yùn)行； 10)合理配置空氣處理和制冷設(shè)備 空氣的處理過程配置了初中效過濾器、一級(jí)河水表面式換熱器、二級(jí)直接蒸發(fā)表面式換熱器、三級(jí)熱回收表面式換熱器； 制冷循環(huán)系統(tǒng)包括變?nèi)萘繅嚎s機(jī)、水冷卻管殼式冷凝器、制冷劑分流控制閥、電子膨脹閥、四通換向閥、二級(jí)直接蒸發(fā)表面式換熱器、三級(jí)熱回收表面式換熱器等設(shè)施，制冷系統(tǒng)按照最不利工況下保證水電站的圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面不結(jié)露選擇制冷量； 空調(diào)機(jī)組和除濕機(jī)的各個(gè)組成部分的容量均合理配置，滿足全年全部運(yùn)行工況的需要； 11)實(shí)時(shí)自適應(yīng)自然環(huán)境的劇烈變化 傳感器能實(shí)時(shí)監(jiān)視水溫和空氣狀態(tài)，全年任何時(shí)刻的室外、室內(nèi)空氣狀態(tài)的劇烈變化，空調(diào)機(jī)組和除濕機(jī)的PLC控制器自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行工況去適應(yīng)，運(yùn)行工況的轉(zhuǎn)換在任何時(shí)刻均可逆，實(shí)時(shí)將運(yùn)行參數(shù)調(diào)整到最佳狀態(tài)； 傳感器對溫度的反應(yīng)速度在10秒以內(nèi)，對濕度的反應(yīng)速度在60秒以內(nèi)，PLC控制器按事先設(shè)定好的時(shí)間周期巡回檢測各個(gè)傳感器反饋的信息，當(dāng)有偏差發(fā)生時(shí)，PLC控制器及時(shí)調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行工況和狀態(tài)參數(shù)，庫水溫度、室外新風(fēng)和室內(nèi)回風(fēng)空氣狀態(tài)在幾分鐘之內(nèi)的變化，PLC控制器均能實(shí)時(shí)感知并及時(shí)調(diào)整； 12)實(shí)現(xiàn)全智能網(wǎng)絡(luò)控制 機(jī)組的PLC控制器根據(jù)用戶設(shè)定好的運(yùn)行參數(shù)，按事先編制好的程序和傳感器獲得的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)自動(dòng)完成所有控制，全年的運(yùn)行不需要人員干預(yù)； 機(jī)組PLC控制器配置的觸摸顯示控制屏可在現(xiàn)地完成所有的運(yùn)行參數(shù)顯示、設(shè)置、控制操作，同時(shí)，PLC控制器還配置了標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)接口，遠(yuǎn)方中控室的計(jì)算機(jī)可通過網(wǎng)絡(luò)訪問機(jī)組的控制界面，在中控室遠(yuǎn)方計(jì)算機(jī)進(jìn)行與現(xiàn)地完全一樣的監(jiān)視、操作。
3.可變送風(fēng)露點(diǎn)溫度控制為獨(dú)創(chuàng)的技術(shù)方案，其特征在于，所述獨(dú)創(chuàng)的技術(shù)方案實(shí)施方法及步驟如下 I)通過設(shè)備的試運(yùn)行，實(shí)測獲取與設(shè)備運(yùn)行控制有關(guān)的各種數(shù)據(jù) 試運(yùn)行實(shí)測獲取的數(shù)據(jù)分為二類，一類為通過傳感器實(shí)時(shí)采集，PLC控制器自動(dòng)記錄、設(shè)置和顯示的數(shù)據(jù)；另一類為通過人工觀測，手動(dòng)輸入和設(shè)置的數(shù)據(jù)； A.自動(dòng)方式獲取的數(shù)據(jù) 自動(dòng)方式獲取的數(shù)據(jù)分為二種，為實(shí)時(shí)的變量數(shù)據(jù)、恒定的常量數(shù)據(jù)； a.實(shí)時(shí)的變量數(shù)據(jù) 實(shí)時(shí)的變量數(shù)據(jù)包括河水庫水溫度Tks、新風(fēng)干球溫度Txf、新風(fēng)相對濕度RHxf、回風(fēng)干球溫度Thf、回風(fēng)相對濕度RHhf、送風(fēng)干球溫度Tsf、送風(fēng)相對濕度RHsf ； b.恒定的常量數(shù)據(jù) 恒定的常量數(shù)據(jù)包括庫水溫度上升到巖體壁面溫度的時(shí)刻R2、新風(fēng)溫度下降到巖體壁面溫度的時(shí)刻R4、混凝土壁面結(jié)露在全年開始時(shí)刻的河水庫水實(shí)測溫度Tkslil、混凝土壁面結(jié)露在全年結(jié)束時(shí)刻的室外新風(fēng)實(shí)測溫度TxfK3、巖體壁面溫度的建議調(diào)整量A Tb、回風(fēng)與送風(fēng)的實(shí)測焓差ie ； B.人工方式獲取的數(shù)據(jù) 人工方式獲取的數(shù)據(jù)均為恒定的常量，包括為消除室內(nèi)散濕所需要的送風(fēng)露點(diǎn)與庫水溫度的差值Ta、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的壁面溫度設(shè)定值Tb、最低送風(fēng)干球溫度Tc、排風(fēng)與送風(fēng)的焓差的設(shè)定值ID、最低送風(fēng)露點(diǎn)溫度限定值TLmin、最高送風(fēng)相對濕度RHmax、混凝土壁面結(jié)露在全年開始的時(shí)刻R1、R1時(shí)刻的河水庫水溫度設(shè)定值TKSki、混凝土壁面結(jié)露在全年結(jié)束的時(shí)刻R3、R3時(shí)刻的室外新風(fēng)溫度設(shè)定值TXFk3、不同深度埋管溫度曲線包絡(luò)系數(shù)a、送風(fēng)參數(shù)的巡檢周期NI、回風(fēng)參數(shù)的巡檢周期N2、時(shí)鐘設(shè)定Rx年月日時(shí)分秒； 2)計(jì)算巖體壁面溫度的建議調(diào)整量并對巖體壁面溫度進(jìn)行調(diào)整 A.巖體壁面溫度建議調(diào)整量ATb的計(jì)算 計(jì)算步驟如下當(dāng) R3 > R4 時(shí)，Λ Tb = Ta+Tb+O. 2-TxfE3 ； 當(dāng) R3 ≤ R4 時(shí)，ATb = O ; B.按建議調(diào)整量△Tb對巖體壁面溫度Tb進(jìn)行調(diào)整 調(diào)整的步驟如下 a.將時(shí)鐘Rx與時(shí)刻R4進(jìn)行比較 當(dāng)Rx < R4時(shí)，將巡檢次數(shù)回零，取N3 = O,并且?guī)r體壁面溫度Tb不做調(diào)整； 當(dāng)Rx > R4時(shí)，進(jìn)入下個(gè)步驟b ； b.判斷巡檢次數(shù)N3= O是否成立 若N3 = O不成立，則巖體壁面溫度Tb不做調(diào)整； 若N3 = O成立，巖體壁面溫度Tb調(diào)整為Tb = Tb-Λ Tb，同時(shí)設(shè)定巡檢次數(shù)Ν3 = I ; 3)計(jì)算混凝土傳熱所需的最大送風(fēng)露點(diǎn)溫度差TEmax 按公式
全文摘要
本發(fā)明公開了可變送風(fēng)露點(diǎn)溫度控制的水電站專用空調(diào)機(jī)和除濕機(jī)及控制方法。依據(jù)可變送風(fēng)露點(diǎn)溫度控制技術(shù)方案，并依照該技術(shù)方案及方法研發(fā)出水電站專用的空調(diào)機(jī)組和除濕機(jī)。本發(fā)明可應(yīng)用于所有的水電站工程，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)全年節(jié)能運(yùn)行和智能控制，使得空調(diào)機(jī)和除濕機(jī)更節(jié)能、更智能、更可靠。
文檔編號(hào)F24F11/00GK102721117SQ201210235778
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者陳立新 申請人:廣西電力工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院