循環(huán)冷卻系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)目錄1緒論 11.1背景及意義 11.2冷卻塔 21.3優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容 32冷卻系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì) 42.1冷卻塔類(lèi)型的選擇 42.1.1橫流塔與逆流塔的對(duì)比 42.1.2開(kāi)式塔與閉式塔的選擇 52.1.3小結(jié) 52.2冷卻塔單個(gè)塔體的尺寸選擇 62.3冷卻系統(tǒng)的配水 62.3.1用小孔代替噴頭 72.3.2管道的選擇 72.3.3溢流槽的設(shè)計(jì) 72.4填料的設(shè)計(jì) 82.5風(fēng)機(jī)的選型 102.5.1風(fēng)機(jī)的H-Q曲線 102.5.2風(fēng)機(jī)的參數(shù)簡(jiǎn)介 102.6冷卻系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的箱體設(shè)計(jì) 112.6.1箱體選材 112.6.2箱體設(shè)計(jì) 122.7箱體基本電氣設(shè)備選型 152.7.1電源 152.7.2繼電器 162.8本章小結(jié) 163控制回路的設(shè)計(jì) 183.1進(jìn)水溫度控制方案的設(shè)計(jì) 183.1.1方案一：利用恒溫混水閥又名恒溫閥/恒溫控制閥 183.1.2方案二：利用閥門(mén)+遠(yuǎn)程控制閥頭 193.1.3方案三：利用電加熱棒+混合閥 203.1.4方案四：電力調(diào)整器+加熱器 213.1.5小結(jié) 213.2進(jìn)出水溫度的測(cè)量 213.3流量的測(cè)量和控制 233.3.1水泵的選型 233.3.2流量計(jì)的選型 253.3.3連接 273.4溫控儀的選型 273.5控制方案的設(shè)計(jì) 293.6控制箱箱體控制設(shè)備及電氣設(shè)備的布置圖 294冷卻水系統(tǒng)模型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)驗(yàn) 324.1實(shí)驗(yàn)一變工況性能測(cè)試實(shí)驗(yàn) 324.1.1流量一定，改變溫度 334.1.2溫度一定，改變流量 344.1.3流量溫度同時(shí)改變 344.2實(shí)驗(yàn)二溫度PID控制實(shí)驗(yàn) 355結(jié)論與展望 38致謝 39參考文獻(xiàn) 4011緒論1.1背景及意義中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗一般占整個(gè)建筑耗電量的50%以上，空調(diào)系統(tǒng)是按滿足用戶最大需求而設(shè)計(jì)的，但是目前實(shí)際情況是，我國(guó)的暖通空調(diào)系統(tǒng)絕大多數(shù)處在低效的運(yùn)行狀態(tài)，造成運(yùn)行效率低，能源嚴(yán)重浪費(fèi)[1]。近幾年上海技術(shù)監(jiān)督局抽查的10幢只能商用大樓，僅有2幢尚且處于較好的運(yùn)行狀況。在中央空調(diào)控制系統(tǒng)普及率和自動(dòng)化水平較高的新加坡，2008年統(tǒng)計(jì)調(diào)查，其能耗功效比都在1.2—1.5KW/Ton之間，中央空調(diào)系統(tǒng)功效比理論最低可以達(dá)到0.62KW/Ton[2]。造成這種現(xiàn)象的原因是多方面的。首先，在設(shè)計(jì)方面，沒(méi)有考慮到房間的季節(jié)、時(shí)間朝向等因素的冷負(fù)荷變化，而是按房間最大冷負(fù)荷加上一個(gè)較大的安全裕量而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。實(shí)際的最大冷負(fù)荷低于設(shè)計(jì)冷負(fù)荷，且機(jī)組大部分時(shí)間是在部分負(fù)荷下運(yùn)行的，這就導(dǎo)致在大多數(shù)中央空調(diào)水系統(tǒng)中出現(xiàn)大流量、小溫差的運(yùn)行狀態(tài)，造成二級(jí)泵的能量巨大損耗等；其次在控制方面，主機(jī)和部分末端裝置有自動(dòng)控制裝置，但是沒(méi)有形成中央空調(diào)系統(tǒng)的集中控制，總的來(lái)說(shuō)就是自動(dòng)控制水平偏低。當(dāng)外界環(huán)境產(chǎn)生變換時(shí)，沒(méi)能及時(shí)作出應(yīng)變，導(dǎo)致很大程度的浪費(fèi)[5]。如何使空調(diào)機(jī)組連續(xù)、可靠、安全、高效運(yùn)轉(zhuǎn)已經(jīng)成為符合現(xiàn)代企業(yè)管理要求、提高生產(chǎn)效益、改善生活環(huán)境、適應(yīng)我國(guó)能源政策的主要課題之一。中國(guó)是目前世界上第二位能源生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，能源供應(yīng)持續(xù)增長(zhǎng)，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供了重要的支撐的同時(shí)，也付出了巨大資源和環(huán)境被破壞的代價(jià)，這兩者之間的矛盾日趨突出，節(jié)能減排越來(lái)越受到重視。在民用和工業(yè)生產(chǎn)中，會(huì)產(chǎn)生大量廢熱，廢水，但是有時(shí)又因?yàn)閺U水的溫度過(guò)高，不能直接應(yīng)用，我國(guó)是淡水資源極為匱乏的國(guó)家，人均淡水資源僅為世界人均量的四分之一。嚴(yán)重稀缺的水資源，相當(dāng)脆弱的水生態(tài)環(huán)境，卻支撐著人類(lèi)歷史上最大規(guī)模的生存與經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，水和能源的危機(jī)日趨嚴(yán)峻，缺水引起的生態(tài)環(huán)境退化、人居環(huán)境惡化等問(wèn)題日益突出，已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，直接影響到我國(guó)全面建設(shè)小康社會(huì)的進(jìn)程，發(fā)展節(jié)水節(jié)能型工業(yè)及農(nóng)業(yè)、建設(shè)節(jié)水節(jié)能型社會(huì)，是我國(guó)目前及今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)極為重要的戰(zhàn)略任務(wù)，而節(jié)水的最好途徑便是使水能夠循環(huán)利用。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，水的重復(fù)使用率達(dá)75～85％。同國(guó)際水平相比，我國(guó)還有很大差距，工業(yè)用水重復(fù)利用率只有20～30%，特別是五大高用水工業(yè)（火力發(fā)電、鋼鐵、石化造紙、紡織）水的循環(huán)使用率不高，尚有進(jìn)一步提升的很大空間。要提高循環(huán)使用率，除國(guó)家制定一系列節(jié)水政策外，應(yīng)進(jìn)一步深入研究循環(huán)水系統(tǒng)中的節(jié)水技術(shù)與設(shè)備。冷卻塔是循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，其耗能是循環(huán)冷水系統(tǒng)耗能的重要組成部分，深入研究冷卻塔設(shè)計(jì)工藝，使其技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、高效低耗，是提高水的循環(huán)使用效率的行之有效的具體舉措，具有重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[6]。1.2冷卻塔冷卻塔是一種將水冷卻的裝置，利用水和空氣的接觸，通過(guò)蒸發(fā)作用來(lái)散去工業(yè)上或制冷空調(diào)中產(chǎn)生的廢熱的一種設(shè)備。其工作的基本原理是：干燥(低焓值)的空氣經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)的抽動(dòng)后，自進(jìn)風(fēng)網(wǎng)處進(jìn)入冷卻塔內(nèi)；飽和蒸汽分壓力大的高溫水分子向壓力低的空氣流動(dòng)，濕熱(高焓值)的水自播水系統(tǒng)灑入塔內(nèi)[3]。當(dāng)水滴和空氣接觸時(shí)，一方面由于空氣與水的直接傳熱，另一方面由于水蒸汽表面和空氣之間存在壓力差，在壓力的作用下產(chǎn)生蒸發(fā)現(xiàn)象，將水中的熱量帶走即蒸發(fā)傳熱，從而達(dá)到降溫之目的。水在其中與渡過(guò)的空氣進(jìn)行熱交換、質(zhì)交換，致使水溫下降；它廣泛應(yīng)用于空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)和工業(yè)用循環(huán)水系統(tǒng)中。在一定水處理情況下，冷卻效果是冷卻塔重要性之一，在選用冷卻塔時(shí)，主要考慮冷卻程度、冷卻水量、濕球溫度是否有特殊要求，通常安裝在通風(fēng)比較好的地方[7]。冷卻塔屬熱交換設(shè)備系統(tǒng)。進(jìn)行熱交換的二種介質(zhì)即水與空氣無(wú)間隔。冷卻塔利用空氣將通過(guò)其的水冷卻，傳熱特點(diǎn)是水向空氣傳導(dǎo)熱不須通過(guò)壁面，而是在直接接觸過(guò)程中進(jìn)行的。冷卻水塔中，水在填料中形成水膜或水滴，在與空氣直接接觸的過(guò)程，同時(shí)發(fā)生熱和質(zhì)的傳遞；熱傳是由于水與空氣的溫差，而質(zhì)傳是由于水的表面蒸發(fā)形成的水蒸汽水?dāng)嗟叵蚩諝庵袛U(kuò)散，同時(shí)把水汽化潛熱帶入空氣，在熱量與質(zhì)量的傳遞過(guò)程，水冷卻的過(guò)程叫做蒸發(fā)冷卻過(guò)程，因此水在蒸發(fā)冷卻過(guò)程中所散發(fā)的熱量是由兩部分所組成，即接觸散熱（傳導(dǎo)和對(duì)流）和蒸發(fā)散熱[4]。使用冷卻塔的目的是達(dá)到一定的降溫效果，其主要取決于散熱片、風(fēng)機(jī)風(fēng)量、冷卻塔使用水量，以及良好的通風(fēng)條件，安裝位置也有一定的影響。①散熱片：是冷卻塔的關(guān)鍵部件，小型塔一般采用PVC片材熱壓或熱吸式，大型塔會(huì)采用木材，主要目的使空氣與水的須在不影響風(fēng)阻時(shí)，越大越好，同時(shí)熱交換率也達(dá)到最大，散熱片影響傳熱的效果的兩個(gè)參數(shù)，主要是散熱片形狀和高度，在進(jìn)行水塔安裝，盡是不要損壞散熱片，以免散熱片水流不暢。②風(fēng)機(jī)風(fēng)量：其主要加速塔中空氣流動(dòng)，加速空氣與水的熱，帶走熱量。影響風(fēng)機(jī)風(fēng)量主要是風(fēng)葉形狀即風(fēng)葉寬長(zhǎng)度和本身偏有，風(fēng)葉轉(zhuǎn)速、安裝角度、轉(zhuǎn)速與電機(jī)及傳動(dòng)比等[8]。另外，在風(fēng)量一定的情況下，同種類(lèi)型塔，冷卻水量小的比冷卻水量大的冷卻效果要好些。熱水自主機(jī)房通過(guò)水泵以一定的壓力經(jīng)過(guò)管道、橫喉、曲喉、中心喉將循環(huán)水壓至冷卻塔的播水系統(tǒng)內(nèi)，通過(guò)播水管上的小孔將水均勻地播灑在填料上面；干燥的低晗值的空氣在風(fēng)機(jī)的作用下由底部入風(fēng)網(wǎng)進(jìn)入塔內(nèi)，熱水流經(jīng)填料表面時(shí)形成水膜和空氣進(jìn)行熱交換，高濕度高晗值的熱風(fēng)從頂部抽出，冷卻水滴入底盆內(nèi)，經(jīng)出水管流入主機(jī)。一般情況下，進(jìn)入塔內(nèi)的空氣、是干燥低濕球溫度的空氣，水和空氣之間明顯存在著水分子的濃度差和動(dòng)能壓力差，當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，在塔內(nèi)靜壓的作用下，水分子不斷地向空氣中蒸發(fā)，成為水蒸氣分子，剩余的水分子的平均動(dòng)能便會(huì)降低，從而使循環(huán)水的溫度下降。從以上分析可以看出，蒸發(fā)降溫與空氣的溫度（通常說(shuō)的干球溫度）低于或高于水溫?zé)o關(guān)，只要水分子能不斷地向空氣中蒸發(fā)，水溫就會(huì)降低。但是，水向空氣中的蒸發(fā)不會(huì)無(wú)休止地進(jìn)行下去。當(dāng)與水接觸的空氣不飽和時(shí)，水分子不斷地向空氣中蒸發(fā)，但當(dāng)水氣接觸面上的空氣達(dá)到飽和時(shí)，水分子就蒸發(fā)不出去，而是處于一種動(dòng)平衡狀態(tài)。蒸發(fā)出去的水分子數(shù)量等于從空氣中返回到水中的水分子的數(shù)量，水溫保持不變。由此可以看出，與水接觸的空氣越干燥，蒸發(fā)就越容易進(jìn)行，水溫就容易降低[9]。1.3優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容本次畢業(yè)設(shè)計(jì)將通過(guò)建立一個(gè)完整的循環(huán)冷卻系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置，在原有的冷卻系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行改造。（1）對(duì)原有的冷卻系統(tǒng)模型的大小尺寸進(jìn)行縮小，尤其是比較“笨拙”的控制箱體進(jìn)行改造，使其能成為一個(gè)可拆卸可重組的小巧輕便的實(shí)驗(yàn)裝置。（2）原有的實(shí)驗(yàn)臺(tái)仍然是手動(dòng)控制，在優(yōu)化的過(guò)程中，使整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置達(dá)到智能化、自動(dòng)化的目的。（3）在實(shí)驗(yàn)裝置組裝完成之后實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，使冷卻系統(tǒng)在完成冷卻要求的同時(shí)，令整個(gè)能耗達(dá)到最小，尋找出節(jié)能優(yōu)化的最優(yōu)算法。在傳統(tǒng)冷卻塔的基礎(chǔ)上，循環(huán)冷卻系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置冷卻能力將會(huì)大大提升，達(dá)到真正意義上的穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、高效。該實(shí)驗(yàn)裝置，也加強(qiáng)了它的可操作性，在裝置的硬件組裝和拆卸方面加強(qiáng)我們工科學(xué)生的動(dòng)手能力。2冷卻系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)冷卻塔組的設(shè)計(jì)步驟：1）確定循環(huán)冷卻系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的形式2）計(jì)算出由作用范圍決定的風(fēng)機(jī)負(fù)荷決定的供水量3）選擇水系統(tǒng)形式，進(jìn)行供回水的管線布置4）進(jìn)行絕熱材料與絕熱層厚度的選擇與計(jì)算5）風(fēng)機(jī)的選型6）確定冷卻系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的箱體結(jié)構(gòu)7）冷卻系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的基本電氣設(shè)備的選型2.1冷卻塔類(lèi)型的選擇2.1.1橫流塔與逆流塔的對(duì)比1）逆流塔：水自上而下通過(guò)配水裝置淋灑在淋水填料上，被填料切割分散成水膜或水滴，在重力作用下自上向下流動(dòng)，空氣在風(fēng)機(jī)的作用下自下而上通過(guò)淋水填料，空氣與水流相逆而行。優(yōu)點(diǎn)：（1）逆流冷卻塔熱力性能好，分三個(gè)冷卻段：①布水器到填料頂這一空間，此段的水溫較高，所以仍可將熱量傳給空氣。②填料水與空氣熱交換段。③填料至集水池空間淋水段（北京冷卻塔，水在此段被冷卻稱(chēng)之為“尾效”）。我國(guó)北方水溫可下降1-2℃。綜上所述，逆流塔比橫流塔在相同的情況下，填料體積小20％左右，逆流塔熱交換過(guò)程更合理,冷效更高。（2）配水系統(tǒng)不易堵塞、淋水填料保持清潔不易老化、濕氣回流小、防凍化冰措施更容易。多臺(tái)可組合設(shè)計(jì)，北京冷卻塔在冬季以所需的水溫水量可合并單臺(tái)運(yùn)行或全部停開(kāi)風(fēng)機(jī)。（3）施工安裝檢修容易、費(fèi)用低，常用在空調(diào)和工業(yè)大、中型冷卻循環(huán)水中。主要應(yīng)用領(lǐng)域：在工程中要求效率高，氣阻力相對(duì)大，體積小薄膜式填料。2）橫流塔：水流從塔上部垂直落下，空氣水平流動(dòng)通過(guò)淋水填料，氣流與水流正交的冷卻塔。優(yōu)點(diǎn)：(1）水壓頭較小，耗電少(2）噪聲小(3）水損失較小，更經(jīng)濟(jì)，更符合可持續(xù)發(fā)展(4）布水方式合理，采用重力自然落下的布水系統(tǒng)，散水孔不易堵塞，且布水均勻，最大限度地提高了填料性能(5）模塊組合后，效率不變，而逆流塔效率降低[10]主要應(yīng)用領(lǐng)域：填料體積大，但通氣阻力較小的小型系統(tǒng)中。綜合橫流塔與逆流塔的優(yōu)點(diǎn)及其主要的應(yīng)用領(lǐng)域，在本次的模型設(shè)計(jì)中我們選擇了橫流式的冷卻塔。2.1.2開(kāi)式塔與閉式塔的選擇1）閉式冷卻塔（也叫蒸發(fā)式空冷器或密閉式冷卻塔）：將管式換熱器置于塔內(nèi)，通過(guò)流通的空氣、噴淋水與循環(huán)水的熱交換保證降溫效果。簡(jiǎn)單的說(shuō)，即：一個(gè)內(nèi)循環(huán)、一個(gè)外循環(huán)。沒(méi)有填料，主核心部分為紫銅管。①內(nèi)循環(huán)：與對(duì)象設(shè)備對(duì)接，構(gòu)成一個(gè)封閉式的循環(huán)系統(tǒng)（循環(huán)介質(zhì)為軟水）。為對(duì)象設(shè)備進(jìn)行冷卻，將對(duì)象設(shè)備中的熱量帶出到冷卻機(jī)組。②外循環(huán)：在冷卻塔中，為冷卻塔本身進(jìn)行降溫。不與內(nèi)循環(huán)水相接觸，只是通過(guò)冷卻塔內(nèi)的紫銅管進(jìn)行換熱散熱。在此種冷卻方式下，通過(guò)自動(dòng)控制，根據(jù)水溫設(shè)置電機(jī)的運(yùn)行。由于是閉式循環(huán)，其能夠保證水質(zhì)不受污染，很好的保護(hù)了主設(shè)備的高效運(yùn)行，提高了使用壽命。外界氣溫較低時(shí)，可以停掉噴淋水系統(tǒng)，起到節(jié)水效果。隨著國(guó)家節(jié)能減排政策的實(shí)施和水資源的日益匱乏，近幾年密閉式冷卻塔在鋼鐵冶金、電力電子、機(jī)械加工、空調(diào)系統(tǒng)等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用[11]。優(yōu)點(diǎn)：（1）提高生產(chǎn)效率，軟化水循環(huán)，無(wú)結(jié)垢、無(wú)堵塞、無(wú)損失（2）延長(zhǎng)設(shè)備壽命，保障設(shè)備可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，減少故障，杜絕事故（3）全封閉循環(huán)、無(wú)雜質(zhì)進(jìn)入、無(wú)介質(zhì)蒸發(fā)、無(wú)污染（4）提高廠房利用系數(shù)，無(wú)需水池，減少占地，節(jié)省空間（5）占用空間小，安裝、移動(dòng)、布置方便，結(jié)構(gòu)緊湊（6）操作方便，運(yùn)行穩(wěn)定，自動(dòng)化程度高（7）節(jié)約運(yùn)行成本，多種模式自動(dòng)切換，智能控制2）開(kāi)式冷卻塔：通過(guò)將循環(huán)水以噴霧方式，噴淋到玻璃纖維的填料上，通過(guò)水與空氣的接觸，達(dá)到換熱，再有風(fēng)機(jī)帶動(dòng)塔內(nèi)氣流循環(huán)，將與水換熱后的熱氣流帶出，從而達(dá)到冷卻。優(yōu)點(diǎn)：水質(zhì)要求不是很高、散熱好、成本低、易維護(hù)、占地面積少。2.1.3小結(jié)經(jīng)過(guò)開(kāi)式塔與閉式塔的對(duì)比可知，由于模型對(duì)水質(zhì)的要求不是很高，而且經(jīng)費(fèi)有限，最后我們決定用開(kāi)式塔。綜合這兩方面的因素我們最終選擇的冷卻塔模型的類(lèi)型為開(kāi)始的橫流式冷卻塔。因?yàn)闄M流塔塔筒內(nèi)是空的,氣流速度可以高一些,因此塔筒直徑可以比同容量的逆流塔小,相應(yīng)降低了造價(jià)。2.2冷卻塔單個(gè)塔體的尺寸選擇1）在實(shí)際應(yīng)用中塔體尺寸對(duì)應(yīng)[12]表2-1實(shí)體尺寸型號(hào)外形總尺寸冷卻水量m3/h長(zhǎng)mm寬mm高mmH400T04880042004635400H500T049600440046855002）根據(jù)實(shí)際的塔來(lái)確定模型的尺寸表2-2模型尺寸塔型長(zhǎng)mm寬mm高mm單塔尺寸300150160單塔尺寸300150170塔組尺寸300450160塔組尺寸300450170小結(jié)：根據(jù)實(shí)際尺寸可以得出單塔的長(zhǎng)和寬的比例為2：1，因此在選型的時(shí)候我們選擇了300*150，而且為了便于組裝，為了讓模型的體積盡量小但是又能起到實(shí)驗(yàn)的目的，我們選擇了3個(gè)單個(gè)冷卻塔來(lái)組成冷卻塔組，總長(zhǎng)度為300*450。在選擇時(shí)我們起初選擇盆底距水槽高度為160mm，但由于在布置管道時(shí)管道就占據(jù)了20mm，為了保證進(jìn)風(fēng)口風(fēng)量大約為1：1，于是我們又加大了盆底距水槽高度為170mm。2.3冷卻系統(tǒng)的配水配水均勻是冷卻塔設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，直接關(guān)系到冷卻塔效率、能耗與投資。但冷卻塔的配水問(wèn)題并沒(méi)有得到普遍重視，缺乏系統(tǒng)的理論研究，因此配水成為冷卻塔設(shè)計(jì)中被弱視的一個(gè)環(huán)節(jié)。實(shí)測(cè)表明，在配水不均勻的情況下，最大與最小淋水密度之差達(dá)2～4倍，由于配水不均導(dǎo)致的水溫差達(dá)4～5℃的現(xiàn)象也曾有過(guò)。因此研究冷卻塔的配水均勻性問(wèn)題，不僅有技術(shù)意義而且有經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)實(shí)意義。但是國(guó)內(nèi)外尚沒(méi)有明確的冷卻塔管式配水壓力降和配水均勻性計(jì)算方法，本文將從理論分析入手，對(duì)其計(jì)算方法進(jìn)行探討，給出明確實(shí)用的管式配水壓力降和配水均勻性計(jì)算方法[13]。2.3.1用小孔代替噴頭在實(shí)際的冷卻塔配水均勻問(wèn)題由兩方面問(wèn)題組成，一是配水噴頭的選擇與布置，二是配水管道的布置與水力計(jì)算。前者要解決的是單個(gè)噴頭噴濺范圍內(nèi)噴灑在淋水填料上的水量均勻與否的問(wèn)題，后者要解決的是淋水面積內(nèi)全部噴頭的出水量是否趨同的問(wèn)題。在實(shí)際的應(yīng)用中，二者是相輔相成，缺一不可的，兩者都處理好才能達(dá)到配水均勻的目的。但是由于噴頭的布置是相對(duì)于大孔而言的，而且流量小時(shí)噴頭濺灑不均，因此在模型的制作中我們的用小孔代替了大孔，從而省略了噴頭，這樣在配水的均勻性上也就更加合理化了，而且省掉了噴頭的流量特性、噴頭的噴灑范圍（噴灑半徑）、噴頭的噴灑均勻性、噴頭的成組布置及其配水均勻性計(jì)算等一系列的大量的計(jì)算量及其類(lèi)型選擇，即節(jié)省了經(jīng)費(fèi)也省掉了很多的時(shí)間，而且使得模型更加的簡(jiǎn)約可靠[14]。2.3.2管道的選擇冷卻塔氣動(dòng)與熱力計(jì)算理論建立的基本假設(shè)條件之一即是配水均勻，可見(jiàn)均勻配水的重要性。研究冷卻塔配水就是為了解決配水均勻性的問(wèn)題，也是冷卻塔設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到冷卻塔效率、能耗與投資，但迄今中外冷卻塔文獻(xiàn)中均無(wú)系統(tǒng)、全面、準(zhǔn)確的計(jì)算方法，很多設(shè)計(jì)所追求的配水均勻、合理的配水管徑確定基本靠經(jīng)驗(yàn)與試驗(yàn)。配水管道的布置與水力計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了滿足工程要求的配水均勻性、配水管徑和配水壓力的準(zhǔn)確計(jì)算。冷卻塔的配水形式一般有：管式配水系統(tǒng)、槽式配水系統(tǒng)、池式配水系統(tǒng)、槽管混合系統(tǒng)等，因池式、槽式配水占去的擋風(fēng)面積太大、施工與檢修不方便，且水壓力的調(diào)節(jié)性及配水的均勻性差，因此近些年被各種塔型普遍采用的配水方式是管式配水系統(tǒng)，因此本文僅以管式配水所涉及的問(wèn)題進(jìn)行討論。冷卻塔管式配水系統(tǒng)由配水干管、配水管及配水噴頭組成[14]。配水管管徑選用的原則是：達(dá)到冷卻塔配水均勻的配水管管徑即是設(shè)計(jì)管徑。由于水在管路的流動(dòng)過(guò)程中，會(huì)慢慢地變少，為了達(dá)到節(jié)能的效果，我們本來(lái)打算采用漸縮的管道，但是由于模型的尺寸較小，到小管道時(shí)沒(méi)有合適的管子，在最后的制作過(guò)程中通過(guò)上述計(jì)算我們選擇了管徑為10mm的均勻管路，而沒(méi)有采用漸縮管。2.3.3溢流槽的設(shè)計(jì)由于在運(yùn)行時(shí)時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)負(fù)荷變小時(shí)，流量隨著變小會(huì)導(dǎo)致水槽內(nèi)部布水不均，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)斷流的現(xiàn)象，這樣會(huì)影響水在填料上的換熱效率，降低冷卻塔性能，因此在設(shè)計(jì)時(shí)我們采用了溢流槽的設(shè)計(jì)，這樣不僅解決了連通管帶來(lái)的不便而且很好的解決了配水的均勻性，而且還能進(jìn)一步縮小兩邊供水管道沿程阻力的不平衡率，這樣能在一定程度時(shí)保證配水的均勻性，使配水更加的可靠。2.4填料的設(shè)計(jì)填料是冷卻塔的重要組成部分，塔中的冷卻過(guò)程，主要是在淋水填料表面進(jìn)行的。它的主要作用是為增加塔內(nèi)氣、水接觸面積和時(shí)間而設(shè)置的裝置。因此，對(duì)于填料的選擇，主要有三大選擇標(biāo)準(zhǔn)。一是填料的單位體積的表面積，足夠大的換熱表面積是冷卻塔換熱性能的保證；二是材料的親水性能，親水性能好的材料能使得水在填料表面形成水膜，使得水緩慢的流下，以加大換熱面積和換熱時(shí)間；三是填料對(duì)氣流的影響阻力，對(duì)于自然通風(fēng)冷卻塔這個(gè)參數(shù)尤為重要，因?yàn)檫@將影響塔內(nèi)空氣流量，進(jìn)而影響換熱。當(dāng)然，填料的價(jià)格和耐水性等因素也應(yīng)予以考慮[11]。大體來(lái)說(shuō)，填料的類(lèi)型可以分為薄膜式和點(diǎn)滴式：點(diǎn)滴式常用水平的或傾斜布置的三角形或矩形板條按一定間距排列而成。在這里，水滴下落過(guò)程中水滴表面的散熱以及在板條上濺散而成的許多小水滴表面的散熱約占總散熱量的60~75％，而沿板條形成的水膜的散熱只占總散熱量的25~30％。點(diǎn)滴式填料由于對(duì)橫向氣流阻力小、單位體積耗材少、允許淋水密度大等優(yōu)點(diǎn)多用于大型橫流冷卻塔當(dāng)中，常見(jiàn)的有弧形板條，M形板和蜂窩形板等。薄膜式填料是利用間隔很小的平膜板或凹凸形波板、網(wǎng)格形膜板所組成的多層空心體，使水沿著其表面形成緩慢的水流，而冷空氣則經(jīng)多層空心體間的空隙，形成水氣之間的接觸面水在其中的散熱主要依靠表面水膜、格網(wǎng)間隙中的水滴表面和濺散而成的水滴的散熱等三個(gè)部分，而水膜表面的散熱居于主要地位。由于這種填料的冷卻效能高，因而應(yīng)用最為廣泛。對(duì)于薄膜式填料上發(fā)生的傳熱傳質(zhì)過(guò)程的算法直接影響著冷卻塔技術(shù)的發(fā)展水平。Merkel算法的控制方程是他于20世紀(jì)20年代首先提出的[7]，他認(rèn)為焓差是冷卻塔填料表面氣液之間的傳熱動(dòng)力。1925年他又相似的提出了橫流冷卻塔的計(jì)算方法。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，他對(duì)計(jì)算條件作出了一些重要的假設(shè)。但是正是由于這些假設(shè)，使得Merkel的計(jì)算方法的精確程度下降，對(duì)傳熱傳質(zhì)過(guò)程的表達(dá)不是十分的精確。Bourillot指出，當(dāng)能夠準(zhǔn)確的給出水量蒸發(fā)系數(shù)的時(shí)候，Merkel的方法對(duì)于計(jì)算水溫還是十分準(zhǔn)確的[8]。但是它的不足之處在于無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算離開(kāi)冷卻塔的空氣的相關(guān)參數(shù)和由于蒸發(fā)而造成的水流量的變化。但這些參數(shù)對(duì)于計(jì)算冷卻塔的整體耗水量是十分重要的。Jaber和Webb提出了新的e-NTU法用以對(duì)逆流冷卻塔和橫流冷卻塔進(jìn)行計(jì)算[9]。這種算法和傳統(tǒng)的計(jì)算方法相比，它更為簡(jiǎn)單。Poppe在20世紀(jì)70年代提出了他的算法。他并沒(méi)有使用Merkel的簡(jiǎn)化假設(shè)。Poppe算法在計(jì)算的過(guò)程中考慮了水的蒸發(fā)量，因此對(duì)于研究非飽和、飽和以至于超飽和狀態(tài)的計(jì)算都非常有效。基于Poppe算法而得出的水的蒸發(fā)量和等大模型試驗(yàn)的結(jié)果十分吻合。這種算法還能準(zhǔn)確的計(jì)算出冷卻塔排出空氣中的含濕量，這對(duì)于干濕式冷卻塔的設(shè)計(jì)是十分重要的。2003年，J.C.Kloppers和D.G.Kroger分別對(duì)橫流冷卻塔和逆流冷卻塔的計(jì)算過(guò)程進(jìn)行了深入的研究。他們分別建立了三種基本算法的數(shù)學(xué)模型，而后與實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，得出了重要的結(jié)論。對(duì)于橫流冷卻塔來(lái)說(shuō)，與Merkel法相比，使用Poppe法計(jì)算出的預(yù)測(cè)結(jié)果中熱排放率和水分蒸發(fā)量都較高[15]。而當(dāng)與e-NTU法相比時(shí)，它得出的所有試驗(yàn)結(jié)果參數(shù)都較高。用Merkel法得出的熱排放率、水蒸發(fā)量和空氣出口溫度與使用e-NTU法得到的參數(shù)結(jié)果是一樣的。這是因?yàn)檫@兩種方法基于的是相同的假設(shè)。因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于填料性能的測(cè)試和對(duì)于冷卻塔整體性能的測(cè)試一定要基于同一種方法，否則，得出的結(jié)果就不可信。對(duì)于一座冷卻塔來(lái)說(shuō)，換熱傳熱特性是基于某一種計(jì)算方法而言的。Poppe計(jì)算方法相對(duì)復(fù)雜，但是相較于Merkel法和e-NTU法而言更加精確。如果水的蒸發(fā)量或者空氣出口溫度是需要研究的重點(diǎn)的話，那么Poppe法將是更加值得使用的。對(duì)于自然通風(fēng)冷卻塔來(lái)說(shuō)，冷卻塔出口的空氣溫度是需要計(jì)算得十分精確的，這事因?yàn)槔鋮s塔自然通風(fēng)的能力主要取決于填料出口處的空氣溫度。當(dāng)在設(shè)計(jì)冷卻塔的過(guò)程中，水的填料出口溫度作為需要關(guān)注的重要參數(shù)指標(biāo)時(shí)，Merkel法和e-NTU法就成為較為推薦的計(jì)算方法了，因?yàn)樵谶@種情況下他們的計(jì)算結(jié)果與Poppe法基本相同而計(jì)算過(guò)程又精簡(jiǎn)了很多。很多研究者也用實(shí)驗(yàn)方法實(shí)測(cè)了冷卻塔的性能。SimpsonandSherwood研究了采用木質(zhì)填料的機(jī)械通風(fēng)式冷卻塔的換熱性質(zhì)和壓降特性，并首先指出了填料幾何形狀對(duì)冷卻塔性能的影響[15]。Bedekaretal用實(shí)驗(yàn)方法研究了使用薄膜填料逆流冷卻塔的性能，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中用冷卻塔效率和出水水溫來(lái)作為評(píng)價(jià)冷卻塔的熱力性能的標(biāo)準(zhǔn)，他們發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)參數(shù)可以用水氣比的函數(shù)進(jìn)行表示。冷卻塔的性能隨水氣比的增加而下降[16]。通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，他們提出了傳質(zhì)系數(shù)與冷卻塔壓降之間的關(guān)系。KloppersandKrger通過(guò)對(duì)于使用點(diǎn)滴式填料的逆流冷卻塔的試驗(yàn)研究了填料與冷卻塔效率損失之間的關(guān)系[17]，并給出了效率損失與水和空氣流量之間的關(guān)系方程。在另一篇文章中，KloppersandKrger研究了開(kāi)式冷卻塔換熱能力與水流量和水溫以及填料高度的關(guān)系。Elsarrag通過(guò)試驗(yàn)研究了陶瓷填料的性能，他指出影響傳熱傳質(zhì)系數(shù)的主要因素是水氣比進(jìn)水溫度以及空氣進(jìn)口的焓值[16]。并對(duì)VCP型填料和HCP型填料的性能給出了特性曲線。有比較才能鑒別。但是如何進(jìn)行比較是值得探討的。對(duì)待不同的填料，用不同條件、不同塔型所得的填料特性方程作為技術(shù)經(jīng)濟(jì)比。綜上所述我們選擇了：薄膜式填料。2.5風(fēng)機(jī)的選型風(fēng)機(jī)是半集中式空調(diào)系統(tǒng)中常用的重要裝置，作用是為風(fēng)道系統(tǒng)中的空氣提供能量，克服整個(gè)風(fēng)道系統(tǒng)阻力損失。風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓選擇至關(guān)重要，決定著風(fēng)機(jī)實(shí)際使用中的風(fēng)量能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而在選擇風(fēng)機(jī)時(shí)，是要求風(fēng)機(jī)出口靜壓滿足系統(tǒng)的阻力損失，還是要求風(fēng)機(jī)出口全壓滿足系統(tǒng)的阻力損失，業(yè)界還存在一些不同看法。風(fēng)機(jī)葉片將能量供給風(fēng)道中的空氣，這個(gè)能量表示為空氣全壓的增加，它包括靜壓和動(dòng)壓。動(dòng)壓和靜壓相互影響、相互轉(zhuǎn)化，根據(jù)流體力學(xué)原理得知，在任何時(shí)候，全壓pq總是等于靜壓pj和動(dòng)壓pd之和[18]。由于是模型的設(shè)計(jì)，我們并沒(méi)有選擇實(shí)際工程的風(fēng)機(jī)，而是選擇了類(lèi)似于電腦主機(jī)的風(fēng)扇性質(zhì)的小型風(fēng)機(jī)，因?yàn)檫@樣的風(fēng)機(jī)便于安裝。2.5.1風(fēng)機(jī)的H-Q曲線根據(jù)主機(jī)給定的負(fù)荷量，在PM1238HA2BAL-7Q-H的曲線上確定風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，目前我們選擇的風(fēng)機(jī)的功率為19w，其風(fēng)量-風(fēng)壓（Q-H）線圖為：圖2-1H-Q曲線圖2.5.2風(fēng)機(jī)的參數(shù)簡(jiǎn)介表2-3風(fēng)機(jī)參數(shù)表電壓V電流A功率W轉(zhuǎn)速RPM風(fēng)量CFM風(fēng)壓mmH2O噪聲dB1212182600985.642.5圖2-2風(fēng)機(jī)尺寸圖2.6冷卻系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的箱體設(shè)計(jì)2.6.1箱體選材根據(jù)冷卻塔的塔體部分的大小尺寸及重量，充分考慮這次設(shè)計(jì)的輕便小巧，組裝拆卸方便的原則，通過(guò)再三的選擇，選擇了鋁型材這種材料來(lái)作為整個(gè)循環(huán)冷卻系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的底座。鋁型材的優(yōu)點(diǎn)：（1）抗腐蝕性鋁型材的密度為2.7g/cm3，約為鋼、銅或黃銅的密度(分別為7.83g/cm3，8.93g/cm3)的1/3。在大多數(shù)環(huán)境條件下，包括在空氣、水(或鹽水)、石油化學(xué)和很多化學(xué)體系中，鋁能顯示優(yōu)良的抗腐蝕性。（2）熱導(dǎo)量率鋁合金的熱導(dǎo)量率大約是銅的50-60%，這對(duì)制造熱交換器、蒸發(fā)器、加熱電器、炊事用具，以及汽車(chē)的缸蓋與散熱器皆為有利。（3）非鐵磁性鋁型材是非鐵磁性的，這對(duì)電氣工業(yè)和電子工業(yè)而言是一重要特性。鋁型材是不能自燃的，這對(duì)涉及裝卸或接觸易燃易爆材料的應(yīng)用來(lái)說(shuō)是重要的。（4）可機(jī)加工性鋁型材的可機(jī)加工性是優(yōu)良的。在各種變形鋁合金和鑄造鋁合金中，以及在這些合金產(chǎn)出後具有的各種狀態(tài)中，機(jī)加工特性的變化相當(dāng)大，這就需要特殊的機(jī)床或技術(shù)。（5）可成形性特定的拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、可延展性和相應(yīng)的加工硬化率支配著允許變形量的變化。（6）回收性鋁具有極高的回收性，再生鋁的特性與原生鋁幾乎沒(méi)有差別。綜上，我們可以得出，鋁型材相對(duì)于其他的金屬比較輕盈，符合我們這次設(shè)計(jì)的小巧輕便的思想；同時(shí)，其熱傳導(dǎo)率相對(duì)而言也比較優(yōu)良，在散熱方面可以起到不錯(cuò)的效果；選擇它的關(guān)鍵還是其優(yōu)良的可加工性，與其他金屬相比較，其可塑性要高出很多，方便我們的切割和加工；并且這次的冷卻塔主體主要是用有機(jī)玻璃作為主要框架結(jié)構(gòu)，重量不會(huì)很重，所選擇的鋁型材尺寸為20×20mm，這個(gè)尺寸的鋁型材材質(zhì)承重約為15KG左右。為了日后的拆卸和組裝的便捷，綜合價(jià)格等其他因素，選擇性價(jià)比比較高的鋁型材。圖2-3鋁型材尺寸圖2.6.2箱體設(shè)計(jì)確定好選用的材料后，根據(jù)之前確定的冷卻塔塔體的大小尺寸為300*450mm2，選擇一個(gè)大小為330*500mm2面作為風(fēng)機(jī)主體的承重面。同時(shí)為了容納部分電器設(shè)備及主要設(shè)備，根據(jù)所選擇型號(hào)的大小我們將這個(gè)底座的設(shè)計(jì)如圖2-4所示圖2-4箱體主體結(jié)構(gòu)根據(jù)所要設(shè)計(jì)的模型的效果圖，我們對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)所需零部件做了詳細(xì)的報(bào)價(jià)和清單如表2-4所示表2-4組件及報(bào)價(jià)品名規(guī)格長(zhǎng)度數(shù)量單位單價(jià)(元)金額（元）鋁型材20204802支6.3012.602062支2.705.411202支1.583.156202支8.1416.282502支3.286.563305支4.3321.56續(xù)表2-4品名規(guī)格長(zhǎng)度數(shù)量單位單價(jià)(元)金額（元）專(zhuān)用螺栓M6*1620只1.0020.00專(zhuān)用螺栓M5*108只1.008.00T型螺母M5-208只1.008.00打孔攻絲40只2.0080.00切角8只4.0032.00任意角度連接件20204套8.0032.00角件20284套5.0020.003MM鋁板6303401塊130.45130.455003701塊112.67112.676302202塊84.4184.413402201塊45.5545.55340901塊18.6418.642153401塊44.5244.52嵌條3個(gè)厚板槽6用10米5.0050.00蓋板20202只0.801.60鋁板1項(xiàng)100.00100.00運(yùn)費(fèi)55.00總價(jià)908.482.7箱體基本電氣設(shè)備選型2.7.1電源1）選型要求：體積小巧，重量輕盈，直流輸出電壓24V,電流0～5.0A2）所選型號(hào)及參數(shù)特性型號(hào)：DR-120-24生產(chǎn)廠家：臺(tái)灣明緯企業(yè)股份有限公司參數(shù)特性：（1）直流輸出范圍：24V,0～5.0A（2）輸出電壓精度：±1%（3）紋波：80mV（4）效率：84%（5）輸入電壓范圍：由開(kāi)關(guān)選擇90～132VAC/180～264VAC（6）輸入浪涌電流：冷啟動(dòng)40A/230V（7）電壓調(diào)整范圍：12V:12～14V，24V:24～28V，48V:48～53V（8）過(guò)載保護(hù)：過(guò)電流點(diǎn)在105%～150%時(shí)恒流限流自動(dòng)復(fù)原（9）過(guò)電壓保護(hù)：額定輸出電壓的115%～142%時(shí)關(guān)斷,重啟復(fù)位（10）過(guò)熱保護(hù)：90℃±5℃(TSW1檢測(cè)功率晶體管散熱器溫度)（11）保護(hù)類(lèi)型:過(guò)熱關(guān)斷,溫度下降后自動(dòng)恢復(fù)（12）啟動(dòng)上升保持時(shí)間：230VAC滿載時(shí)500ms,70ms,36ms（13）工作溫度：-10～+60℃（14）抗震動(dòng)性：10～500Hz,2G10分鐘/周期,XYZ各軸各60分鐘（15）接線方式：輸入端:3點(diǎn).輸出端:4點(diǎn)螺絲DIN端子（16）外形尺寸：65.5×125.2×100mm(寬×高×深)3.圖片圖2-5電源正面圖2.7.2繼電器1）所選型號(hào)及參數(shù)特性型號(hào)：MGR-1D4840生產(chǎn)廠家：美格爾電子電器有限公司參數(shù)特性：（1）品名：?jiǎn)蜗喙虘B(tài)繼電器40A（2）控制方式：直流控交流(DC-AC)（3）負(fù)載電流：40A（4）負(fù)載電壓：24-480V/DC（5）控制電壓：3-32V/DC（6）控制電流：DC:3-25mA；AC:12mA（7）通態(tài)壓降：≤1.5V（8）斷態(tài)漏電流：≤5mA（9）斷態(tài)時(shí)間：≤10ms（10）介質(zhì)耐壓：2500V/AC（11）絕緣電阻：500MΩ/500V/DC（12）環(huán)境溫度：-30℃~+75℃（13）冷卻條件：負(fù)載電流10~25A;必須安裝散熱器（14）安裝方式：螺栓固定（15）工作指示：LED2）圖片圖2-6繼電器正面圖2.8本章小結(jié)本章著重介紹了模型的制作過(guò)程及其各部分的選型及其選材。著重從以下幾方面著手對(duì)我們的冷卻塔模型進(jìn)行考慮：（1）在綜合比較閉式逆流塔與開(kāi)式橫流塔等一系列問(wèn)題下，結(jié)合我們自己的現(xiàn)狀，由于考慮到開(kāi)式橫流塔的能耗少，制作簡(jiǎn)單且性價(jià)比較高等一系列的優(yōu)點(diǎn)下我們選擇了開(kāi)式橫流塔（2）在配水方面的設(shè)計(jì)時(shí)，由于考慮到只安裝管道的配水方案時(shí)管路末端會(huì)出現(xiàn)斷流的現(xiàn)象，我們又加了單流槽的設(shè)計(jì)方案，并且在上面加上切換閥門(mén)，在模型的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能明顯的對(duì)比看出傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)與我們?cè)O(shè)計(jì)的差別所在。（3）在配水中我們沒(méi)有采用噴頭，而是采用了小孔代替噴頭，又節(jié)約了一部分的經(jīng)費(fèi)（4）在風(fēng)機(jī)的選型中沒(méi)有用工業(yè)中的大型風(fēng)機(jī)，而是選擇了類(lèi)似電腦主機(jī)風(fēng)扇的小型風(fēng)機(jī)進(jìn)行配合，這樣即節(jié)約成本，也使得模型更加的輕巧。（5）模型的效果圖如下：圖2-7模型三維效果圖圖2-8塔體尺寸圖3控制回路的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思路：1）本次實(shí)驗(yàn)裝置在控制，熱力等方面的設(shè)計(jì)理念是自動(dòng)化、智能化；在傳感器及控制器等器件的選型上充分考慮PLC所能接收的信號(hào)及它發(fā)出的信號(hào)控制執(zhí)行器的動(dòng)作2）4個(gè)溫度傳感器分別測(cè)量進(jìn)水溫度、出水溫度、濕球溫度、干球溫度將所測(cè)得的信息直接傳送到PLC模塊上，由PLC識(shí)別信號(hào)3）選擇模型的電源、繼電器、控制器、電力調(diào)整器、流量計(jì)和水泵等設(shè)備都需考慮能否相互配合，相互適用3.1進(jìn)水溫度控制方案的設(shè)計(jì)3.1.1方案一：利用恒溫混水閥又名恒溫閥/恒溫控制閥1）DN-15主要技術(shù)參數(shù)：工作壓力：0.03-1MPa理想工作壓力：0.1-0.5MPa冷水溫度：5-29℃熱水溫度：50-80℃最高熱水溫度：＜95℃調(diào)溫范圍：35-45℃溫控精度：±2℃出水口流量：1m3/h(壓差0.1MPa)通徑：DN15（螺紋連接）2）工作原理在恒溫混水閥的混合出口處，裝有一個(gè)熱敏元件，利用感溫元件的特性推動(dòng)閥體內(nèi)閥芯移動(dòng)，封堵或者開(kāi)戶冷熱水的進(jìn)水口。在封堵冷水的同時(shí)開(kāi)啟熱水，當(dāng)溫度調(diào)節(jié)旋紐設(shè)定某一溫度后，不論冷、熱水進(jìn)水溫度、壓力如何變化，進(jìn)入出水口的冷熱水比例也隨之變化，從而使出水溫度始終保持恒定，調(diào)溫旋紐可在產(chǎn)品規(guī)定溫度范圍內(nèi)任意設(shè)定，恒溫混水閥將自動(dòng)維持出水溫度。3）特點(diǎn)可以根據(jù)需要自行調(diào)節(jié)冷熱水混水溫度，所需溫度可以訊速達(dá)到并且穩(wěn)定下來(lái)，保證出水溫度恒定，且不受水溫、流量、水壓變化的影響。4）使用安裝、調(diào)節(jié)及注意事項(xiàng)（1）紅色標(biāo)記的是熱水進(jìn)口。藍(lán)色標(biāo)記的是冷水進(jìn)口。（2）設(shè)定溫度后，如時(shí)水溫度或壓力有變化，出水溫度變化值在±2℃。（3）如果冷熱水壓力不一致，應(yīng)在進(jìn)水口加裝單向止回閥防止冷、熱水互串。（4）如果冷、熱水壓差比值超過(guò)8：1應(yīng)在壓力大的一側(cè)加裝限流減壓閥以保證混合水閥能正常調(diào)節(jié)。（5）在選用及安裝時(shí)請(qǐng)注意公稱(chēng)壓力、混水溫度范圍等要求是否與產(chǎn)品參數(shù)相符。本產(chǎn)品是我公司研發(fā)的專(zhuān)利產(chǎn)品，為方便太陽(yáng)能熱水器用戶使用，同時(shí)開(kāi)發(fā)了配套的止回上水閥和限流減壓閥，為防止熱水器結(jié)水垢，還研制出與之配套的高磁除垢器。（6）調(diào)試溫度時(shí)應(yīng)把出水流量開(kāi)到最大。（7）調(diào)節(jié)鈕正旋方向是降溫、逆旋方向是升溫，初次調(diào)節(jié)請(qǐng)注意從低溫方向往高溫方向調(diào)節(jié)，以防燙傷。（8）調(diào)節(jié)鈕低溫方向聽(tīng)盡頭是關(guān)閉熱水，高溫方向的盡頭是關(guān)閉冷水，如果熱水溫度不高，可以關(guān)閉冷水只用熱水洗浴，但使用過(guò)后應(yīng)注意高回低溫區(qū)域，以免下次使用時(shí)發(fā)生燙傷。（9）如果冷、熱水進(jìn)水壓力不一致，且沒(méi)有安裝單向止流閥，請(qǐng)注意每次使用后，將調(diào)溫鈕調(diào)到低溫方向盡頭，即關(guān)閉熱水狀態(tài)，最大程度防止冷熱水互串。6.缺點(diǎn)：混合閥的精度達(dá)不到要求，混水溫度的控制不太準(zhǔn)確。3.1.2方案二：利用閥門(mén)+遠(yuǎn)程控制閥頭1）簡(jiǎn)介表3-1閥門(mén)尺寸規(guī)格四分品牌嘉科米尼型號(hào)R390產(chǎn)品名三通恒溫閥適用范圍暖氣，散熱器連接形式螺紋介質(zhì)溫度100（℃）材質(zhì)黃銅2）原理利用三通閥來(lái)完成混水的溫度設(shè)定，利用遠(yuǎn)程控制閥頭實(shí)現(xiàn)溫度的遠(yuǎn)程設(shè)置，通過(guò)給他一個(gè)4~20mA的電流信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。3）特點(diǎn)（1）遠(yuǎn)程控制無(wú)需電力（2）長(zhǎng)壽命大推力（3）卡口快裝式（4）可與嘉科米尼多款閥門(mén)直接配套（5）適合遠(yuǎn)程控制4）圖片圖3-1閥帽圖3-2閥體5）缺點(diǎn)閥門(mén)加閥頭造價(jià)太高，而且是國(guó)外產(chǎn)品，技術(shù)不好控制，精度也不太高只有0.5℃，信價(jià)比不高。3.1.3方案三：利用電加熱棒+混合閥1）簡(jiǎn)介本輔助電加熱器經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，采用美國(guó)進(jìn)口的優(yōu)質(zhì)英格萊800材質(zhì)電加熱管表面經(jīng)特氟龍涂層處理制造而成，具有很高的抗腐蝕性。并配有進(jìn)口雙重保護(hù)的優(yōu)質(zhì)溫控器。是專(zhuān)為太陽(yáng)能配套的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。是太陽(yáng)能光電互補(bǔ)系統(tǒng)的主要部件。實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能熱水器陰雨雪天都能達(dá)到所需水溫的功能。2）原理利用電加熱棒加熱混水使其達(dá)到相應(yīng)的溫度，從而控制在可靠的范圍內(nèi)。3）特點(diǎn)（1）先進(jìn)材料：采用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)英格萊電加熱管經(jīng)氮化處理制造而成。（2）防干燒：設(shè)計(jì)余量大，耐干燒；帶限溫裝置，達(dá)一定溫度可自動(dòng)斷電。（3）自動(dòng)調(diào)節(jié)水溫：可配置溫控儀，可根據(jù)自已需求設(shè)定溫度，當(dāng)水箱溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，電加熱器自動(dòng)斷電。4）圖片：圖3-3電加熱棒5）缺點(diǎn)：精度不夠，混水的溫度不好控制。3.1.4方案四：電力調(diào)整器+加熱器1）簡(jiǎn)介通過(guò)電力調(diào)整器的輸入信號(hào)的大小來(lái)改變功率，從而能改變加熱器中水的溫度。2）特點(diǎn)輸入信號(hào)為4-20mA；可用PLC進(jìn)行自動(dòng)控制；也可手動(dòng)控制，也可兩個(gè)同時(shí)控制不用切換；功率調(diào)節(jié)線性化；限流保護(hù)功能。3）圖片圖3-4電力調(diào)整器與加熱器3.1.5小結(jié)在綜合上述四個(gè)混水方案的設(shè)計(jì)中前三個(gè)方案都有各自的缺點(diǎn)，在對(duì)前三個(gè)方案進(jìn)行對(duì)比琢磨下，我們提出了第四個(gè)方案，這個(gè)方案不僅能很好的控制混水的溫度，而且可以根據(jù)需要的混水的溫度來(lái)調(diào)節(jié)功率調(diào)節(jié)加熱器的功率，使其更加的符合我們?cè)O(shè)計(jì)的終極目的——節(jié)能。3.2進(jìn)出水溫度的測(cè)量1）選型要求：本次實(shí)驗(yàn)裝置的所需測(cè)的溫度為干、濕球溫度和冷卻塔的進(jìn)出水溫度，測(cè)量范圍在0~100℃內(nèi)；由于冷卻塔進(jìn)出水溫度需在管道內(nèi)測(cè)量，所以溫度傳感器必須要小巧。采用：Pt100溫度傳感器2）產(chǎn)品概述產(chǎn)品名稱(chēng)：Pt100溫度傳感器溫度系數(shù)：TCR=3850ppm/K溫度范圍：A級(jí)：-50℃~300℃尺寸：2.3mm*2.1*0.9mm(長(zhǎng)*寬*高)線長(zhǎng)10mm抗振動(dòng)等級(jí)：10-2000Hz絕緣電阻：>100MΩ，20℃時(shí)>2MΩ，500℃時(shí)響應(yīng)時(shí)間：水0.4m/st0.5=0.05st0.9=0.15s空氣2m/st0.5=3.0st0.9=10.0s測(cè)量電流：PT1000.3-最大1.0Ma3）圖片圖3-5Pt100溫度傳感器將測(cè)量得到的信號(hào)直接傳送至PLC的模塊中，直接轉(zhuǎn)換成PLC可讀信號(hào)，傳送給PLC。3.3流量的測(cè)量和控制3.3.1水泵的選型1）選型要求：本次模型的設(shè)計(jì)的主要理念就是小巧便捷，所以在體積大小上對(duì)水泵的要求比較高，根據(jù)之前的預(yù)估，水泵的大小需在150*100*70（長(zhǎng)*寬*高、單位：mm）范圍內(nèi)；考慮到這次所選用的介質(zhì)管道是PU管，內(nèi)徑為8mm，加之，冷卻塔塔體和水泵之間的高度差估計(jì)約為600mm左右，所選用泵的揚(yáng)程需要大于1M，約1.5M左右；由于介質(zhì)的流速也是需要可調(diào)的，同時(shí)為了結(jié)合PLC所輸送的信號(hào)，所選的泵最好是由4~20mA電流信號(hào)或者0~10V電壓信號(hào)來(lái)控制速度；流速方面，根據(jù)所選的PU管的內(nèi)徑8mm，預(yù)估常用的所需流量為4.71L/min，考慮到實(shí)驗(yàn)所需，故在泵的最大流速上定位7L/min左右；由于之前所選擇的電源大小為24V，所以泵的電源是24V為最佳。綜合所需選型要求，我們找到以下型號(hào)水泵比較符合要求。2）所選水泵型號(hào)及特點(diǎn)型號(hào)：DC40A-1220生產(chǎn)廠家：深圳中科世紀(jì)科技有限公司特點(diǎn)：（1）無(wú)刷直流，永磁磁鐵驅(qū)動(dòng)，免維護(hù)，長(zhǎng)壽命（2）體積小，效率高，功率低，噪音小（3）定子及電路板部分采用環(huán)氧樹(shù)脂灌封，完全防水（4）速度可由PWM、模擬信號(hào)（0~5V）或電位器調(diào)節(jié)3）參數(shù)規(guī)格：表3-2DC40A-1220水泵的參數(shù)規(guī)格序號(hào)類(lèi)別規(guī)格1尺寸及重量83*63*48；250g2水泵進(jìn)水口直徑13.8mm3水泵出水口直徑13.3mm4驅(qū)動(dòng)方式無(wú)刷，磁力隔離。兩相直流或三相直流5水泵殼體材料PA66+30%GF(可更換)續(xù)表3-2序號(hào)類(lèi)別規(guī)格6使用方式可連續(xù)使用7適用介質(zhì)水、油以及其他酸堿溶液8最大工作溫度60℃或100℃9功耗6.36W10額定電壓12Vdc或24Vdc11使用電壓12Vdc12最大負(fù)載電流0.53A13最大流量7.5L/MIN14最大靜態(tài)揚(yáng)程1.5m15噪音<35dB16防水等級(jí)IP6817壽命大于30000H18供電方式太陽(yáng)能板，蓄電池，適配器，電源模塊4.圖片圖3-6水泵DC40A-1220圖3-7水泵尺寸圖及安裝支架尺寸圖3.3.2流量計(jì)的選型1）選型要求：根據(jù)這次實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)要求，對(duì)流量計(jì)的選擇上，首先就是需要小巧、便捷，安裝方便的流量計(jì)。本實(shí)驗(yàn)裝置的流量也是需要控制的參數(shù)之一，所以對(duì)流量大小也有嚴(yán)格要求，經(jīng)估算本實(shí)驗(yàn)裝置在一般工況下，正常流速一般都在4.71L/min左右，而流量大小也是變化的，所以在流量計(jì)的選型上流量范圍在3~20L/min。因?yàn)檫@次的實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)方向是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化，故對(duì)于流量計(jì)的信號(hào)輸出也有一定要求，要選用PLC可以識(shí)別的信號(hào)如4~20mA電流信號(hào)或是0~10V電壓信號(hào)。所要選的流量計(jì)所測(cè)量的介質(zhì)是0~100℃的水，介質(zhì)所選用的是內(nèi)徑8mm的PU管，所以所選流量計(jì)的管道口徑為8mm左右，可以通過(guò)接頭來(lái)連接。經(jīng)過(guò)上網(wǎng)與賣(mài)家聯(lián)系和溝通，我找到以下這款型號(hào)，相對(duì)符合本次實(shí)驗(yàn)裝置的基本要求。2）所選型號(hào)及特點(diǎn)型號(hào)：LWGB-DN10渦輪流量計(jì)生產(chǎn)廠家：鄭州環(huán)瑞儀表有限公司特點(diǎn)：（1）壓力損失小，葉輪具有防腐功能（2）具有較高的抗電磁干擾和抗震動(dòng)能力、性能可靠工作壽命長(zhǎng)（3）采用先進(jìn)的超低功耗單片微機(jī)技術(shù)，整機(jī)功能強(qiáng)，功耗低，性能優(yōu)越，具有非線性精度補(bǔ)償功能的智能顯示器；修正公式精度優(yōu)于±0.02%3）主要技術(shù)參數(shù)：流量計(jì)規(guī)格：LWGB（1）環(huán)境溫度：-20℃-50℃（2）相對(duì)濕度：5%-95%（3）被測(cè)介質(zhì)溫度：-20℃-120℃（4）工作壓力：6.3MPa（5）輸出功能：4-20mA兩線制電流輸出（6）供電電源：LWGBDC24V（7）流量范圍：3.3~20L/min（8）公稱(chēng)通徑DN：10（9）尺寸：450*165mm4）儀表結(jié)構(gòu)及安裝方式：（1）儀表安裝采用螺紋連接（2）安裝時(shí)液體流動(dòng)方向應(yīng)與傳感器外殼上指示流向的箭頭方向一致，且上游直管段應(yīng)≥20DN，下游直管段應(yīng)≥5DN。（3）傳感器應(yīng)遠(yuǎn)離外界磁場(chǎng)，如不能避免，應(yīng)采取必要的措施。（4）為了檢修時(shí)不至影響液體的正常輸送，應(yīng)在傳感器兩端的直管段外安裝旁通管道。4）圖片圖3-8流量計(jì)實(shí)物圖3.3.3連接根據(jù)所選水泵和加熱器及流量計(jì)的口徑尺寸，我選擇了一些連接件來(lái)連接它們。由于所選擇的水泵的進(jìn)出口是一個(gè)14mm的寶塔型的管口，流量計(jì)是一個(gè)通徑DN10的外螺紋式的連接口，兩者之間的連接，在水泵出口上先安上一小段的皮管，然后選用寶塔嘴進(jìn)行兩者連接，水泵的進(jìn)口連接的是PU管，由于很難選擇快速接口與寶塔嘴的尺寸，所以選擇了兩個(gè)螺紋吻合的快速自動(dòng)接頭和寶塔嘴來(lái)接通兩者。這次的加熱器是定制的，所以廠家也直接定制我們的接頭，需要一個(gè)通徑為DN10內(nèi)螺紋接頭與流量計(jì)連接，外徑為12mm的快速自動(dòng)接頭連接PU管。圖3-9接頭連接圖3.4溫控儀的選型1）選型要求：PID調(diào)節(jié)、輸入輸出為4~20mA電流信號(hào)、體積小巧2）所選型號(hào)及特點(diǎn)型號(hào)：XMTA-2000生產(chǎn)廠家：上海奧儀電器有限公司特點(diǎn)：（1）熱電偶、熱電阻輸入及量程范圍均可自由設(shè)置（2）軟件調(diào)零滿度，冷端單獨(dú)測(cè)溫，放大器自穩(wěn)零，顯示精度可優(yōu)于0.2%FS（3）模糊理論結(jié)合傳統(tǒng)PID方法，控制快速平衡（4）先進(jìn)的PID參數(shù)自整定方法，整定時(shí)間較一般儀表縮短1/3以上時(shí)間（5）主控制輸出可選：繼電器觸點(diǎn)、SSR驅(qū)動(dòng)電平、4~20mA電流、移相觸發(fā)脈沖、過(guò)零觸發(fā)脈沖（6）報(bào)警輸出：二路可定義的報(bào)警觸點(diǎn)輸出3）技術(shù)參數(shù)（1）輸入規(guī)格：熱電偶：K、J、E、S、N、T、B、R、WRe；熱電阻：Pt100、Cu50；（2）測(cè)量范圍：K（-50—1350℃）、S（-50—1750℃）、T（-200—400℃）、E（-50—1000℃）、Pt100（-200—500℃）、Cu50（-50—150℃）等（3）調(diào)節(jié)方式：智能PID調(diào)節(jié)，依據(jù)不同的P、I、D參數(shù)可組成P（P=0即為位式）、PI、PD、PID調(diào)節(jié)；主控可為繼電器觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)輸出、觸發(fā)固態(tài)繼電器的邏輯電平、移相觸發(fā)脈沖，過(guò)零觸發(fā)脈沖及4~20mA模擬量輸出或其他模擬量輸出，可根據(jù)要求定制（4）報(bào)警功能：上限、下限、偏差值、絕對(duì)值（報(bào)警輸出及主輸出繼電器觸點(diǎn)最大容量為AC250V/2A）（5）電源：220AC±10%50/60Hz；電源消耗：≤3W；（6）工作環(huán)境：溫度-10-50℃、濕度≤85%RH無(wú)腐蝕場(chǎng)合4）圖片圖3-11面板說(shuō)明圖3-12溫控儀實(shí)物圖3.5控制方案的設(shè)計(jì)冷卻水系統(tǒng)一般有4種控制方式：早期的繼電器控制系統(tǒng)、直接數(shù)字式控制器DDC和可編程程序控制器(PLC)控制系統(tǒng)、單片機(jī)系統(tǒng)。在大學(xué)四年里我們主要接觸了單片機(jī)系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)以其運(yùn)行可靠，使用與維護(hù)都很方便，抗干擾能力強(qiáng)，模塊集中而得到廣泛應(yīng)用，在PLC控制系統(tǒng)中我們主要應(yīng)用：AI、AO、DI、DO等模塊分別用來(lái)控制風(fēng)機(jī)的啟停，控制介質(zhì)的流速，以及4-20mA信號(hào)的輸出。PLC運(yùn)行流程圖如圖。整個(gè)控制系統(tǒng)以PLC為核心，通過(guò)溫度傳感器分別傳送回來(lái)的4組溫度信號(hào)，分別為進(jìn)水溫度、出水溫度、干球溫度、濕球溫度；主要觀察進(jìn)水溫度與出水溫度的溫差，一般工況下冷卻水系統(tǒng)的進(jìn)水溫度為37℃，出水溫度為32℃。在保證介質(zhì)流量為4.71L/min的常規(guī)工作流速下，加熱器的功率保持不變，令出水溫度加熱到所需工況下的溫度如37℃。通過(guò)打開(kāi)風(fēng)扇數(shù)量和順序，來(lái)觀察冷卻效果，找出該工況下最佳的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)也可以通過(guò)對(duì)介質(zhì)流速的微調(diào)來(lái)來(lái)提高冷卻效果。通過(guò)溫度和流量大小的數(shù)據(jù)采集，經(jīng)過(guò)PLC程序的判斷來(lái)決定風(fēng)機(jī)的啟停數(shù)目，啟停順序和介質(zhì)流速的改變。圖3-13簡(jiǎn)單控制策略3.6控制箱箱體控制設(shè)備及電氣設(shè)備的布置圖由上文的電氣設(shè)備選型和控制回路中一些控制設(shè)備的選型可以知道，這些設(shè)備的大小尺寸，而且在整個(gè)箱體的大小設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們也為這些設(shè)備預(yù)留了足夠的位置。如圖所示圖3-14控制箱體平面布置圖圖3-15控制箱體三維模型圖3-16控制箱體及電氣設(shè)備三維圖4冷卻水系統(tǒng)模型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)4.1實(shí)驗(yàn)一變工況性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)由公式4-1可知在控制的過(guò)程中主要是控制的水的流量和溫度著兩個(gè)變量，其他數(shù)值在加熱器功率一定的情況下，都可以認(rèn)為是一個(gè)定值[19]。，（4-1）C=4200J/(kg·℃）在中央空調(diào)系統(tǒng)中，水泵和風(fēng)機(jī)流量Q、壓力P、轉(zhuǎn)速n和功率N滿足如下關(guān)系：流量Q與轉(zhuǎn)速n成正比的關(guān)系;Q=a*n（4-2）壓力P與轉(zhuǎn)速n2成正比的關(guān)系;P=b*n2（4-3）功率N與轉(zhuǎn)速n3成正比的關(guān)系：N=g*n3（4-4）表4-1冷卻塔參數(shù)與電機(jī)的參數(shù)關(guān)系表冷量2.52.52.52.52.52.5溫差℃2.52.753.133.584.185.0水流量Q1.00.90.80.70.60.5泵轉(zhuǎn)速n1.00.90.80.70.60.5水壓力P1.00.810.640.490.360.25電機(jī)軸功率N1.00.730.510.340.220.13節(jié)電率00.270.490.660.780.87由公式5-5知，流量Q與轉(zhuǎn)速成正比，由表知轉(zhuǎn)速n又與電機(jī)的功率與節(jié)電率成正比。因此在設(shè)計(jì)時(shí)為了節(jié)能我們只能設(shè)計(jì)成小流量與大溫差，但是擴(kuò)大溫差、降低流量不能任意進(jìn)行，是受約束的。GB50019—2003的推薦值是：冷水供回水溫差一般為5℃，熱水供回水溫差一般為了10℃。4.1.1流量一定，改變溫度表4-2定流量改變溫度關(guān)系表流量（t/h）tintouttt冷負(fù)荷冷卻設(shè)備數(shù)量風(fēng)機(jī)啟動(dòng)最大數(shù)量風(fēng)機(jī)啟動(dòng)順序當(dāng)流量一定時(shí)，根據(jù)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)的數(shù)量及順序來(lái)測(cè)定出口的溫度，n、s與出口溫度的關(guān)系，就是Q與出口溫度之間的關(guān)系，從而將數(shù)字量與模擬量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)換成了模擬量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系、從而省略掉了D/A轉(zhuǎn)換的繁瑣步驟，然后根據(jù)公式4-1可得出Q與tout之間關(guān)系，然后選擇被控過(guò)程處于開(kāi)環(huán)、穩(wěn)態(tài)時(shí)，將選定的輸入量電加熱器功率做一階躍變化，測(cè)試記錄輸出量的變化數(shù)據(jù)，所得到的記錄曲線就是被控過(guò)程的階躍響應(yīng)曲線：圖4-1Q與tout的關(guān)系圖由于該過(guò)程是一個(gè)延遲比較大的過(guò)程因此，在模型的選擇時(shí)我選擇了一個(gè)延遲時(shí)間Tao,由于回水溫度不可能無(wú)限度的低，它和濕球溫度間有一個(gè)關(guān)系，當(dāng)他們之差小于2.8℃時(shí)，無(wú)論風(fēng)機(jī)的開(kāi)啟數(shù)量怎么變化，回水溫度也將不在變化，因此在選型時(shí)我選擇了一個(gè)一階的慣性環(huán)節(jié)，綜上所述模型選用如下：參數(shù)的求解：通過(guò)調(diào)節(jié)功率調(diào)節(jié)器，給其一個(gè)階躍信號(hào)30%-40%變化時(shí)的，通過(guò)圖獲得曲線得出tout的穩(wěn)態(tài)值，，，，根據(jù)曲線和數(shù)據(jù)，可以近似得出：Q1、Q2、Q1/Q2，當(dāng)比值小于0.32時(shí)，為一階慣性環(huán)節(jié)，當(dāng)0.32<Q1/Q2<0.46時(shí)，為二階慣性環(huán)節(jié)，n=2，當(dāng)0.46<Q1/Q2，查表即可得出n的值，然后根據(jù)下面公式算得T的值。4.1.2溫度一定，改變流量表4-3定溫差時(shí)的流量變化tintouttt流量（t/h）冷負(fù)荷冷卻設(shè)備數(shù)量風(fēng)機(jī)啟動(dòng)最大數(shù)量風(fēng)機(jī)啟動(dòng)順序由公式4-1知，當(dāng)溫度一定時(shí)，流量與Q成線性關(guān)系。4.1.3流量溫度同時(shí)改變表4-4流量溫度同時(shí)改變表tintouttt流量（t/h）冷負(fù)荷冷卻設(shè)備數(shù)量風(fēng)機(jī)啟動(dòng)最大數(shù)量風(fēng)機(jī)啟動(dòng)順序由于溫度流量同時(shí)改變，由于此時(shí)改變兩個(gè)量，要求系統(tǒng)反應(yīng)更加的準(zhǔn)確靈敏，因此在設(shè)計(jì)時(shí)加了一個(gè)前饋控制器，前饋信號(hào)為進(jìn)口溫度，當(dāng)進(jìn)口溫度改變時(shí)根據(jù)公式4-1可以得出此時(shí)的Q,然后根據(jù)單塔及塔組實(shí)驗(yàn)得出的Q與風(fēng)機(jī)的開(kāi)啟順序與數(shù)量的函數(shù)關(guān)系式及其圖像，便可快速的得出此時(shí)應(yīng)該開(kāi)幾臺(tái)風(fēng)機(jī)與風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)順序，單閉環(huán)控制加前饋控制系統(tǒng)系統(tǒng)框圖如下所示：圖4-2前饋控制圖