舰船温湿度调节系统的优化设计及控制

舰船温湿度调节系统的优化设计及控制

余锋[1]2003年在《舰船温湿度调节系统的优化设计及控制》文中研究说明本论文的研究工作来源于为海军提供除湿制冷设备的工程项目。对海军来说,由于海上湿度很大,加上夏天的高温天气,即在高温、高湿的环境下,给设备及舰艇工作人员带来诸多的危害。所以,海军对于可进行除湿、降温的温湿度调节系统的需求极为迫切。本研究即是围绕此需求而展开的。 首先,对除湿和制冷的诸多机理展开研究,探索具有环保、节能的除湿和制冷方法——干式固定床型除湿方案和太阳能固体吸附式制冷方案:用干式固定床型除湿代替目前常用的转轮式除湿,这已成功地投入我们的工程实施,运行高效;用太阳能固体吸附式制冷代替目前常用的蒸汽压缩机制冷。然后在此基础上,对除湿和制冷进行集成,组成一个完整的除湿制冷系统——太阳能开式循环除湿制冷系统,希望以此代替目前我们在工程中由干式固定床型除湿和蒸汽压缩式制冷所组成的集成系统。该系统保持了既有的功能,既可以单独进行除湿供干风或制冷供冷风运行,还可以进行除湿和制冷的协作供干冷风运行;并且整个系统的主要能耗来自太阳能,使其环保、节能。 其次,着重对在恶劣工作环境下,除湿制冷系统的控制系统进行设计,工程中选用了以可编程控制器为核心的控制系统。实际应用证明,该设计系统是一个简单实用、高效可行、可靠稳定的工程自动化测控系统,具有很强的推广应用价值。 本课题的研究,结合了实际工程项目的成功实施,在尽可能的情况下,为实际工程项目的进一步优化实施提供理论指导;并且对于开发新的环保、节能空调也有非常大的推广意义,相信本除湿制冷系统会有良好的应用前景。

李雪亭, 崔忠善, 姚祺峰[2]2009年在《舰船厨房温湿度调节系统设计优化》文中提出文章针对潜艇厨房温湿度调节系统存在的静电空气过滤器无法正常工作、送风口喷雾、吹冷风等主要问题,打破传统设计理念,采用除湿预处理和回风混合再热处理相结合的方式对厨房温湿度调节系统进行了设计优化,达到了预期效果。

厉盼盼[3]2013年在《大温差变风量送风技术在舰船空调系统上的应用研究》文中提出近些年,国际海事组织不断推出了新规范和新标准,中国的船舶行业要适当地符合国际造船新标准,所以我们要在技术方面大量选用节能环保的动力系统和能够降低舰船重量的设备,还要从生活和操作方面改善船用生活和工作环境,于是本文提出了的关于舰船空调节能和舱室环境舒适性的综合性课题研究。本文以节能和热舒适性为研究目标,通过对空调系统设计参数的优化、末端装置的选用、气流组织的改进、和温湿独立控制技术的应用研究为线索,提出了大温差变风量送风和温湿独立处理辅助技术(转轮除湿技术)相结合的复合型空调系统。在系统可行性研究方面,将该系统与目前的传统定量空调系统进行对比分析,得出了该复合型空调系统降低了系统能耗,提高了空调降温除湿的调节和控制能力,而且由于减少空调送风系统送风量和制冷系统的送水量,进而设备及管道的大小也随之减小了而且还降低了空调风机噪声。所以,该空调系统不仅能在舰船中应用,而且该系统技术满足了新的标准和规范要求。在舱室热舒适性研究方面,运用CFD软件仿真模拟了舱室在不同送风温差下温度场和速度场的流场分布情况,同时模拟了舱室在不同送风温差不同风量下的流场分布,并对不同工况进行了分析对比。结果表明,当送风量为100%送风时,15℃露点送风的舱室舒适性最好,而5℃、7℃大温差低温送风的舱室舒适性因送风温度过低、风速过大,使舱室有冷风下垂和较强的吹风感。当送风量为70%送风时,7℃露点送风的舱室舒适性最好。当送风量为50%送风时,5℃露点送风的舱室舒适性最好,由于送风速度较小,不会造成人员吹风感。因此,适当条件的大温差送风技术在舰船空调系统能达到满意的效果。

李光, 陈志雍, 周佳宇, 徐锡林[4]2006年在《中小型水面舰船空调系统设计研究》文中提出阐述水面舰船空调系统的功能和基本形式,介绍核生化防护对空调系统的设计要求和当前舰船空调系统设计中存在的一些问题。通过对中小型水面舰船空调系统设计特点的分析,提出空调系统设计的新概念对空调设备的要求。

徐雷[5]2015年在《救生舱环境控制系统的设计优化与实验研究》文中提出环境控制系统设计是矿下紧急避险系统与生命保障研究的关键技术,是救生舱、避难硐室等设施中的重要组成部分。无源设计与制冷净化一体化设计是提高环境控制系统适用性与稳定性的重点。目前救生舱环境控制系统的设计制造缺乏系统的理论体系,存在二氧化碳净化效率低、制冷系统冰堵故障频发等问题,本文从理论计算、数值仿真与实验验证等方面对救生舱内气体净化与正压控制、温湿度控制进行关键技术研究与优化设计,并通过数值仿真对救生舱空气场分布特性进行分析,针对人体舒适度对救生舱内环境进行评价。对救生舱环境控制系统,论文首次形成理论与实验相结合的综合设计优化体系,完成从理论计算、单项实验到多参数实验验证的综合设计评价流程。本文主要研究内容如下:(1)救生舱污染性气体、温湿度负荷分类与计算对救生舱在灾变环境下的污染气体负荷、热湿负荷进行了理论分析与计算。通过实验研究方法对人体产生的一氧化碳与二氧化碳进行代谢速率计算,并分析电化学传感器在测定一氧化碳浓度时受氨气、硫化氢的影响。与此同时,将温湿度负荷分为人体代谢负荷、化学冷负荷与结构冷负荷,根据温湿度负荷动态变化规律,首次提出“最小设计冷负荷”与“长时稳态最大冷负荷”设计标准,通过合理分配主观人体冷负荷与客观环境冷负荷,提高系统运行稳定性与设计安全裕度。污染气体与温湿度的负荷计算为救生舱环境控制系统参数设计提供了边界条件。(2)净化系统试验研究与优化设计救生舱内一氧化碳净化属于常温低浓度净化,低温催化剂的选型与救生舱环境下的性能试验尤为重要。基于R-90、MXY-II与纳米金叁种不同一氧化碳催化剂的实验性能研究,计算各催化剂在不同入口浓度下的净化速率,对低浓度的催化稳定性进行了对比分析。二氧化碳净化方面,通过对钠石灰的吸收性能实验,分析了药剂在平铺、悬挂两种不同方式下的净化速率,在此基础上,本文提出了一种全新的药剂使用方式,将平铺与悬挂相结合,在满足快速去除速率设计要求下,进一步提高了药剂的使用效率。为保证救生舱不受外界有毒有害气体侵入,针对目前救生舱领域中使用的泄压阀普遍存在的气密性差的问题,自主设计了一种高密封性能的液封式微压差自动泄压阀,并对泄压阀进行了理论泄压能力计算。根据对救生舱的气密性实验,计算救生舱的漏气速率,并提出了舱内正压补气的设计标准,首次建立了一种适用于矿用救生舱的正压补气制度,为救生舱正压控制系统设计与正压补气控制操作进行理论指导,更好的保障净化系统的工作稳定性。(3)开放式二氧化碳制冷系统设计与优化开放式二氧化碳制冷的制冷量损失是制冷系统设计优化的重要研究内容,主要包括:(1)气瓶与储存环境之间热交换产生的漏热损失;(2)气瓶内无法充分利用的剩余气体产生的利用率损失。本文建立了开放式二氧化碳系统理论计算模型,研究了第一类及第二类制冷量损失随二氧化碳所处环境温度对应临界状态的变化关系,计算了制冷系统的两类制冷量损失,二氧化碳制冷剂储存环境温度越高,制冷量损失越大,由于制冷剂无法充分利用,第二类冷量损失是系统冷量损失的主要部分。开放式制冷系统流阻分配直接影响系统的制冷性能与系统运行稳定性,通过换热器的铜管长度与结霜长度的计算研究,将单级节流系统优化为双级节流系统,并在此基础上使用分布参数模型研究管径、流量与环境温湿度对系统制冷性能的影响,在救生舱制冷系统研究工作中首次从理论上分析开式二氧化碳制冷冰堵故障的产生机理,并建立了制冷系统环境适应性运行包线,为制冷系统的调节与操作提供理论指导,保证系统的稳定高效运行。(4)救生舱舒适性综合分析救生舱的仿真模型建立是分析舱内流场的重要手段。建立某型12人救生舱仿真模型,对舱内的空气流动、温湿度分布与气体浓度分布等进行分析,并计算舱内关键截面的分布均匀性指标ADPI、热舒适性指标PMV-PPD与空气污染品质指标PAV-PDA。在此基础上,使用基于熵权的灰色关联分析方法对各评价指标进行权重计算,获得救生舱内空气环境的综合舒适性评价方法。(5)救生舱环境控制系统综合实验研究自主研发制冷净化一体机产品,进行了48小时稳定性验证实验与119小时真人综合性能实验。实验中,通过对“流阻上游转移”等现象的分析,进一步优化一体机的运行与调节方法,为系统无霜无冰堵与稳定持续运行提供实验基础。真人综合实验中,舱内环境温湿度、气体浓度与正压均控制在设计范围内,顺利通过检验中心与安标中心的产品认证,制冷净化一体机设备与环境控制方法被运用在多家救生舱产品与矿井避难硐室建设中。

张胜[6]2015年在《绿色能源无人艇主要功能系统开发及艇型优化设计分析》文中指出随着环境污染日益严重,很多国家注意到了绿色能源在船舶方面应用的巨大潜力并相继展开太阳能船舶的研究。将太阳能技术使用到无人艇应用中,在国内外尚未见报道。智能控制系统在无人艇上的使用处于发展期,传统的控制技术只能处理简单的任务,不能够满足复杂的需求。且其兼容性差,满足不了传感器的发展需求。近年来,以嵌入式控制方式为主的智能化产品广泛使用,并在各行业内取得非常优秀的成绩,因此本文提供一整套用于无人艇的嵌入式智能控制系统设计,包括:CPU选型、传感器开发、算法设计和通信协议制定等。以模型试验为辅,对开发出来的两套现代智能控制系统反复进行试验测试,并在此基础上开发出具有实际实用意义的功能,并对系统进行综合的测试。主要研究工作及分析如下:一、完成一套150W的太阳能供电系统,并能够针对不同的需求实现不同的能源输出方案;完成一套独立风帆推进系统及其控制设备系统,并能够实现推进;二、改编完成一套兼顾到太阳能方案设计的双体船优化程序,并针对本文的中所需要的一些参数进行优化,得到对太阳能双体船综合性能影响较大的船型参数;叁、独立设计制作了一艘双体无人艇,并针对该无人艇进行了大量的验证性试验。同时针对无人艇的试验需求,制定了一种普适的无人艇综合性能验证试验方案,为无人艇的试验提供较为全面、可靠的方案;四、开发了一套基于51单片机的无人艇智能控制系统,并在试验中验证了该套系统的可靠性;成功的完成了一艘水面无人消防艇(中间试验艇)、一艘水面光电指引航行无人艇(中间试验艇),并能够实现若干其他功能;五、开发了一套基于STM32嵌入式现代智控系统,并在本文涉及的无人艇进行了试验,试验中使用到模糊控制等算法;同时为了无人艇开发了近30种不同功能的模块,保证了无人艇的强大功能,并针对每个模块之间的不同需求,完成了所有模块之间的融合,形成一个有机整体;六、无人艇通信技术方面引入物联网通信理念,并根据自身的试验心得和其他行业的通信协议等知识制定了一套宽泛的无人艇的通信协议,该协议具备非常好的可扩展性,同时根据不同无人艇的需求预留了相应的扩展空间,能够为无人艇协同作业提供技术支撑。

佚名[7]2011年在《自动化技术、计算机技术》文中研究说明TP112011011954一般成本环境下分散式多工厂资源调度/陈胜峰,蔚承建(南京工业大学信息科学与工程学院)//信息与控制.―2010,39(5).―640~645.研究多工厂一般成本结构特征,即工厂含有固定成本和单位成本,提出了一种分散式多工厂资源调度方法,该方法使用基于连续双向拍卖市场机制的ZI2策略。ZI2策略是一种包含价格和数量的二维报价策略,agent采用该策略在给定价格范围内随机提交报价。模拟实验结果验证了ZI2策略可以实现较高的调度效率,整体平均效率达到90%。图2表8参10

李松霖[8]2016年在《风电控制器件温湿度环境试验平台的设计与研究》文中认为风电控制器件是风电设备的核心和基础,其稳定性和可靠性对设备安全运行起着决定性的作用。目前许多风电设备常工作于高低温及高湿的野外环境,这些环境将对风电控制器件的可靠性造成严峻挑战。本文基于风力发电设备的工况环境,开发了一套用于风电控制器件温湿度试验的环境试验平台。具体研究内如下:1.环境试验平台总体方案设计及试验箱和风量测量段的结构设计。根据风电设备的环境工况要求,设计了可进行温湿度控制的环境试验平台的总体方案,建立了由试验箱、制冷系统、加热系统、湿度系统、风道测量段串联连接的闭式循环系统。2.基于试验台的设计参数要求,应用流体力学以及工程热力学理论设计了制冷系统、加湿系统、加热系统的工作方式,计算了制冷系统的冷负荷,加热系统的热负荷,加湿系统的加湿量。3.利用数值模拟方法,基于Fluent软件平台,对环境试验箱体内的流场、温度场、湿度场进行了数值仿真,通过仿真分析确定了试验箱采用侧向带绕流件的送风方式。4.试验台的整体结构设计及试验验证。基于理论和仿真分析结果完成了环境试验平台整体结构设计,建立了叁维样机模型,并在完成产品制造调试后对试验台进行了试验验证。本试验平台经客户测试,各项指标均符合设计要求,并且该试验台已交付北京天诚同创电气有限公司使用。

朱鸿[9]2015年在《浅析影响空调舱室相对湿度的若干因素》文中研究说明通过对某船试航过程中上层建筑空调舱室相对湿度偏高现象的分析,从空调系统制冷量配置、上层建筑新/回风管道设计、舱室总体布置等方面归纳总结影响空调舱室相对湿度的因素,提出从优化舱室布置入手,应用热湿独立处理系统、低温送风空调技术等方法,有效控制舱室相对湿度,提高舰船舱室的舒适度。

刘成岗[10]2008年在《基于CAN总线的封闭舱室大气环境集中监测系统的研究》文中提出潜艇舱室是人员、武备、设备高度集中的密闭空间,随着新型动力的采用,大气的污染已成为影响潜艇水下续航能力的重要因素之一。美国自1962年已将居住性从动力、武备、观通等诸多因素排序最后一位提高到了第二位,居住性的主要内容是大气质量。改善潜艇的居住性,必须采取措施对舱室空气进行净化和治理,对主要气体污染成分进行准确测量是采取净化措施必须首先解决的问题。同时由于潜艇舱室具有空间有限、密闭等特点,特别是在作战状态下,在长时间水下航行,不能浮到水面进行气体和污染物的排放。当前我国潜艇存在以下缺点和弊端:大气环境分析仪、滤器、智能温和湿度传感器的布置分散,不利于操作人员的管理和操控;报警系统不集中,仪器在发生故障或是气体浓度超标后不能及时反映到操作人员那里,为事故的发生埋下了隐患;不能够对仪器的数据进行管理和存储,不利于操作和管理人员分析仪器的工作规律和大气浓度的对时间的规律,不方便对仪器的调试和数据分析。为了保证潜艇和艇员战斗力、潜艇人员的安全和潜艇潜航能力,在潜艇内部实现基于CAN总线的对大气环境的集中监测管理,在原来的基础上增加数据集中复示功能、故障集中报警功能、数据集中管理、存储和上传功能,是目前我国潜艇自动化发展的当务之急。本文首先详细阐述潜艇大气监测系统的主要任务、功能模块、总体设计方案以及其对软硬件的要求。大气环境集中监测系统基于现场总线CAN来构建,基于CAN总线来实现各个大气分析仪与主机之间的通讯,通过选择合适的支持CAN总线的相关器件来构建复示仪的硬件系统,然后开发专用的系统软件来实现数据采集、数据保存、数据处理、数据和仪器运行状态显示、故障检测以及实时报警等功能。通过可行性分析得到大气环境集中监测系统的开发在技术上和硬件上均是可行的。硬件是监测系统的基础和核心部分,课题在实现所有功能的前提下本着低成本的原则对一些重要硬件进行了设计。考虑系统构建成本,开发周期,以及系统的实际工作环境状况,系统采用加固计算机来实现集中显示装置。为实现滤器的集中显示和管理,考虑设备的延续性和设备更新的成本和开发周期,设计专门的滤器信息采集单元来完成滤器的信息采集。为方便信号的采集,体现以舱室为单元进行信息采集的设计思想,同时考虑系统布线的方便和美观,开发总线集线器来优化系统的总线拓扑结构。大气监测系统基于CAN总线来构建,底层协议采用CAN2.0B,由于监测系统属于不太复杂CAN总线的控制网络,故采用iCAN协议作为系统的高层协议,在iCAN协议下实现CAN报文的分配,数据的采集和对传感器的控制。软件系统的开发体现监测系统的优越性,监控显示软件采用LABVIEW图形化编程语言进行开发设计,以ACCESS数据库实现软件的数据库系统。采用模块化设计思路实现监测系统的所有功能。最后经过测试,改进和优化监测系统以满足军方要求。

参考文献:

[1]. 舰船温湿度调节系统的优化设计及控制[D]. 余锋. 西北工业大学. 2003

[2]. 舰船厨房温湿度调节系统设计优化[J]. 李雪亭, 崔忠善, 姚祺峰. 中国修船. 2009

[3]. 大温差变风量送风技术在舰船空调系统上的应用研究[D]. 厉盼盼. 江苏科技大学. 2013

[4]. 中小型水面舰船空调系统设计研究[J]. 李光, 陈志雍, 周佳宇, 徐锡林. 中国舰船研究. 2006

[5]. 救生舱环境控制系统的设计优化与实验研究[D]. 徐雷. 南京航空航天大学. 2015

[6]. 绿色能源无人艇主要功能系统开发及艇型优化设计分析[D]. 张胜. 江苏科技大学. 2015

[7]. 自动化技术、计算机技术[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2011

[8]. 风电控制器件温湿度环境试验平台的设计与研究[D]. 李松霖. 湘潭大学. 2016

[9]. 浅析影响空调舱室相对湿度的若干因素[J]. 朱鸿. 船舶. 2015

[10]. 基于CAN总线的封闭舱室大气环境集中监测系统的研究[D]. 刘成岗. 武汉理工大学. 2008

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