航天产品;热真空试验;试验标准;试验方法
0引言
2各版热真空试验标准的分析
目前,各国热真空试验中常使用的标准有:欧洲标准化组织标准ECSS-E-10-03(1998);美军标MIL-STD-1540B-1982、MIL-STD-1540C-1994、MIL-STD-1540d-1999和IL-STD-1540E-2002;我国的国军标GJB1027-1990[4]与GJB1027A-2005。我国还有监督单位或试验单位编制的部分企业热真空试验方法标准或规范,包括:QJ2630.1-1994《卫星组件空间环境试验方法》[5]《集成电路热真空试验方法与和程序》《微波组件热真空试验方法》《固态微波放大器热真空试验技术规范》和《空间行波管热真空试验技术规范》等。国军标GJB1027-1990在编制过程中借鉴了MIL-STD-1540B-1982的部分内容,后期颁布的GJB1027A-2005在编制过程中也根据我国的国情参考了美军标MIL-STD-1540C-1994和MIL-STD-1540E-2002;此外,各个企标编写时也参考了美军标MIL-STD-150B-1982、MIL-STD-1540C-1994和MIL-STD-1540E-2002与国军标GJB1027-1990和GJB1027A-2005。因此,这里我们着重讨论MIL-STD-1540C-1994、MIL-STD-1540E-2002、GJB1027-1990和GJB1027A-2005,并简单地讨论一下在空间试验(热真空试验)中各试验单位较常使用的QJ2630.1-1994《卫星组件空间环境试验方法》。
2.1美军标MIL-STD-1540B-1982、MIL-STD-1540C-1994与MIL-STD-1540E-2002的比较
2.2国军标GJB1027-1990与GJB1027A-2005的比较
GJB1027-1990与GJB1027A-2005的比较如表2所示。GJB1027-1990与GJB1027A-2005的差别主要体现在以下几个方面。
a)循环次数不同GJB1027-1990是参考美军标MIL-STD-1540B-1982的部分内容编写的,因此,其规定循环次数至少为3次;GJB1027A-2005是参照MIL-STD-1540C-1994与MIL-STD-1540E-2002,再结合国内航天行业的实际情况编写的,因此,其规定循环次数最多为9次,鉴定试验循环次数为6.5~8.5次,验收试验的循环次数是2.5~4.5次。0.5次是为了遵循航天产品的高进高出(高温开始高温结束)原则,这也是人们对空间试验的认识有所提高的结果。
d)压力误差不同GJB1027-1990与GJB1027A-2005对压力误差的规定的差异主要体现在当施加的压力小于0.133Pa时,即:GJB2027-1990规定,当压力<0.133Pa时,允许误差为±50%;GJB1027A-2005规定,当压力<0.133Pa时,允许误差为±80%。原因同上,考虑到试验设备的要求,许多真空设备的真空检测部件采用电离规或冷规,它们的误差范围是随着真实度的提高而偏离增大的;而当真空压力≤6.65×10-2Pa后,真空微放电现象已经趋于稳定,现在使用的GJB1027A-2005规定的真空压力≤6.65×10-3Pa足够检验产品的性能,所以这时候(<0.133Pa)的误差范围可以增大。
2.3QJ2630.1-1994《卫星组件空间环境试验方法》
3结束语
参考文献:
[1]柯受全.卫星环境工程和模拟试验[M].北京:中国宇航出版社,1993.
[2]中国航天标准化研究所.运载器、上面级和航天器试验要求:GJB1027A-2005[S].北京:国防科委军标出版发行部,2005.
[3]刘中华,李树杰,刘国强.热真空试验设备中的控温方式研究[J].电子产品可靠性与环境试验,2012,30(4):7-11.
[4]航空航天工业部第五研究院.卫星环境试验要求:GJB1027-1990[S].
关键词:中央空调通风系统;污染控制;技术分析
中图分类号:TB657文献标识码:A
一、中央空调系统普遍存在的问题及应对措施
1、送入的新风量不足
目前国内在空调通风系统的设计中存在新风量不足的问题,国内出于节约投资,降低运行费用的考虑,一般手册上给出的设计空调新风量只有~8.5m3/(h.人),而国外则一般采用更大的新风量,比如德国标准中的新风量为20~50m3/(h.人),国内外存在较大差异。解决新风量不足的应对措施是合理进行设计和运行调节新风量,在保证室内空气质量的同时实现空调系统的经济运行。
2、中央空调系统的维护不及时
中央空调系统要做好日常维护清理工作,但是实际中清理工作迟迟不到位,有的甚至3~5年都不进行一次清理,从而造成空调系统中凝水盘、凝水管、空调风管潮湿、积尘这样的现象,大量细菌在凝水管这样的设备中滋生。
据报道,广州某超市开业4年,在这4年期间没有对空调系统进行半年一清理的工作,只是4年进行了一次清理,清理的时候发现管道内积尘已经达到1寸厚,使得管道直径缩小为原来的一半,在进行检查的时候还能闻到一股恶臭味,仔细检查原来是老鼠的尸体。
因此要保证中央空调系统空气流转清新就要保证清洗工作的及时,应对措施是保证最少每半年对空调系统进行一次清理。
3、新风、回风净化不当
新鲜空气送入的多少决定了中央空调通风系统的能量消耗,如今中央空调通风系统都是采用回风节能方式,但是这种方法会造成原有空气清洁度、清洁效率低下的问题,由于回风利用的次数较多,污浊的空气浓度不会降低反而会上升,所以要对空调通风系统的送风量进行调节,保证空气能够清新并且节省能源。
出现这种原因大部分是中央空调通风系统的问题,由于中央空调系统设备的净化装置出现问题,使得回风中有害气体和异味不能得到净化,原来空气中的杂质重新保留了下来,从而造成室内空气污浊,这种问题的存在给人们健康带来巨大影响。
这种问题出现主要是过滤器存在老化现象,过滤器不能够将空气中的杂质或者小颗粒进行筛选,使得空气中原有细菌和杂质重新转移到净化后的空气中,从而造成大气污染,影响整个空调通风系统正常运转[1]。应对措施是合理选用空调系统的净化装置,在下文中将详细介绍。
二、中央空调系统新风回风污染控制措施
在中央空调通风系统中都装有金属丝过滤网,但是这些过滤网基本都处于无效状态,因为在新风和回风交换处安装的金属丝过滤网无法对回风中极小颗粒进行过滤,这样就造成了回风中依旧存在大量细菌或可吸入颗粒,另外也会造成通风系统的表面上存在大量积尘,使得中央空调系统的风量以及冷量严重不足,冷量不足会造成夏季室内温度无法降低,风量不足则会造成湿度和尘、菌浓度大大超标。
中央空调通风系统污染控制方法主要包括加装粗效过滤器、加装静电过滤器和清洗空调表冷器这三部分,下面将进行详细的分析。
1、加装粗效过滤器
在风机余压不是很充足的情况下,还要满足中央空调通风系统中空气净化的标准,就要加装粗效过滤机,加装完过滤机之后还要安装相应的风机,这些过滤机和风机的安装势必会增加空调系统的运营维护费用,从而增加了使用者的投资成本。
如果既要满足经济方面和占地方面的需要,就要安装无纺布粗效过滤器,这种过滤器比起传统的金属丝过滤网过滤效果更强,能够使得微小颗粒被过滤出来,原理的金属丝过滤网不要扔掉,合理利用将其安装在室外的新风采集口,两者形成牢固的屏障,进行多次过滤,使得空气净化效果达到最佳。这样既能保持室内空气清新,又能降低使用者的投资成本[2]。
2、加装静电过滤器
静电过滤器是具有一定科技成分的元件,因此就带来更多优点:运行阻力小、运行费用低,静电过滤器在运行时运行费用约为常规过滤器运行费用的一半;静电过滤器的过滤效果极优,过滤效果可以达到一个中高效过滤器的过滤效果。不止在大型商场,在大型民用建筑的中央空调中也可以应用静电过滤器,经过现场调查发现,加装静电过滤器和不加装静电过滤器的空气质量存在着极大的差别。在我国之所以静电过滤器没有得到普及,是因为国内的静电器静电效果不佳,常常出现击穿的问题,严重影响了空气过滤的水平,再加上国内高昂的安装和维修成本导致静电过滤器市场冷清,无人问津。
对于安装空间狭小和风机的余压偏小这样的局限,选择在中央空调通风系统中安装静电过滤器是一个很不错的选择。静电过滤器就是在空气通过的细孔中间形成电场,当有空气通过时,空气中的微小颗粒和杂质就会受到点击,从而破坏杂质成分,击穿后的颗粒变得极小,进而被电场吸附。学过物理的人都会知道,静电场电力空气不均匀的话就会产生臭氧,由于静电过滤器中针状导体与金属圆孔之间都是等距的,所以不易产生臭氧。
3、清洗空调表冷器
之所以要对中央空调的表冷器进行清洗,是因为金属丝过滤器对空气中的细小微尘的过滤效果太差,由于金属丝不能对空气中的微尘进行有效过滤,导致空调器的表冷面上存在大量积尘,这些积尘会影响通风系统中的冷量和风量,进而使中央空调通风系统对空气的净化效果变差,这是一种被动的控制污染的方法。
三、污染控制效果的对比及经济性对比
1、粗效静电过滤器的风衰
选择两台工况相近的空调器作为实验机组,两台实验机组一台加装粗效过滤器,另一台加装静电过滤器。通过实验,过滤器的前后阻力,粗效过滤器的阻力远大于静电过滤器,同时由于阻力造成风衰,粗效过滤器造成的风衰也远大于静电过滤器。
2、表冷器清洗方案的风量衰减率
通过清洗空调表冷器可以迅速提高通风系统的风量,但是由于通风系统中的金属过滤网对回风中的灰尘没有过滤效果,所以没过多久空调器的表冷面上就会再次出现大量积尘,又会造成风量的减少。
3、污染控制方案的经济性比较
静电过滤器的设备初投资为90000元,使用寿命为180个月,年耗电费用为104324元,15年的折现费用为1580790;平板粗效过滤器使用寿命是2个月设备初投资48840,年耗电费用为137479元,15年折现费用2013415元;表冷器清洗的使用寿命为24个月,设备初投资11000每年,年耗电费用104324元,15年折现费用为1655790元。相比之下静电过滤器的经济效益更高,更适合市场的利益诉求[3]。
结束语:
随着空调的广泛使用,人们对中央空调系统的要求也越来越高,本文通过分析中央空调通风系统的污染问题,提出了控制污染的方法,但是这些方法也会随着社会的进步而被取代,因此设计人员应时刻把好市场动向,学习先进技术,不断地进行空调系统的升级和更新。
[1]涂光备.大中型超市的净化.新华日报.2012,10(11):78-79
关键词网络控制系统;长时延;快速隐式广义预测控制;时延补偿
网络控制系统(NCS)是以网络作为被控对象,传感器、执行器和控制器之间信号通过网络传输的全分布、网络化的实时反馈控制系统。由于控制回路中网络时延的引入,导致网络系统的性能产生影响。目前对于短时延即时延小于一个采样周期的研究很多,对长时延的研究却很少。特别是随着无线网络进入控制领域,由于无线网络特性导致其时延较有线网络时延要长很多,因此对于长时延网络控制系统的研究是一个重要的课题。
1快速隐式GPC时延补偿方法
1.1快速隐式GPC
广义预测控制(GPC)具有自适应性、鲁棒性强的特点,对大时滞系统具有很好的控制效果。用CARIMA模型表示一个具有非平稳噪声的实际过程。
为增强系统的鲁棒性,在目标函数中考虑了现在时刻的控制量u(k)对系统未来时刻的影响,选取目标函数为
其中:P为最大预测长度,M表示控制长度,w为输出期望值,为了进行柔化控制,为了进行柔化控制,输出直接跟踪的设定值并不是控制的目的,控制的目的跟踪参考轨迹,参考轨迹由设定值yref、输出值y、和柔化系数a(0
广义预测控制问题可以归结为求Δu(k),Δu(k+1),…,Δu(k+M-1)使目标函数达到最小值。引入Diophantine方程求解,得到最优预测值
推出使目标函数最小的最优控制为
1.2快速隐式GPC时延补偿方法
如图1所示的网络控制系统框图,对网络时延进行归总划分为反馈通道时延、前向通道时延和计算时延,由于采用了快速隐式GPC算法,计算时延可以忽略不计。控制器采用事件驱动方式,执行器和传感器采用时钟驱动方式,因此,反馈通道时延可以和前向通道时延并在一起,网络总时延。以下将给出对网络总时延的时延补偿方法。
图1网络控制系统框图
控制器设计:控制器算法是在快速广义预测控制算法的基础上进行的。系统的控制器在t时刻接收到由传感器发来的数据包,该数据包中包含有过去输入输出信息,然后通过下一步的控制增量利用系统在t-tsc时刻的信息用快速隐式GPC算法就可求取未来时刻的控制量。
传感器端设计:根据被控对象模型的特征设置适当长度的缓冲单元;采用时钟驱动的方法,实时更新缓冲区数据,并将其发送给控制器。
2仿真验证
为了研究本文提出的补偿方法的时延补偿效果,择式(6)的模型作为被控对象。
(6)
快速隐式GPC参数选取P=6,M=6,,采样周期T为1s,控制器采用事件驱动方式,因此前向通道时延和反馈通道时延可以合并,这里分别对,的固定时延以及之间的随机时延进行时延补偿仿真,可以发现,对于固定长时延,补偿方法具有很好的补偿控制效果,不仅很快使系统稳定,并且控制量与补偿前相比较小;当时延为随机长时延时,通过时延补偿后,控制系统很快的达到稳定状态,控制量与补偿前相比较小。通过以上分析,可以发现本文给出的补偿方法对网络长时延具有很好的补偿效果。
3结论
参考文献
[1]时为国,邵成,孙正阳.基于AR模型时延预测的改进GPC网络控制算法[J].控制与决策,2012,27(3):477-480.
一、督查领导小组
组长:
副组长:
二、督查对象
全县各中小学校(幼儿园)。
三、督查的主要内容
结合《县教育系统肺炎疫情防控“八有”工作要求》(详见附件2),重点督查以下内容:
(一)防控工作方案制定情况;
(二)学校负责人指挥与专人值班值守情况;
(三)重点人员健康监测与管理台账建立情况;
(四)联防联控机制建立情况;
(五)开学工作预案制定情况;
(六)校园管控与环境卫生整治情况;
(七)物资保障与人文关怀落实情况;
(八)“一日一报”开展情况。
五、督查形式
(一)查阅被督查对象的有关疫情防控资料。
(三)根据需要进行个别访谈。
六、督查结果及应用
督查过程中,如发现被督查对象存在对疫情防控工作责任落实不到位、防控不力、推诿扯皮、敷衍塞责等情况的,按照有关规定追究责任。党员干部在疫情防控中的表现,将作为评先评优、选拔任用的重要依据。
七、工作要求
(一)高度重视、强化领导。各校(园)要认真学习贯彻上级重要指示精神,强化底线思维、坚持生命至上,把疫情防控作为当前压倒一切的重要政治任务,不折不扣地把县委县政府和上级教育行政部门的部署要求落实到位,全力以赴打好教育系统疫情防控攻坚战。
关键词:DDC;厂房空调系统;应用研究;
0.引言
在现代建筑设计中,暖通空调系统所消耗的能量越来越呈现出上升的趋势,在整体能耗中所占的比例越来越大,就目前而言民用建筑中空调系统的能耗占总能耗的50%-70%左右。所以有必要发展一种有效的空调系统节能方法,尤其应用在改善现有空调系统自动化程度方面。在工业化设计中许多地方对环境有着极为严格的要求,对于一些放置精密设备的地方对温、湿度都有着非常高的控制要求,同时现代工厂管理也对空调系统提出了较高的要求,一种可以远程集中管理的空调控制系统也因此孕育而生。DDC直接数字化控制方法是一项构造简单操作容易的控制设备,它可借由接口转接设备随负荷变化作系统控制,如空调冷水循环系统、空调箱变频自动风量调整及冷却水塔散热风扇的变频操控等,可以让空调系统更有效率的运转。这样不仅节省了大量能耗和人力,而且还可使系统在设计要求的工况下稳定运行,从而延长设备的使用寿命以及达到工艺系统对环境的要求和节能目的。
1.DDC控制系统概述
DDC系统是直接数字控制系统(DirectDigitalControl,缩写成DDC)。这是目前国内外应用较为泛的计算机控制系统。其基本框图如图1所示。控制系统中引入计算机,运用微机指令系统编出符合某种规律的程序,实现对被控参数的控制。
图1微机控制系统基本框图
在常规控制系统中,控制规律由硬件决定,若改变控制规律,则必需改变硬件;而计算机控制系统,控制规律的改变只需改变软件的编制。在计算机控制系统中输入输出信号都是数字信号,因此在输入端经A/D转换器,将模拟信号转换成数字信号;在输出端经D/A转换器,将数字信号转换成模拟信号。通过计算机对控制规律的数值计算,并以其结果(数字形式或转变为模拟量)直接控制生产过程。信号的输入输出又按能否直接被微机或执行器接受而分为数字量输入、输出(DI/DO)和模拟量输入、输出(AI/AO)。模拟量信号所对应的是一定量的电压或电流值,这与传感器输出信号的特征有关。一般情况下,空调自控系统中常见的模拟量输入有:温度、湿度、压力、流量、压差等。模拟量输出要进行P、PI、PID控制的电动水阀和风阀。
数字量的输入有:电动机状态、水泵和风机状态、过滤器报警状态、压差开关、水位开关、防冻保护等。数字量的输出有:电磁阀控制、二位电动水阀控制、水泵及风机等设备的起停控制。图2是DDC系统框图。该系统利用多路采样器按顺序对多路被测参数进行采样。经A/D转换输入到计算机;再按编制的控制程序对各参数进行比较、分析和计算;最后将计算结果经D/A转换器、输出扫描器按程序送至相应的执行器。实现对生产过程各被控参数的调节和控制,使其保持在预定值或最佳值上,以选到预期的控制效果。
图2DDC系统框图
DDC系统还具有巡回检测功能,能显示、修改参数值、打印制表、越限报警、故障诊断和故障报警。当计算机或系统的某个部件发生故障时,能及时通知操作人员切换至手动位置或更换部件。
2.建筑物空调系统结构
一般建筑物常用的空调系统有CAV、VAV、VWV等,各有不同的操控方式,都可以用DDC控制。
2.1定风量系统(CAV)
定风量系统(ConstantAirVolume),顾名思义即是风量维持一定之意。定风量系统为空调机吹出的风量一定,以提供空调区域所需要的冷(暖)气。当空调区域负荷变动时,则以改变送风温度应付室内负荷,并达到维持室内温度于舒适区的要求。常用的厂房空调系统为:AHU空调机与FCU冰水管系统。这两者一般均以定风量(CAV)来供应空调区,为了应付室内部分负荷的变动,在AHU定风量系统以空调机的变温送风来处理,在一般FCU系统则以冰水阀开关控制来调节送风温度。
2.2变风量系统(VAV)
变风量系统(VariableAirVolume,简称VAV),即是空调机(AHU或FCU)可以调变风量。然而AHU及FCU在送风系统上会浪费大量能源:因为在长期低负荷时送风机仍要执行全风量运转,这不但不易维持稳定的室内温湿条件,也浪费大量的送风运转能源。变风量系统就是针对送风系统耗电缺点的节能对策。变风量系统可分为两种:一种为AHU风管系统中的空调机变风量系统(AHU-VAV系统);一种为FCU系统中的室内风机变风量系统(FCU-VAV系统)。AHU-VAV系统是在全风管系统中将送风温度固定,而以调节送风机送风量的方式来应付室内空调负荷的变动。FCU-VAV系统则是将冰水供应量固定,而在室内FCU加装无段变功率控制器改变送风量,亦即改变FCU的热交换率来调节室内负荷变动。这两种方式通过调量来减少送风机的耗电量,同时也可增加热源机器的运转效率而节约热源耗电,因此可在送风及热源两方面同时获得节能效果。图3是DDC变风量系统控制组态图。
图3DDC变风量系统控制组态
2.3变流量系统(VWV)
变流量系统(VariableWaterVolume,简称VWV),是用一定的水温供应空调机以提高热源机器的效率,用特殊的水泵来改变送水量,从而达到节约水泵用电的功效。变水量系统对水泵系统的节能效率根据水泵的控制方式和VWV使用比例而异,一般VWV的控制方式有无段变速与双向阀控制方式。以上三种空调系统是目前厂房空调最常被设计的系统。厂房空调控制也就是把管路、管件、阀体或阀门集中设定控制流体提供冷气。所以有效组合厂房空调控制即能有效控制耗能,设计合乎节能的空调系统。
3.厂房空调系统的DDC控制方法
DDC设备在市面上的产品,各厂家的型号、套件都有所不同,但系统大同小异。只要将类比讯号输入电脑,就能作控制与设定。当这些控制运用在空调设备时,整合方式有下列几种方式:
3.1定风量系统(CAV)的DDC控制
因为是定风量系统,所以可以控制冰水系统上的二通阀。当室温升高,室内传感器送出信号给控制器,控制器接到信号与设定的温度比较,输出信号给冰水管上的二通阀,控制二通阀打开,使循环风变冷送入室内。如室内温度下降过多,盘管风机作卸载。室内温度传感器传送信号至控制器为模拟输入,控制器与设定温度比较,输出模拟信号至冰水管上,二通阀关闭。二通阀也有比例型式,这种比例式二通阀控制冰水大小进入冷排使空调更有弹性控制,维持室温在设定值上下。
3.2变风量系统(VAV)的DDC控制
箱型空调机则以出风温度及预设定的比值为控制方式。靠传送、回风及外气温度传感器来控制马达转速。控制程序如下:
(1)出风温度感应到传感器(设定在13℃)控制二通阀打开。
(2)送冷气时,冰水传感器测得冰水离开冷排的温度,调整出风温度状况,陆续利用DDC控制变频器,改变马达转速送出理想出风温度。
(3)当冰水阀门关小至13℃,DDC控制器打开外气及回风风门,混合送风温度,直到外气风门关至最小,以维持13℃送风风温,并可兼外气空调利用。
(4)低温限制感应混合温度控制以保护冷排不结冰。一般建筑物空调系统每天的冰水主机开关机,使用DDC来操控可以设定所有开关机程序并且标准一致。主机控制系统加装模拟信号适配卡转换传递信息,再加一台列表机,就能把一天中所有运转情形显示出来。遇有跳机时又能及时通知技术人员前往查看。
4.变频器节能计算方法
4.1计算全负载的容量
全负载容量一般是以马达的马力数(HP)×0.746/马达效率(%),单位为(kW)。
4.2计算全年可节省电力
将前述不同负载所需之动力值,依未使用高功率变频器所得之值减去使用高功率变频器后所需之值,差值即为单位小时可省之电力。将不同负载可省之单位小时电力乘上一年内该负载所需操作之时数,所得之值即为该负载一年内可省下之电力,单位为千瓦小时745×68。将所有不同负载可省之电力累计,即可得使用高功率变频器后一年内可省之电力总量,单位为kW·h。将全年可省之电力总量乘上单位电价即可得全年可省之电费,单位电价之单位为元3千瓦小时。在此并未考虑基本电价或流动电价,也未分峰电价或谷电价。
5.结语
建筑物智能化是21世纪的趋势,在建筑物的运行管理中,减低其运行费用,是智能化发展的要求。而空调设备的节能改造,正是减低运行费用的捷径,在发达国家,DDC控制的变风量系统占空调系统的八成以上,公认的节能效果是降低能耗达五成。利用DDC系统来控制厂房空调系统节能,主要是通过改善不理想的控制方式来实现。目前所需要的实施措施就是整合DDC自动控制系统,利用其随负荷变化进行快速有效地调机马达转速,以达到节能目标。
[1]刘铭.暖通空调DDC控制系统[J].西安航空技术高等专科学校学报,2011,03:27-29.
[2]曲广庆,祝小斐,李红燕.基于DDC的车间空调自动化改造[J].中国设备工程,2010,09:21-22.
[3]余海敏.DDC系统在空调工程中的应用[J].中外建筑,2012,04:167-168.