摘要：現(xiàn)在的機械加工及其他一些工業(yè)行業(yè)，對室內(nèi)環(huán)境的要求越來越高，恒溫恒濕的環(huán)境已不局限于以往的計量室、檢測室。一些精密的加工區(qū)域，對環(huán)境溫濕度的要求也達到了溫度: 20 ±1℃; 相對濕度: ≤65%，甚至有的要求溫度:20 ± 0. 5℃ ; 相對濕度: 50 ± 10% 。過去，針對這種面積不是很大的恒溫恒濕空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，很多都是采用新風(fēng)和回風(fēng)先混合，然后經(jīng)降溫去濕處理，實行露點溫度控制加再熱式控制。這必然帶來大量的冷熱抵消，導(dǎo)致能量的大量浪費。尤其是一些大中型的項目，因冷熱抵消引起的能耗量更大。

關(guān)鍵詞：恒溫恒濕；空調(diào)系統(tǒng)；全年運行；控制系統(tǒng)

引言

隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展，機械、紡織、電子、化學(xué)等行業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量的要求愈來愈高，與產(chǎn)品質(zhì)量緊密相關(guān)的空氣環(huán)境要求也越來越嚴格，因此越來越多的行業(yè)應(yīng)用恒溫恒濕空調(diào)來滿足生產(chǎn)工藝的要求。而為了實現(xiàn)工藝要求的溫濕度條件，對空調(diào)系統(tǒng)做相應(yīng)的調(diào)節(jié)，就需要對溫濕度進行有效的控制。常規(guī)的恒溫恒濕空調(diào)機對室內(nèi)溫濕度的控制是通過采取頻繁啟動壓縮機、精確調(diào)節(jié)控制電加熱器和加濕器等措施實現(xiàn)的。這直接導(dǎo)致其負荷適應(yīng)性較差、能源消耗巨大、加熱加濕控制系統(tǒng)復(fù)雜、壓縮機頻繁啟動影響其壽命及對電網(wǎng)造成巨大沖擊。實際上，有許多手段可以影響房間的溫濕度，但影響的程度是不一樣的。本文重點論述恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)全年運行控制。

1.空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計

1.1冷熱源的選擇

由于絕對濕度控制精度為(7.8±1)(g/kg干空氣),根據(jù)室內(nèi)熱濕負荷分布情況,機器露點溫度必須低于10℃,那么表冷器的進水溫度要求低于4℃。為了得到低溫水,恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的冷源選擇使用乙二醇水溶液冷水機組。根據(jù)夏季室外條件計算恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的最大冷負荷,選擇制冷量為386kw的活塞式冷水機組,經(jīng)過溫控和低溫保護改造的雙工況冷水機組可用于冷卻乙二醇水溶液,冷水機組通過溶液泵和管道向空氣處理機組提供低溫乙二醇水溶液。

為了節(jié)能和調(diào)節(jié)方便,熱源選用臥式燃氣常壓型熱水鍋爐,省去蒸汽一水換熱器,熱水鍋爐出水溫度為65一80℃,供熱系統(tǒng)通過熱水泵和管道分別向空氣處理機組的預(yù)熱、再熱和加熱盤管提供熱水。

1.2空調(diào)水系統(tǒng)

水系統(tǒng)采用同程式四管制。乙二醇水溶液循環(huán)系統(tǒng)由乙二醇水溶液泵,乙二醇水溶液箱和送回水管組成。循環(huán)泵自乙二醇水溶液箱將水溶液吸人,經(jīng)輸液管道與空氣處理機組的冷卻盤管相連接,經(jīng)冷卻盤管后通往冷水機組的蒸發(fā)器冷卻,再返回水溶液箱。乙二醇水溶液箱用來存放乙二醇水溶液,并在控制調(diào)節(jié)時穩(wěn)定工況用。熱水循環(huán)系統(tǒng)由熱水泵,熱水膨脹水箱和送回水管組成。熱水泵自熱水鍋爐將熱水吸人,分別通過空氣處理機組的熱水盤管加熱空氣后返回至熱水鍋爐。熱水膨脹水箱設(shè)于熱水循環(huán)系統(tǒng)的最高處。為排出冷水機組的冷凝熱,設(shè)置冷卻系統(tǒng),該系統(tǒng)由冷卻塔,冷卻水泵和供回水管組成。由于全年恒溫恒濕運行調(diào)節(jié)控制的需要,冬季亦需冷水機組低負荷運行,此時冷卻塔的風(fēng)機由冷卻水溫度控制停/開,水溫控制在15℃以上;若冬季發(fā)現(xiàn)冷卻水溫低于5℃時,冷卻水泵必須連續(xù)自循環(huán)運行,利用水泵的功耗防凍。此外水管系統(tǒng)增加旁通控制,以便在寒冬季節(jié)時減少通往冷卻塔的水量。

1.3空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)

空氣處理機組由混合段、初中效過濾段、檢修段、預(yù)熱段、加濕段、冷卻段、檢修段、再熱段和風(fēng)機段組成。為了提高溫濕度的控制精度,在各檢修段中加裝了均流裝置,并增加傳感器插人孔,混合段配有新回風(fēng)混合調(diào)節(jié)風(fēng)門,即可電動設(shè)定也可手動調(diào)節(jié)新、回風(fēng)比例。

通風(fēng)系統(tǒng)由新風(fēng)管和送風(fēng)管二個部分組成。采用一根新風(fēng)管向空氣處理機組提供新風(fēng),空氣處理機組由送風(fēng)管將已經(jīng)處理好的空氣按送風(fēng)狀態(tài)參數(shù)經(jīng)總風(fēng)管和支風(fēng)管通至控制區(qū)域,采用圓形和方形散流器,并通過線控調(diào)節(jié)風(fēng)門,根據(jù)生產(chǎn)工藝要求和熱負荷分布情況來調(diào)節(jié)風(fēng)量以使整個空調(diào)系統(tǒng)獲得比較均勻的溫度場。

新風(fēng)管設(shè)置在屋頂,采用百葉式進風(fēng)口,進風(fēng)口裝有空氣過濾器。新風(fēng)進風(fēng)口用風(fēng)管和空氣處理機組新風(fēng)口相連,在分支口設(shè)置了調(diào)節(jié)風(fēng)門,用來調(diào)節(jié)空氣處理機組的進風(fēng)量。不設(shè)回風(fēng)管,回風(fēng)直接從控制區(qū)域進人空氣處理機組的回風(fēng)口。

2.空調(diào)系統(tǒng)的自動控制

為了使空調(diào)區(qū)域的溫度和濕度能維持在允許的波動范圍內(nèi),本恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)采用全年自動控制的運行調(diào)節(jié)。此外還配有空氣處理過程溫濕度記錄儀的實時記錄。空調(diào)控制系統(tǒng)內(nèi)安裝DDG控制器,對應(yīng)著現(xiàn)場的空氣處理機組,控制器以一條通訊總線連接回監(jiān)控作為信息傳送,再由計算機監(jiān)控中心監(jiān)測。圖像化的中央監(jiān)控中心設(shè)在辦公室內(nèi),用一臺PC機為核心,以Wnidows為操作系統(tǒng),通過C一BUS總線將DDG控制器與中央監(jiān)控中心相連,完成空調(diào)的溫濕度信號檢測盒控制、設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況的監(jiān)測、故障報警以及參數(shù)修正、發(fā)布指令和修改程序等功能。系統(tǒng)還備有記錄儀記錄重要信息如恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的室內(nèi)外溫度、濕度等。

為了保證全年實現(xiàn)對空氣處理機組的自動控制,以達到室內(nèi)恒溫恒濕的目的,濕度控制采用變露點直接控制法。濕度控制由加濕器和冷卻盤管共同完成。系統(tǒng)運行后,室內(nèi)絕對濕度傳感器的模擬量信號進入DDG,通過與設(shè)定值進行比較,若存在偏差,則根據(jù)PID算法決定冷卻盤管的露點溫度設(shè)定值,再依據(jù)實際露點溫度與設(shè)定溫度值的偏差通過PID控制來調(diào)節(jié)冷卻盤管回水電動三通閥的開度,使室內(nèi)絕對濕度達到要求范圍。濕膜式加濕器的進水電磁閥的控制由加濕器后的絕對濕度傳感器的實測值和設(shè)定值的偏差,通過電磁閥開關(guān)動作來實現(xiàn),以達到等焙加濕的目的。

溫度控制由預(yù)熱段、冷卻段和再熱段三部分共同執(zhí)行。預(yù)熱段出口的空氣溫度傳感器控制調(diào)節(jié)預(yù)熱盤管回水電動三通閥的開度,以保證經(jīng)過預(yù)熱段的新回混合風(fēng)達到一定的溫度,經(jīng)等燴加濕再經(jīng)冷卻段冷卻至室內(nèi)狀態(tài)空氣的露點,此時空氣經(jīng)再熱段進行再熱,根據(jù)室內(nèi)溫度與設(shè)定值的比較偏差,自動調(diào)節(jié)再熱盤管回水電動三通閥的開度以保證送風(fēng)空氣狀態(tài)達到室內(nèi)溫度范圍。為了防止外界環(huán)境空氣滲入空調(diào)區(qū)域,干擾空調(diào)室內(nèi)的溫、濕度,空調(diào)系統(tǒng)要求保持一定的正壓,室內(nèi)的正壓控制是根據(jù)排風(fēng)量的要求,利用壓差傳感器控制新風(fēng)門和回風(fēng)門的比例調(diào)節(jié)以期達到目的。

此外同時進人記錄儀進行溫濕度記錄的傳感器以標準電壓信號輸出,與控制執(zhí)行機構(gòu)并聯(lián)使用該信號。

作為顯示監(jiān)測系統(tǒng)的計算機,在屏幕上顯示控制系統(tǒng)圖、各點溫度、絕對濕度、閥門開度、風(fēng)門開度等信息,從而方便了操作人員的觀測。

3. 恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)全年運行控制重點

(1)采用變露點直接控制方法可以實現(xiàn)恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的全年四季運行調(diào)節(jié)。

(2)恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)采用一次回風(fēng)循環(huán),可合理地利用回風(fēng),不僅能節(jié)約冷、熱能源,而且由于回風(fēng)溫、濕度接近空調(diào)房間的溫、濕度,補充適當(dāng)?shù)氖彝庑嘛L(fēng),使混合風(fēng)狀態(tài)點相對穩(wěn)定,減少空氣處理所需的冷熱負荷,保證了冷卻盤管的露點溫度的恒定。

(3)采用新型的潔凈、節(jié)能加濕設(shè)備―濕膜加濕器,在實際運行過程中,運行費用低,無通常加濕器產(chǎn)生的白粉現(xiàn)象,實現(xiàn)了干凈的加濕;控制方式簡單,節(jié)能高效。

(4)設(shè)計的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)自運轉(zhuǎn)以來,各項性能參數(shù)均達到設(shè)計和工藝的要求。經(jīng)測試結(jié)果表明,24小時內(nèi),溫度控制精度一般為土0.9℃,絕對濕度控制精度為±0.79(g/kg干空氣)。

(5)在空調(diào)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中曾對恒溫恒濕區(qū)域的幾個重要控制點進行了溫、濕度的測量,結(jié)果表明,控制區(qū)域內(nèi)不同地點的溫、濕度略有偏差,但偏差均在允許的波動范圍內(nèi)。說明布風(fēng)系統(tǒng)的氣流組織均勻性有待進一步的提高。建議溫、濕度控制精度要求更高、更均勻的空調(diào)系統(tǒng)采取能使空氣充分混合的專用通風(fēng)系統(tǒng)。

4.結(jié)語

本文對變頻恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的溫濕度控制方面進行了分析，設(shè)計和研究，分析了恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)全年運行控制系統(tǒng)，可以取得較為滿意的控制效果，為系統(tǒng)長期穩(wěn)定可靠運行提供了一種有效的方法。 

文章來源：機房空調(diào) http:///