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【摘要】

以化纖廠粘膠原液車間和紡絲車間空調(diào)系統(tǒng)為例，闡述化纖廠生產(chǎn)車間空調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計。主要介紹溫濕度自動控制系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞

空調(diào)控制；系統(tǒng)設(shè)計；溫濕度自動控制

工業(yè)空調(diào)的任務(wù)是將生產(chǎn)車間空氣的溫度、溫度、潔凈度、風(fēng)速、風(fēng)壓控制在一定的范圍內(nèi)，以滿足生產(chǎn)要求和改善勞動條件。要想使空調(diào)系統(tǒng)既能滿足工藝要求又能節(jié)省能量，必須熟悉空調(diào)的特點及規(guī)律，按照不同的工藝要求和環(huán)境條件，確定空調(diào)自控系統(tǒng)的組成，這樣才能設(shè)計出較理想的空調(diào)自控系統(tǒng)。現(xiàn)以化纖廠粘膠原液車間和紡絲車間為例，闡述空調(diào)自控系統(tǒng)的設(shè)計。主要介紹溫濕度自動控制系統(tǒng)。

1對溫度控制要求較高、對濕度控制要求低的空調(diào)控制系統(tǒng)

如化纖廠粘膠原液生產(chǎn)車間的粘膠后溶解、粘膠準(zhǔn)備間等，都要求室內(nèi)溫度為20±0.5℃、相對濕度不大于80%。根據(jù)上述要求的車間溫濕度，先在空氣處理i－d圖上找出20℃的等溫度線t20與80%相對濕度線的交點N。根據(jù)i－d圖查得N點的露點溫度為17℃，按照室外空氣新風(fēng)狀態(tài)，在i－d圖上可分為三個工況區(qū):當(dāng)新風(fēng)露點溫度低于17℃，干球溫度低于20℃時設(shè)為Ⅰ區(qū);當(dāng)新風(fēng)露點溫度低于17℃、干球溫度高于20℃時設(shè)為Ⅱ區(qū);當(dāng)新風(fēng)露點溫度高于17℃時設(shè)為Ⅲ區(qū)。當(dāng)新風(fēng)狀態(tài)處在Ⅰ區(qū)時，溫度低于設(shè)定值，通過加熱即可達到設(shè)定值;當(dāng)新風(fēng)狀態(tài)處于Ⅱ區(qū)時，溫度高于設(shè)定值，這時用表冷器降溫(絕濕降溫)即可達到設(shè)定值;當(dāng)新風(fēng)狀態(tài)處在Ⅲ區(qū)時，由于空氣的含濕量超過了要求，這時必須進行除濕，可用表冷器將空氣冷卻到17℃，使之凝結(jié)出一部分水分，然后再將空氣加熱到20℃，這樣空氣的相對濕度可接近80%，于是溫濕度都達到了工藝要求。根據(jù)上述分析，可確定空調(diào)系統(tǒng)的組成。

首先進行新、回風(fēng)混合，再經(jīng)表冷器、加熱器，最后經(jīng)風(fēng)機送到車間。在表冷器后和送風(fēng)總管上各設(shè)一溫度檢測點，分別組成溫度控制系統(tǒng)TIC101和TIC102;在車間內(nèi)設(shè)一溫濕度檢測點，組成溫度控制系統(tǒng)TIC103和濕度指示聯(lián)鎖控制系統(tǒng)MIS－101。為提高控制質(zhì)量，保證控制精度，將TIC102與TIC103組成以TIC103為主環(huán)的串級分程控制系統(tǒng)，使表冷器的控制閥TV－101與加熱器控制閥TV－102進行分程控制。當(dāng)新風(fēng)狀態(tài)處在Ⅰ區(qū)時，由串級控制系統(tǒng)通過控制閥TV－102控制加熱，使車間溫度達到設(shè)定值，其控制系統(tǒng)框圖如圖1a所示;當(dāng)新風(fēng)溫度超過20℃時，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入Ⅱ區(qū)運行狀態(tài)，由TIC－102和TIC－103組成的串級控制系統(tǒng)通過控制閥TV－101控制表冷器的冷凍水流量，使空氣溫度降到設(shè)定值，其系統(tǒng)框圖如圖1b所示;當(dāng)新風(fēng)露點溫度超過17℃時，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入Ⅲ區(qū)運行狀態(tài)，即進行定露點控制，由TIC－101與TV－101組成的露點控制系統(tǒng)控制表冷器，使表冷器后的空氣溫度(即機器露點溫度)控制在設(shè)定值，其系統(tǒng)框圖如圖1c所示。而串級控制系統(tǒng)通過TV－102控制加熱器，使車間溫度滿足要求，其系統(tǒng)框圖如圖1a所示，這時車間相對濕度也滿足了不超過80%RH的要求。Ⅰ、Ⅱ區(qū)之間的切換是由TV－101與TV－102的分程控制進行的，是一種連續(xù)漸變的切換過程;Ⅱ、Ⅲ區(qū)之間的切換則是靠濕度指示聯(lián)鎖控制系統(tǒng)MIS－101，根據(jù)車間相對濕度進行的。在此也可根據(jù)新風(fēng)露點溫度進行切換，但考慮到工藝對溫度的要求有時會有所改變，這時新風(fēng)露點溫度切換點也要隨之改變，這樣會給操作帶來麻煩，所以根據(jù)車間相對濕度進行切換比較方便。此系統(tǒng)的主要特點是系統(tǒng)簡單，對溫度控制嚴(yán)格，對相對濕度只有上限控制，全年均充分利用回風(fēng)，節(jié)省能量消耗。

2全新風(fēng)恒溫恒濕空調(diào)控制系統(tǒng)

不用回風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)稱為全新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，也叫直流空調(diào)系統(tǒng)。由于全用新風(fēng)，所以受外界環(huán)境影響大，季節(jié)性強。以粘膠纖維紡絲車間空調(diào)系統(tǒng)為例進行說明。根據(jù)工藝要求和環(huán)境條件采用噴淋式定露點控制系統(tǒng)，空氣主要處理過程是一次加熱、噴淋、二次加熱等。冬季和過渡季節(jié)均噴淋熱水，以免由于一次加熱后的空氣溫度過高而降低加熱效率。冬季噴淋熱水是加熱加濕過程，夏季噴冷水是冷卻去濕過程。

2.1露點溫度控制系統(tǒng)溫度檢測點設(shè)在噴淋室出口擋水板后，由檢測元件、露點控制調(diào)節(jié)器TIC－201、一次加熱控制閥TV－201A、噴淋水加熱控制閥TV－201B、冷凍水控制閥TV－201C組成露點溫度控制系統(tǒng)，其框圖如圖2所示。這種控制系統(tǒng)靈活多變、適應(yīng)性強、節(jié)能效果好，可根據(jù)不同情況有多種調(diào)整方案:(1)三分程控制。將TV－201A、TV－201B、TV－201C的操作信號分別調(diào)整為4～9mA、9～14mA、14～20mA。這種控制方式，各工況間的轉(zhuǎn)換均為自動切換，節(jié)約能量且操作簡單，切換過程是漸變的，對空調(diào)系統(tǒng)無沖擊。但由于控制閥的操作信號跨度小，調(diào)整較困難。(2)二分程控制。將TV－201A和TV－201B的操作信號均調(diào)整為4～12mA，將TV－201C的操作信號調(diào)整為12～20mA。這種控制方式與三分程控制相比，控制閥操作信號跨度較大、調(diào)整方便，但由于一次加熱后空氣溫度較高，加熱效率稍差，所以節(jié)能效果稍差。(3)兩二分程控制。全年分三個工況區(qū)，和三分程控制的情況相似。在Ⅰ區(qū)(冬季)和在Ⅰ、Ⅱ區(qū)(過渡季)之間過渡時，手動將冷水閥TV－201C關(guān)閥，使一次加熱控制閥TV－201A和噴淋水加熱控制閥TV－201B進行分程控制;在Ⅲ區(qū)(夏季)和Ⅱ、Ⅲ區(qū)之間過渡時，手動將TV－201A關(guān)閉，使TV－201B和TV－201C進行分程控制。由冬季向夏季過渡時，要對噴淋水加熱控制閥TV－201B的操作信號進行一次調(diào)整，由12～20mA調(diào)整到4～20mA;在由夏季向冬季過渡時，再由4～12mA調(diào)整到12～20mA。這種控制方式兼?zhèn)淙殖毯投殖炭刂频膬?yōu)點。

2.2送風(fēng)溫度控制圖3是一個簡單的送風(fēng)溫度控制系統(tǒng)，由控制器TIC－202通過控制閥TV－202控制二次加熱，將空氣溫度升高，使送風(fēng)溫度控制在設(shè)定值。此系統(tǒng)運行狀態(tài)全年不變。這個控制系統(tǒng)配合露點控制器TIC－201，由TIC－201控制了空氣的含濕量，由TIC－202控制了送風(fēng)溫度，兩控制配合起來既恒定了送風(fēng)溫度又恒定了送風(fēng)相對濕度，形成恒溫、恒濕空調(diào)控制系統(tǒng)。

作者：王薇 單位：保定凱龍電器有限公司