組合式空調(diào)恒溫恒濕的自動控制

• 摘要：如何符合特殊的生產(chǎn)線溫濕度的使用要求，是空調(diào)系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)設(shè)計的難題。組合式空調(diào)的自控系統(tǒng)較好地解決了這難題，它采用了除濕優(yōu)先的控制方法，利用最小能量能使該系統(tǒng)達到恒溫恒濕控制精度。

我國為了更加快速與國際形勢市場接軌，在原加入WTO的基礎(chǔ)上，歷經(jīng)金融風暴后，大多數(shù)醫(yī)療手術(shù)室、電子、煙草、化工、制藥、食品、民用建筑、商場、工業(yè)廠房及印刷等潔凈空間，都感覺到無形的壓力。這樣強迫他們不斷地更新設(shè)備、更新工業(yè)、更新觀念，不斷提高產(chǎn)品檔次，提高產(chǎn)品質(zhì)量。特別是國內(nèi)的噴涂生產(chǎn)線，他們從國外引入先進的機器人噴涂生產(chǎn)線替代即將淘汰殘舊的設(shè)備。這種機器人噴涂生產(chǎn)線對環(huán)境要求很高，溫濕度不穩(wěn)均會影響產(chǎn)品的外觀及噴涂率，甚至導(dǎo)致涂料成本增加、噴涂不勻等質(zhì)量問題。面對這煩惱的問題，恰好遇到了組合式空調(diào)，它完全可以滿足工藝要求。按國家相關(guān)標準要求，室內(nèi)溫度要求�1℃，相對濕度要求�5%。如何符合特殊的生產(chǎn)線溫濕度的使用要求，成為了空調(diào)系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)設(shè)計的難題。組合式空調(diào)的自控系統(tǒng)較好地解決了這難題，它典型結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 組合式空調(diào)結(jié)構(gòu)示意圖

     根據(jù)噴涂生產(chǎn)線對空氣的質(zhì)量精度要求不同、南北方氣候差異，選配較合理功能段的組合式空調(diào)對空氣進行混合、加熱、冷卻、加濕、除濕、過濾等處理也相當重要，滿足車間溫濕度時積極提倡節(jié)能回收。除濕是恒溫恒濕系統(tǒng)空氣處理過程中必不可少的環(huán)節(jié)，在空調(diào)系統(tǒng)中常采用冷凍除濕技術(shù)。因為制冷系統(tǒng)既要控制溫度又要控制濕度，而被控制室內(nèi)的溫濕度也是密切關(guān)聯(lián)，所以較難符合被控制生產(chǎn)線所要求達到理想的溫濕度精度。

      空氣成分的溫濕度是密切關(guān)聯(lián)，如：溫度精度≤�1℃與濕度精度≤�1%相比，濕度較難控制。因此�1%濕度所對應(yīng)的溫度精度≤�1℃。假設(shè)在12℃結(jié)露點上空氣的含水率保持恒定，但空氣溫度在1.0℃之間變化，那么相對濕度就在47%和53%之間波動，0.2℃的空氣溫度變化將引起大于0.5%的相對濕度的變化。這一點可查空氣H-D圖（焓濕圖）可以得到證明。組合式空調(diào)系統(tǒng)中表冷器有降溫和除濕雙重功能，致它接受兩個控制量的控制，至于它在某一時刻接收那個信號控制，需要看哪個參數(shù)先滿足要求而定。對于室內(nèi)有散濕負荷，特別是濕負荷變化大的對象（生產(chǎn)線），無疑是十分合適的，因為它不是控制固定露點溫度來確保室內(nèi)相對濕度。雖然有人稱它為無露點控制方式，但是這并不意味著經(jīng)表冷器處理后的空氣不必再處理到相應(yīng)的露點溫度。要除濕從原理上說，必須把空氣處理到相應(yīng)的露點.這樣的控制方式把它稱為不定露點溫度控制。這樣經(jīng)此處理的冷氣進入房間后，除非室內(nèi)有大量顯熱負荷，在大多數(shù)情況下，都會導(dǎo)致室內(nèi)過冷，相對濕度顯得過高。實際運行過程中控制器選擇的控制信號多半是來自濕度控制器的信號，于是避免冷熱抵消，該系統(tǒng)將在消耗最低能量下運行。

      組合式空調(diào)是針對室外空氣的經(jīng)過過濾處理后用風機以一定的風量送往室內(nèi)，來調(diào)節(jié)室內(nèi)的空氣。F6、F9袋式及G4板式的過濾器作用是除去空氣中的細菌來提高空氣潔凈度；調(diào)節(jié)冰水比例閥控制表冷器冰水流量對空氣進行制冷和除濕；調(diào)節(jié)加濕比例閥控制干蒸汽加濕器過熱蒸汽流量對空氣進行加濕處理；調(diào)節(jié)加熱比例閥控制加熱盤管過熱蒸汽流量進行加熱處理。

      自控系統(tǒng)采用西門子CPU226CN為控制核心的PLC，由溫濕變送器采集0-10V的溫濕度信號送到A/D模塊EM235，通過PLC的PID運算，輸出D/A模塊EM232由信號0-10V調(diào)節(jié)控制比例閥的運行控制溫濕度；風量變送器采集0-10V的風量信號經(jīng)過變換和計算，輸出控制變頻器的運行控制風量。所有控制狀態(tài)和有關(guān)數(shù)據(jù)可以在觸摸屏（HMI）監(jiān)控顯示。控制系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示，I/O接線示意圖如圖3所示，觸摸屏（HMI）監(jiān)控圖如圖4所示。

圖3  觸摸屏（HMI）監(jiān)控圖

 溫濕度變送器分別采集生產(chǎn)線溫、濕度實際值后，經(jīng)A/D變換把信號送到CPU與設(shè)定值比較。根據(jù)計算結(jié)果，控制器輸出相應(yīng)信號自動控制比例調(diào)節(jié)閥，來調(diào)節(jié)冷量、蒸汽量，確保房間溫、濕度達到