組合式空調(diào)恒溫恒濕的自動(dòng)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(jì)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(dá)到恒溫恒濕控制精度。

我國(guó)為了更加快速與國(guó)際形勢(shì)市場(chǎng)接軌，在原加入WTO的基礎(chǔ)上，歷經(jīng)金融風(fēng)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(chǎng)、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(qiáng)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(guó)內(nèi)的噴涂生產(chǎn)線，他們從國(guó)外引入先進(jìn)的機(jī)器人噴涂生產(chǎn)線替代即將淘汰殘舊的設(shè)備。這種機(jī)器人噴涂生產(chǎn)線對(duì)環(huán)境要求很高，溫濕度不穩(wěn)均會(huì)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(duì)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(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，室內(nèi)溫度要求�1℃，相對(duì)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(jì)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(duì)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(duì)空氣進(jìn)行混合、加熱、冷卻、加濕、除濕、過濾等處理也相當(dāng)重要，滿足車間溫濕度時(shí)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?yàn)橹评湎到y(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(dá)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(duì)應(yīng)的溫度精度≤�1℃。假設(shè)在12℃結(jié)露點(diǎn)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(duì)濕度就在47%和53%之間波動(dòng)，0.2℃的空氣溫度變化將引起大于0.5%的相對(duì)濕度的變化。這一點(diǎn)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(gè)控制量的控制，至于它在某一時(shí)刻接收那個(gè)信號(hào)控制，需要看哪個(gè)參數(shù)先滿足要求而定。對(duì)于室內(nèi)有散濕負(fù)荷，特別是濕負(fù)荷變化大的對(duì)象（生產(chǎn)線），無疑是十分合適的，因?yàn)樗�不是控制固定露點(diǎn)溫度來確保室內(nèi)相對(duì)濕度。雖然有人稱它為無露點(diǎn)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(diǎn)溫度。要除濕從原理上說，必須把空氣處理到相應(yīng)的露點(diǎn).這樣的控制方式把它稱為不定露點(diǎn)溫度控制。這樣經(jīng)此處理的冷氣進(jìn)入房間后，除非室內(nèi)有大量顯熱負(fù)荷，在大多數(shù)情況下，都會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)過冷，相對(duì)濕度顯得過高。實(shí)際運(yùn)行過程中控制器選擇的控制信號(hào)多半是來自濕度控制器的信號(hào)，于是避免冷熱抵消，該系統(tǒng)將在消耗最低能量下運(yùn)行。

      組合式空調(diào)是針對(duì)室外空氣的經(jīng)過過濾處理后用風(fēng)機(jī)以一定的風(fēng)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(xì)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(duì)空氣進(jìn)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(duì)空氣進(jìn)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(jìn)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(hào)送到A/D模塊EM235，通過PLC的PID運(yùn)算，輸出D/A模塊EM232由信號(hào)0-10V調(diào)節(jié)控制比例閥的運(yùn)行控制溫濕度；風(fēng)量變送器采集0-10V的風(fēng)量信號(hào)經(jīng)過變換和計(jì)算，輸出控制變頻器的運(yùn)行控制風(fēng)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(shí)際值后，經(jīng)A/D變換把信號(hào)送到CPU與設(shè)定值比較。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，控制器輸出相應(yīng)信號(hào)自動(dòng)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(dá)到