組合式空調恒溫恒濕的自動控制

• 摘要：如何符合特殊的生產線溫濕度的使用要求，是空調系統及其控制系統設計的難題。組合式空調的自控系統較好地解決了這難題，它采用了除濕優先的控制方法，利用最小能量能使該系統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的基礎上，歷經金融風暴后，大多數醫療手術室、電子、煙草、化工、制藥、食品、民用建筑、商場、工業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備、更新工業、更新觀念，不斷提高產品檔次，提高產品質量。特別是國內的噴涂生產線，他們從國外引入先進的機器人噴涂生產線替代即將淘汰殘舊的設備。這種機器人噴涂生產線對環境要求很高，溫濕度不穩均會影響產品的外觀及噴涂率，甚至導致涂料成本增加、噴涂不勻等質量問題。面對這煩惱的問題，恰好遇到了組合式空調，它完全可以滿足工藝要求。按國家相關標準要求，室內溫度要求�1℃，相對濕度要求�5%。如何符合特殊的生產線溫濕度的使用要求，成為了空調系統及其控制系統設計的難題。組合式空調的自控系統較好地解決了這難題，它典型結構如圖1所示。

圖1 組合式空調結構示意圖

     根據噴涂生產線對空氣的質量精度要求不同、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能回收。除濕是恒溫恒濕系統空氣處理過程中必不可少的環節，在空調系統中常采用冷凍除濕技術。因為制冷系統既要控制溫度又要控制濕度，而被控制室內的溫濕度也是密切關聯，所以較難符合被控制生產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聯，如：溫度精度≤�1℃與濕度精度≤�1%相比，濕度較難控制。因此�1%濕度所對應的溫度精度≤�1℃。假設在12℃結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。組合式空調系統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，需要看哪個參數先滿足要求而定。對于室內有散濕負荷，特別是濕負荷變化大的對象（生產線），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表冷器處理后的空氣不必再處理到相應的露點溫度。要除濕從原理上說，必須把空氣處理到相應的露點.這樣的控制方式把它稱為不定露點溫度控制。這樣經此處理的冷氣進入房間后，除非室內有大量顯熱負荷，在大多數情況下，都會導致室內過冷，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，該系統將在消耗最低能量下運行。

      組合式空調是針對室外空氣的經過過濾處理后用風機以一定的風量送往室內，來調節室內的空氣。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；調節冰水比例閥控制表冷器冰水流量對空氣進行制冷和除濕；調節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；調節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調節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。所有控制狀態和有關數據可以在觸摸屏（HMI）監控顯示。控制系統構成如圖2所示，I/O接線示意圖如圖3所示，觸摸屏（HMI）監控圖如圖4所示。

圖3  觸摸屏（HMI）監控圖

 溫濕度變送器分別采集生產線溫、濕度實際值后，經A/D變換把信號送到CPU與設定值比較。根據計算結果，控制器輸出相應信號自動控制比例調節閥，來調節冷量、蒸汽量，確保房間溫、濕度達到