化纖生產車間空調控制系統設計范文

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【摘要】

以化纖廠粘膠原液車間和紡絲車間空調系統為例，闡述化纖廠生產車間空調控制系統的設計。主要介紹溫濕度自動控制系統。

關鍵詞

空調控制；系統設計；溫濕度自動控制

工業空調的任務是將生產車間空氣的溫度、溫度、潔凈度、風速、風壓控制在一定的范圍內，以滿足生產要求和改善勞動條件。要想使空調系統既能滿足工藝要求又能節省能量，必須熟悉空調的特點及規律，按照不同的工藝要求和環境條件，確定空調自控系統的組成，這樣才能設計出較理想的空調自控系統。現以化纖廠粘膠原液車間和紡絲車間為例，闡述空調自控系統的設計。主要介紹溫濕度自動控制系統。

1對溫度控制要求較高、對濕度控制要求低的空調控制系統

如化纖廠粘膠原液生產車間的粘膠后溶解、粘膠準備間等，都要求室內溫度為20±0.5℃、相對濕度不大于80%。根據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i－d圖查得N點的露點溫度為17℃，按照室外空氣新風狀態，在i－d圖上可分為三個工況區:當新風露點溫度低于17℃，干球溫度低于20℃時設為Ⅰ區;當新風露點溫度低于17℃、干球溫度高于20℃時設為Ⅱ區;當新風露點溫度高于17℃時設為Ⅲ區。當新風狀態處在Ⅰ區時，溫度低于設定值，通過加熱即可達到設定值;當新風狀態處于Ⅱ區時，溫度高于設定值，這時用表冷器降溫(絕濕降溫)即可達到設定值;當新風狀態處在Ⅲ區時，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。根據上述分析，可確定空調系統的組成。

首先進行新、回風混合，再經表冷器、加熱器，最后經風機送到車間。在表冷器后和送風總管上各設一溫度檢測點，分別組成溫度控制系統TIC101和TIC102;在車間內設一溫濕度檢測點，組成溫度控制系統TIC103和濕度指示聯鎖控制系統MIS－101。為提高控制質量，保證控制精度，將TIC102與TIC103組成以TIC103為主環的串級分程控制系統，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。當新風狀態處在Ⅰ區時，由串級控制系統通過控制閥TV－102控制加熱，使車間溫度達到設定值，其控制系統框圖如圖1a所示;當新風溫度超過20℃時，系統自動轉入Ⅱ區運行狀態，由TIC－102和TIC－103組成的串級控制系統通過控制閥TV－101控制表冷器的冷凍水流量，使空氣溫度降到設定值，其系統框圖如圖1b所示;當新風露點溫度超過17℃時，系統自動轉入Ⅲ區運行狀態，即進行定露點控制，由TIC－101與TV－101組成的露點控制系統控制表冷器，使表冷器后的空氣溫度(即機器露點溫度)控制在設定值，其系統框圖如圖1c所示。而串級控制系統通過TV－102控制加熱器，使車間溫度滿足要求，其系統框圖如圖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，是一種連續漸變的切換過程;Ⅱ、Ⅲ區之間的切換則是靠濕度指示聯鎖控制系統MIS－101，根據車間相對濕度進行的。在此也可根據新風露點溫度進行切換，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，所以根據車間相對濕度進行切換比較方便。此系統的主要特點是系統簡單，對溫度控制嚴格，對相對濕度只有上限控制，全年均充分利用回風，節省能量消耗。

2全新風恒溫恒濕空調控制系統

不用回風的空調系統稱為全新風空調系統，也叫直流空調系統。由于全用新風，所以受外界環境影響大，季節性強。以粘膠纖維紡絲車間空調系統為例進行說明。根據工藝要求和環境條件采用噴淋式定露點控制系統，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露點溫度控制系統溫度檢測點設在噴淋室出口擋水板后，由檢測元件、露點控制調節器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，其框圖如圖2所示。這種控制系統靈活多變、適應性強、節能效果好，可根據不同情況有多種調整方案:(1)三分程控制。將TV－201A、TV－201B、TV－201C的操作信號分別調整為4～9mA、9～14mA、14～20mA。這種控制方式，各工況間的轉換均為自動切換，節約能量且操作簡單，切換過程是漸變的，對空調系統無沖擊。但由于控制閥的操作信號跨度小，調整較困難。(2)二分程控制。將TV－201A和TV－201B的操作信號均調整為4～12mA，將TV－201C的操作信號調整為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，所以節能效果稍差。(3)兩二分程控制。全年分三個工況區，和三分程控制的情況相似。在Ⅰ區(冬季)和在Ⅰ、Ⅱ區(過渡季)之間過渡時，手動將冷水閥TV－201C關閥，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(夏季)和Ⅱ、Ⅲ區之間過渡時，手動將TV－201A關閉，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整，由12～20mA調整到4～20mA;在由夏季向冬季過渡時，再由4～12mA調整到12～20mA。這種控制方式兼備三分程和二分程控制的優點。

2.2送風溫度控制圖3是一個簡單的送風溫度控制系統，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，使送風溫度控制在設定值。此系統運行狀態全年不變。這個控制系統配合露點控制器TIC－201，由TIC－201控制了空氣的含濕量，由TIC－202控制了送風溫度，兩控制配合起來既恒定了送風溫度又恒定了送風相對濕度，形成恒溫、恒濕空調控制系統。

作者：王薇 單位：保定凱龍電器有限公司