化纤生产车间空调控制系统设计范文

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【摘要】

以化纤厂粘胶原液车间和纺丝车间空调系统为例，阐述化纤厂生产车间空调控制系统的设计。主要介绍温湿度自动控制系统。

关键词

空调控制；系统设计；温湿度自动控制

工业空调的任务是将生产车间空气的温度、温度、洁净度、风速、风压控制在一定的范围内，以满足生产要求和改善劳动条件。要想使空调系统既能满足工艺要求又能节省能量，必须熟悉空调的特点及规律，按照不同的工艺要求和环境条件，确定空调自控系统的组成，这样才能设计出较理想的空调自控系统。现以化纤厂粘胶原液车间和纺丝车间为例，阐述空调自控系统的设计。主要介绍温湿度自动控制系统。

1对温度控制要求较高、对湿度控制要求低的空调控制系统

如化纤厂粘胶原液生产车间的粘胶后溶解、粘胶准备间等，都要求室内温度为20±0.5℃、相对湿度不大于80%。根据上述要求的车间温湿度，先在空气处理i－d图上找出20℃的等温度线t20与80%相对湿度线的交点N。根据i－d图查得N点的露点温度为17℃，按照室外空气新风状态，在i－d图上可分为三个工况区:当新风露点温度低于17℃，干球温度低于20℃时设为Ⅰ区;当新风露点温度低于17℃、干球温度高于20℃时设为Ⅱ区;当新风露点温度高于17℃时设为Ⅲ区。当新风状态处在Ⅰ区时，温度低于设定值，通过加热即可达到设定值;当新风状态处于Ⅱ区时，温度高于设定值，这时用表冷器降温(绝湿降温)即可达到设定值;当新风状态处在Ⅲ区时，由于空气的含湿量超过了要求，这时必须进行除湿，可用表冷器将空气冷却到17℃，使之凝结出一部分水分，然后再将空气加热到20℃，这样空气的相对湿度可接近80%，于是温湿度都达到了工艺要求。根据上述分析，可确定空调系统的组成。

首先进行新、回风混合，再经表冷器、加热器，最后经风机送到车间。在表冷器后和送风总管上各设一温度检测点，分别组成温度控制系统TIC101和TIC102;在车间内设一温湿度检测点，组成温度控制系统TIC103和湿度指示联锁控制系统MIS－101。为提高控制质量，保证控制精度，将TIC102与TIC103组成以TIC103为主环的串级分程控制系统，使表冷器的控制阀TV－101与加热器控制阀TV－102进行分程控制。当新风状态处在Ⅰ区时，由串级控制系统通过控制阀TV－102控制加热，使车间温度达到设定值，其控制系统框图如图1a所示;当新风温度超过20℃时，系统自动转入Ⅱ区运行状态，由TIC－102和TIC－103组成的串级控制系统通过控制阀TV－101控制表冷器的冷冻水流量，使空气温度降到设定值，其系统框图如图1b所示;当新风露点温度超过17℃时，系统自动转入Ⅲ区运行状态，即进行定露点控制，由TIC－101与TV－101组成的露点控制系统控制表冷器，使表冷器后的空气温度(即机器露点温度)控制在设定值，其系统框图如图1c所示。而串级控制系统通过TV－102控制加热器，使车间温度满足要求，其系统框图如图1a所示，这时车间相对湿度也满足了不超过80%RH的要求。Ⅰ、Ⅱ区之间的切换是由TV－101与TV－102的分程控制进行的，是一种连续渐变的切换过程;Ⅱ、Ⅲ区之间的切换则是靠湿度指示联锁控制系统MIS－101，根据车间相对湿度进行的。在此也可根据新风露点温度进行切换，但考虑到工艺对温度的要求有时会有所改变，这时新风露点温度切换点也要随之改变，这样会给操作带来麻烦，所以根据车间相对湿度进行切换比较方便。此系统的主要特点是系统简单，对温度控制严格，对相对湿度只有上限控制，全年均充分利用回风，节省能量消耗。

2全新风恒温恒湿空调控制系统

不用回风的空调系统称为全新风空调系统，也叫直流空调系统。由于全用新风，所以受外界环境影响大，季节性强。以粘胶纤维纺丝车间空调系统为例进行说明。根据工艺要求和环境条件采用喷淋式定露点控制系统，空气主要处理过程是一次加热、喷淋、二次加热等。冬季和过渡季节均喷淋热水，以免由于一次加热后的空气温度过高而降低加热效率。冬季喷淋热水是加热加湿过程，夏季喷冷水是冷却去湿过程。

2.1露点温度控制系统温度检测点设在喷淋室出口挡水板后，由检测元件、露点控制调节器TIC－201、一次加热控制阀TV－201A、喷淋水加热控制阀TV－201B、冷冻水控制阀TV－201C组成露点温度控制系统，其框图如图2所示。这种控制系统灵活多变、适应性强、节能效果好，可根据不同情况有多种调整方案:(1)三分程控制。将TV－201A、TV－201B、TV－201C的操作信号分别调整为4～9mA、9～14mA、14～20mA。这种控制方式，各工况间的转换均为自动切换，节约能量且操作简单，切换过程是渐变的，对空调系统无冲击。但由于控制阀的操作信号跨度小，调整较困难。(2)二分程控制。将TV－201A和TV－201B的操作信号均调整为4～12mA，将TV－201C的操作信号调整为12～20mA。这种控制方式与三分程控制相比，控制阀操作信号跨度较大、调整方便，但由于一次加热后空气温度较高，加热效率稍差，所以节能效果稍差。(3)两二分程控制。全年分三个工况区，和三分程控制的情况相似。在Ⅰ区(冬季)和在Ⅰ、Ⅱ区(过渡季)之间过渡时，手动将冷水阀TV－201C关阀，使一次加热控制阀TV－201A和喷淋水加热控制阀TV－201B进行分程控制;在Ⅲ区(夏季)和Ⅱ、Ⅲ区之间过渡时，手动将TV－201A关闭，使TV－201B和TV－201C进行分程控制。由冬季向夏季过渡时，要对喷淋水加热控制阀TV－201B的操作信号进行一次调整，由12～20mA调整到4～20mA;在由夏季向冬季过渡时，再由4～12mA调整到12～20mA。这种控制方式兼备三分程和二分程控制的优点。

2.2送风温度控制图3是一个简单的送风温度控制系统，由控制器TIC－202通过控制阀TV－202控制二次加热，将空气温度升高，使送风温度控制在设定值。此系统运行状态全年不变。这个控制系统配合露点控制器TIC－201，由TIC－201控制了空气的含湿量，由TIC－202控制了送风温度，两控制配合起来既恒定了送风温度又恒定了送风相对湿度，形成恒温、恒湿空调控制系统。

作者：王薇 单位：保定凯龙电器有限公司