【集萃網(wǎng)觀察】根據(jù)紡織研究所纖維測(cè)試具體要求，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)四種工況，它們分別是工況1室內(nèi)溫度10℃，相對(duì)濕度50%；工況2：室內(nèi)溫度15℃，相對(duì)濕度30%；工況3：室內(nèi)溫度20℃，相對(duì)濕度20%；工況4：室內(nèi)溫度30℃，相對(duì)濕度15%；要求控制精度溫度為±1℃，相對(duì)濕度為±5%。
這四種工況均為低濕要求，在一年四季大部處于除濕狀態(tài)，以滿足紡織纖維處于吸濕平衡后進(jìn)行測(cè)試的實(shí)驗(yàn)要求。
空氣除濕主要有四種方式，通風(fēng)除濕、冷卻除濕、液體吸濕劑除濕和固體吸附劑除濕。在空調(diào)除濕系統(tǒng)中，冷卻除濕和固體吸附劑除濕是主要手段。冷卻除濕在環(huán)境對(duì)濕度要求不是很高（RH>60～65%）的條件下效果較好，性能穩(wěn)定且能耗也比較低，目前應(yīng)用比較廣泛。但當(dāng)要求低濕（RH<45±5%）環(huán)境時(shí)，空氣露點(diǎn)降低，水冷系統(tǒng)能耗顯著增加。轉(zhuǎn)輪除濕不受空氣露點(diǎn)影響，且除濕量大，特別適用于低濕條件下，但如果全部除濕僅采用固態(tài)吸附原理的轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)進(jìn)行，其再生耗能量也比較大。本項(xiàng)目將轉(zhuǎn)輪除濕和冷卻除濕技術(shù)有機(jī)結(jié)合，通過(guò)相關(guān)技術(shù)應(yīng)用，更好的發(fā)揮綜合效能。
本項(xiàng)目采用的組合式空調(diào)機(jī)組該機(jī)組由混風(fēng)段、一次表冷段、轉(zhuǎn)輪除濕段、二次表冷段、加熱段、加濕段和送風(fēng)段組成。為了滿足室內(nèi)溫度10℃的工況要求，二次表冷由低溫機(jī)組提供2～3℃乙二醇和水的混合液制冷劑。由于系統(tǒng)比較小，加熱段采用電加熱器進(jìn)行加熱。
加濕段采用電極加濕器，電極加濕器具控制精度高和性價(jià)比好的優(yōu)點(diǎn)。
混風(fēng)段將一次回風(fēng)與新風(fēng)進(jìn)行混合，送初效過(guò)濾器過(guò)濾。經(jīng)過(guò)濾后的空氣進(jìn)入一次表冷，一次表冷通以7℃冷水，由于空氣在不同的溫度及能量下，空氣所能容納的水分是不同的，空氣中的水分含量隨著空氣溫度的降低而減小。當(dāng)空氣通過(guò)表冷器時(shí)，空氣被表冷盤管冷卻降溫，空氣隨著溫度的降低，空氣中的水蒸汽逐漸凝結(jié)，并達(dá)到飽和狀態(tài)，空氣的中的水蒸汽就變成凝結(jié)水并析出，從而空氣中的絕對(duì)含水量得到降低，實(shí)現(xiàn)了空氣預(yù)除濕和降溫。經(jīng)預(yù)除濕和降溫處理后的空氣，送轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)進(jìn)行進(jìn)步除濕，轉(zhuǎn)輪由特殊陶瓷纖維載體和活性硅膠復(fù)合而成；轉(zhuǎn)輪兩側(cè)由特制的密封裝置分成兩個(gè)區(qū)域：處理區(qū)域及再生區(qū)域；當(dāng)需要除濕的潮濕空氣通過(guò)轉(zhuǎn)輪的處理區(qū)域時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)輪載著趨于飽和的水蒸汽進(jìn)入再生區(qū)域；再生區(qū)內(nèi)反向吹入的高溫空氣使得轉(zhuǎn)輪中吸附的水份被脫附，被風(fēng)機(jī)排出室外，從而使轉(zhuǎn)輪恢復(fù)了吸濕的能力而完成再生過(guò)程。采用蒸汽對(duì)再生空氣加熱，通過(guò)調(diào)節(jié)再生溫度實(shí)現(xiàn)對(duì)除濕量的精確控制。對(duì)處理好濕度的空氣通過(guò)二次表冷段和加熱段進(jìn)行等濕冷卻和等濕加熱，將空氣處理成所需的溫度由送風(fēng)機(jī)送至特種纖維試驗(yàn)室內(nèi)。在冬天，由于新風(fēng)的含濕量比較低，空氣需要加濕處理，本項(xiàng)目通過(guò)控制加濕器的模擬輸入信號(hào)的大小來(lái)精確控制加濕量。
組合式空調(diào)的一次表冷段、轉(zhuǎn)輪除濕段和電加濕段實(shí)現(xiàn)空氣的濕度處理；二次表冷和加熱段實(shí)現(xiàn)空氣的溫度處理。由溫濕度傳感器對(duì)試驗(yàn)室的溫濕度進(jìn)行采樣并送控制器，控制器對(duì)采樣的溫濕度進(jìn)行空氣含濕量的計(jì)算，并與試驗(yàn)室設(shè)定值進(jìn)行比較運(yùn)算，當(dāng)需要除濕時(shí)，根據(jù)除濕量對(duì)一次表閥開(kāi)度、轉(zhuǎn)輪再生溫度進(jìn)行控制，以滿足試驗(yàn)室濕度要求；采樣新風(fēng)溫濕度與試驗(yàn)室和設(shè)定值的溫濕度并進(jìn)行比較判斷，控制新風(fēng)閥、回風(fēng)閥的開(kāi)度，以滿足節(jié)能的目的；經(jīng)過(guò)濕度處理好的空氣再進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，當(dāng)需要冷卻處理時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)二次表冷閥的開(kāi)度進(jìn)行降溫的控制；當(dāng)需要加熱處理時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)加熱模塊的電源電壓進(jìn)行升溫的控制。
含濕量計(jì)算要求控制器具有計(jì)算功能，本控制系統(tǒng)選用西門子S7-200系列的PLC作為本系統(tǒng)的控制器，該系統(tǒng)具有邏輯判斷功能、功能指令強(qiáng)大、性價(jià)比高等特點(diǎn)。該控制系統(tǒng)由CPU224主模塊、EM235模擬量輸入/輸出擴(kuò)展模塊和EM232模擬量擴(kuò)展模塊組成。采用威綸的人機(jī)界面（HMI）作為本系統(tǒng)的參數(shù)顯示和參數(shù)設(shè)定單元，用以顯示各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的溫度和濕度，顯示各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出狀態(tài)，設(shè)定各工況的溫度和濕度，選擇運(yùn)行工況，設(shè)定PID等控制參數(shù)，記錄測(cè)量參數(shù)歷史曲線，實(shí)施異常狀態(tài)的報(bào)警、歷史故障的查詢等。
本實(shí)驗(yàn)每相隔5分鐘做一次數(shù)據(jù)采集，該曲線數(shù)據(jù)表明，通過(guò)合理設(shè)定濕度控制環(huán)、溫度控制環(huán)和轉(zhuǎn)輪再生溫度環(huán)的PID參數(shù)值，本系統(tǒng)溫、濕度控制的精度、穩(wěn)定性符合項(xiàng)目初期設(shè)計(jì)要求，且實(shí)際運(yùn)行中控制精度優(yōu)于設(shè)計(jì)要求，說(shuō)明技術(shù)組合應(yīng)用的綜合效果顯著。運(yùn)行曲線波形圖表明，本系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后相對(duì)濕度的變化在±2.5左右，溫度的控制精在±0.5℃左右，系統(tǒng)運(yùn)行節(jié)能效果良好。
本系統(tǒng)由于采用了合理空調(diào)結(jié)構(gòu)和優(yōu)化的控制方案，實(shí)現(xiàn)了對(duì)紡織特殊工況的低濕高精度溫濕度的控制，該空調(diào)在用戶運(yùn)行二年多來(lái)，運(yùn)行穩(wěn)定，控制精度達(dá)到并優(yōu)于預(yù)期要求，得到了用戶好評(píng)。該項(xiàng)目成功經(jīng)驗(yàn)，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。
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