生產(chǎn)車間恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的優(yōu)化設(shè)計(jì)

生產(chǎn)車間恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的優(yōu)化設(shè)計(jì)摘要：本文主要針對恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了著重的闡述，并結(jié)合其在生產(chǎn)車間中的應(yīng)用情況，提出一些節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)措施，以便進(jìn)一步提高恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用性能，滿足生產(chǎn)車間的長期運(yùn)行需求，提供可靠的參考依據(jù)。關(guān)鍵詞：生產(chǎn)車間；恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)；節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對于生產(chǎn)車間環(huán)境的要求也提出了較高的要求，尤其是溫度場、濕度場的精度要求，必須能夠完全符合生產(chǎn)工藝所需的溫濕度要求?；诖?，要想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就要在生產(chǎn)車間中安裝具有節(jié)能降耗性能的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)，并在長期實(shí)踐中，對其進(jìn)行不斷的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以便可以最大化提升空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用性能，全面促進(jìn)生產(chǎn)車間的高效率生產(chǎn)和高效益生產(chǎn)。恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀現(xiàn)如今，恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍十分寬泛，尤其是在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，更是取得了較大的成效，其可以完全滿足生產(chǎn)工藝所需的溫濕度要求。從工作原理來看，恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)的運(yùn)行方式主要以連續(xù)運(yùn)行方式為主，所以其所產(chǎn)生的能耗量也是忽高忽低。而隨著近年來我國能源短缺居面的不斷發(fā)展，生產(chǎn)企業(yè)對于節(jié)能工作也是給予了高度的重視，但是一般維持室內(nèi)溫濕度的空調(diào)系統(tǒng)都具有高能耗特征，所以，即使運(yùn)用恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)，也要對其進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)，以期更好的降低系統(tǒng)的運(yùn)行能耗，保證生產(chǎn)車間內(nèi)的溫度和濕度。與其他空調(diào)系統(tǒng)相比，恒溫恒濕中央空調(diào)系統(tǒng)對于室內(nèi)溫濕度的穩(wěn)定性要求十分之高，不僅會將一些溫度的波動范圍控制在1°C以內(nèi)，而且對于濕度要求也是極為嚴(yán)格。但由于車間內(nèi)的溫濕度會受到外界因素以及室內(nèi)條件和溫濕度之間的因素所影響，所以當(dāng)溫度波動變化達(dá)到10C時(shí)，也會導(dǎo)致車間內(nèi)的濕度變化加速到40C以上。而隨著我國機(jī)械加工工藝技術(shù)水平的不斷提升，對于恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的溫、濕度控制要求也越來越高，不僅要將車間內(nèi)的溫濕度控制在最小化，而且還要有效降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗量，因此，要想實(shí)現(xiàn)最終的運(yùn)行目標(biāo)，就要對恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行全面的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)。因?yàn)楝F(xiàn)在市面上所出售的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)，都是采用全空氣系統(tǒng)來營造高精度的恒溫恒濕室，但是由于全空氣系統(tǒng)在進(jìn)行空氣處理上會存有冷熱量相抵消的現(xiàn)象，所以很容易會加大系統(tǒng)的能耗量。并且空調(diào)機(jī)組的設(shè)計(jì)模式是按照傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案來進(jìn)行的，很少會按照高效變制冷劑流量集中空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式來進(jìn)行設(shè)計(jì)，所以根本無法滿足生產(chǎn)車間的節(jié)能化發(fā)展，所以，只有對其進(jìn)行全方位的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)，這樣才能提高生產(chǎn)車間的生產(chǎn)效益，實(shí)現(xiàn)最終的發(fā)展目標(biāo)。恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)在生產(chǎn)車間中的優(yōu)化設(shè)計(jì)2.1表冷器的優(yōu)化設(shè)計(jì)在對表冷器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過在表冷器上加裝熱濕獨(dú)立控制裝置來實(shí)現(xiàn)，具體如圖一所示?？梢詫釢癃?dú)立裝置安裝在表冷器前后位置上，并配備電動可控三通閥1和2,如圖二所示。其中可控三通閥1主要負(fù)責(zé)冷凍水流量的動態(tài)控制，以便可以有效調(diào)節(jié)表冷器的換熱量，使其溫度控制效果達(dá)到最佳狀態(tài);而可控三通閥2則負(fù)責(zé)將返同的表冷器同水與冷凍水進(jìn)行充分混合，以便可以根據(jù)實(shí)際需要的除濕量來調(diào)整進(jìn)入表冷器中的冷凍水和同水比例，使其在表冷器冷水流量不變的情況下，來實(shí)現(xiàn)動態(tài)露點(diǎn)溫度控制，從而保障濕度的單獨(dú)控制效果。圖一圖二2.2空調(diào)系統(tǒng)工作模式的優(yōu)化設(shè)計(jì)基于不同季節(jié)生產(chǎn)車間對溫濕度控制的需求，應(yīng)對恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的工作模式進(jìn)行全面的優(yōu)化，可以通過采用PID調(diào)節(jié)器的輸出信號來分程控制系統(tǒng)工作模式來實(shí)現(xiàn)。首先，要利用溫度PID調(diào)節(jié)器的輸出信號來控制電動三通閥1及加熱器。即當(dāng)PID信號值由0升至0.5時(shí)，電動三通閥1的開度則會由1降到0.2,這樣就會有效減少表冷器中的冷凍水流量，保證加熱器中的輸出信號值可以始終保持在0范圍內(nèi)；相對，當(dāng)PID信號值由0.5升至到1時(shí)，電動三通閥1的開度始終維持在0.2范圍內(nèi)，而加熱器的輸出值則會由0增大到100%。其次，要利用濕度PID調(diào)節(jié)器來控制電動三通閥2及加濕器。即當(dāng)PID信號值由0升至0.5時(shí)，電動三通閥2的開度就會由1降到0.2,這樣就會大大減少冷凍水比例，提高表冷器中的冷凍水溫度，保證加濕器中的輸出信號值可以始終保持在0范圍內(nèi)；相對，當(dāng)PID信號值由0.5升至到1時(shí)，電動三通閥2開度也會始終維持在0.2范圍內(nèi)，進(jìn)而使得加濕器輸出值由0增大到100%。2.3主系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)首先，冷源系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。即將冷水機(jī)組額定制冷量設(shè)定在400KW、恒溫水箱溫度設(shè)定在3.2t。并且冷水機(jī)組的啟停要根據(jù)恒溫水箱水溫情況來進(jìn)行確定，以保證在設(shè)定的溫度下，可以最大環(huán)降低恒溫水箱的誤差范圍；其次，空氣處理機(jī)組的優(yōu)化設(shè)計(jì)。即將整個(gè)機(jī)組細(xì)分成多個(gè)功能段，如：表冷器段、加熱段、加濕段、送風(fēng)風(fēng)機(jī)段、同風(fēng)風(fēng)機(jī)段、空段、排風(fēng)口、進(jìn)風(fēng)口等，且由恒溫水箱統(tǒng)一提供表冷器的冷凍水；最后，控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。即構(gòu)建完善的監(jiān)控軟件平臺，以便可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與DDC控制器的數(shù)據(jù)交互功能以及自動報(bào)警功能，從而對控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督和管控。另外，還要詳細(xì)編寫系統(tǒng)監(jiān)控程序，這樣才能保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，使其節(jié)能降耗功能達(dá)到最大化。新的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)在生產(chǎn)車間的應(yīng)用情況以某生產(chǎn)企業(yè)為例，其生產(chǎn)車間總面積為652m2、車間內(nèi)的室內(nèi)溫度設(shè)定在26°C、相對濕度設(shè)定在66%。且溫度和相對濕度之間的最大波動值不得超過±1.1°C和±3.1%。在節(jié)能方面，其全面采用了節(jié)能優(yōu)化后的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)。雖然該企業(yè)生產(chǎn)車間內(nèi)的照明設(shè)備雖然整體負(fù)荷變化較小，但由于生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行模式為24小時(shí)不間斷運(yùn)行模式，所以其產(chǎn)生的生產(chǎn)能耗也是極為顯著。如圖三所示，該企業(yè)生產(chǎn)車間的溫濕度值在130分鐘運(yùn)行時(shí)間內(nèi)的變化情況，通過采用新的恒溫恒濕系統(tǒng)，該車間內(nèi)溫度已由原有溫度控制到25.8C，而濕度變化值也由原有的數(shù)值控制到67.1%。據(jù)相關(guān)專家分析，該系統(tǒng)在車間全年運(yùn)行時(shí)段內(nèi)，雖未從根本上消除熱濕補(bǔ)償損失，但和傳統(tǒng)恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)相比，總的節(jié)能效果十分明顯，完全能夠滿足車間對溫濕度的控制需求。具體節(jié)能情況如圖四所示。圖四新恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用結(jié)論新恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，表冷器優(yōu)化設(shè)計(jì)。為其加裝了熱濕獨(dú)立控制裝置；第二，空調(diào)系統(tǒng)工作模式的優(yōu)化設(shè)計(jì)。采用PID調(diào)節(jié)器的輸出信號來分程控制系統(tǒng)工作模式；第三，主系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。分別對冷源系統(tǒng)、空氣處理機(jī)組以及控制系統(tǒng)進(jìn)行了全面的優(yōu)化。通過上述幾方面優(yōu)化措施，不僅能夠滿足生產(chǎn)車間對溫濕度精度控制需求，而且在工況發(fā)生變化時(shí)，熱濕獨(dú)立控制裝置配合PID信號分程控制方法，也能夠根據(jù)所編寫的控制工藝，來對表冷器、加濕器、加熱器的運(yùn)行情況進(jìn)行自動控制，以便可以確保整個(gè)空調(diào)機(jī)組在全年段內(nèi)的運(yùn)行節(jié)能效果，使其保持在20%-40%標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。因此，該生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)車間中安裝新恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)，十分可行，其不僅可以提高企業(yè)的生產(chǎn)效益，而且還能節(jié)約大量的能源，降低生產(chǎn)成本。結(jié)束語綜上所述，在現(xiàn)代生產(chǎn)車間中，恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)其溫濕度調(diào)節(jié)的最佳載體。為了實(shí)現(xiàn)高精度控制目標(biāo)，滿足車間的長期運(yùn)行需求，還要對空調(diào)機(jī)組進(jìn)行全面的優(yōu)化設(shè)計(jì)