論文空調(diào)機(jī)組溫濕度分區(qū)控制原理
空調(diào)機(jī)組是由各種空氣處理功能段組裝而成的一種空氣處理調(diào)節(jié)設(shè)備，其功能包含過濾、殺菌、冷卻、加熱、除濕、加濕等多種，在涂裝車間、醫(yī)藥車間、電子廠房等場合多有應(yīng)用，根據(jù)實(shí)用需要，可自由選擇其功能，其中空氣的溫濕度調(diào)節(jié)，是最常見的功能應(yīng)用之一。
一、溫濕度控制基礎(chǔ)理論
為了有效控制空氣溫濕度，需要采用一定的方法對空氣處理過程進(jìn)行分析。在工程上，為了使用方便，繪制了濕空氣的濕空氣焓濕圖。焓濕圖表示一定大氣壓下，濕空氣的各參數(shù)，即焓h（kJ/kg干空氣）、含濕量d（g/kg干空氣）、溫度t （℃） 、相對濕度（%）和水蒸氣分壓力的值及其相互關(guān)系。焓濕圖可以根據(jù)兩個(gè)獨(dú)立的參數(shù)比較簡便的確定空氣的狀態(tài)點(diǎn)及其余參數(shù)，更為重要的是它可以反映空氣狀態(tài)在熱濕交換作用下的變化過程。
1.濕空氣主要參數(shù)
1.1 相對濕度：是指空氣中水汽壓與飽和水汽壓的百分比。濕空氣的絕對濕度與相同溫度下可能達(dá)到的最大絕對濕度之比。也可表示為濕空氣中水蒸氣分壓力與相同溫度下水的飽和壓力之比。
1.3 干球溫度：用溫度計(jì)在空氣中直接測出的溫度。
1.4 濕球溫度：等焓值狀態(tài)下，空氣中水蒸汽達(dá)到飽和時(shí)的空氣溫度。
1.5 焓：濕空氣的焓為單位質(zhì)量干空氣的焓和其所帶水蒸汽的焓之和，它與濕空氣中水蒸汽的含量和濕空氣當(dāng)前的`溫度有關(guān)。
2.濕空氣經(jīng)過各種調(diào)節(jié)后狀態(tài)的變化
2.1 加熱：濕空氣經(jīng)過加熱后，狀態(tài)的變化是一樣的，都是沿著絕對含濕量線上升，在此過程中，濕空氣的絕對含濕量不變，干球溫度上升，相對濕度減少，焓值增大。
2.2 表冷：濕空氣經(jīng)過表冷后，狀態(tài)的變化分兩種情況：一是當(dāng)降溫較少時(shí)，降溫未達(dá)到露點(diǎn)，沒有水凝結(jié)出來的情況，濕空氣的狀態(tài)沿著絕對含濕量線下降，在此過程中，濕空氣的絕對含濕量不變，干球溫度下將，相對濕度增大，焓值減少；二是降溫較大，降溫達(dá)到露點(diǎn)，有水凝結(jié)出來的情況，濕空氣的狀態(tài)沿著絕對含濕量線下將到露點(diǎn)，然后開始有水凝結(jié)出來，沿著100%相對濕度線下將，在此過程中，濕空氣的絕對含濕量減少，干球溫度下將，相對濕度增大（基本達(dá)到100%），焓值減少。但需注意，由于表冷器在換熱時(shí)空氣換熱不均，所以實(shí)際在表冷過程中無論降溫多少，均會(huì)有水凝結(jié)出來。
2.3 加濕段：目前空氣調(diào)節(jié)加濕方式多為噴淋等焓加濕，空氣經(jīng)過加濕后，在理論上是沿著等焓線移動(dòng)的，由濕度較低的一點(diǎn)變化動(dòng)到濕度較高的一點(diǎn)，在此過程中，濕空氣的絕對含濕量增加，干球溫度下降，相對濕度增大，焓值保持不變。但需注意，由于加濕水溫的影響，實(shí)際噴淋加濕過程并不是完全沿著等焓線移動(dòng)，而是根據(jù)水溫高低而波動(dòng)，只能說近似為等焓。
二、溫濕度控制分區(qū)
焓濕圖基本涵蓋了濕空氣的所有狀態(tài)點(diǎn)，我們以此為依據(jù)，按照溫濕度控制初始點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)的參數(shù)對比，將焓濕圖分為三個(gè)區(qū)，即為將待處理空氣按狀態(tài)分劃到三個(gè)不同的控制區(qū)間，區(qū)分對待。
當(dāng)d初始 < d目標(biāo)，h初始 < h目標(biāo)時(shí)，初始空氣點(diǎn)位于1區(qū)；
當(dāng)d初始 < d目標(biāo)，h初始 > h目標(biāo)時(shí)，初始空氣點(diǎn)位于3區(qū)；
當(dāng)d初始 > d目標(biāo)時(shí)，初始空氣點(diǎn)位于3區(qū)；
三、溫濕度控制過程及方式
在空氣進(jìn)風(fēng)位置及送風(fēng)位置分別設(shè)置溫濕度儀，自動(dòng)檢測空氣溫濕度變化，并實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)反饋至PLC控制器，通過計(jì)算得出初始點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)空氣的“焓值”hm 和“含濕量”dm，通過比對判斷當(dāng)前狀態(tài)位于哪個(gè)控制區(qū)間，并求出Δh、Δd、Δt。
1.當(dāng)初始點(diǎn)位于1區(qū)時(shí)，此時(shí)一般是溫度低、濕度小，需運(yùn)行一次加熱和噴淋加濕，先通過升溫，將狀態(tài)點(diǎn)移動(dòng)到等焓線上，然后通過等焓加濕，即可達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)，該狀態(tài)基本都在冬季出現(xiàn)。
3.當(dāng)初始點(diǎn)位于3區(qū)時(shí)，此時(shí)一般是溫度高、濕度大，需運(yùn)行表冷和二次加熱，先通過降溫除濕，將狀態(tài)點(diǎn)移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)下方，然后通過二次加熱回調(diào)，即可達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)，該狀態(tài)基本都在夏季出現(xiàn)。
4.根據(jù)分區(qū)，溫濕度控制對應(yīng)也分以下三種操作模式
5.空氣熱濕處理各功能的控制方式
一次加熱：通過Δh，利用PID計(jì)算并控制一次加熱燃?xì)忾y的開度；
制冷：通過Δh，利用PID計(jì)算并控制冷水閥的開度；
加濕：通過Δd，利用PID計(jì)算并控制加濕泵的頻率；
二次加熱：通過Δt，利用PID計(jì)算并控制二次加熱燃?xì)忾y的開度；
四、溫濕度分區(qū)的優(yōu)點(diǎn)
由于溫濕度自動(dòng)控制采用了分區(qū)控制的理念，在不同的區(qū)域，根據(jù)需要啟用不同的能源和功能段。
1.有效的減少了系統(tǒng)的輸入變量，避免溫濕度超調(diào)的出現(xiàn)和反復(fù)的波動(dòng)，可以大大縮短溫濕度穩(wěn)定所需的時(shí)間；
2.可以實(shí)時(shí)根據(jù)溫濕度控制所需，對能源種類做出調(diào)整，比如當(dāng)外界狀態(tài)點(diǎn)位于冬季狀態(tài)時(shí)，就不需要啟動(dòng)中央制冷站，二次加熱也可以關(guān)閉，這樣既方便了設(shè)備的操作，同時(shí)也達(dá)到節(jié)能降耗的目的；
五、結(jié)語
空調(diào)溫濕度分區(qū)控制，采用比較簡單清晰的控制思路，即避免了全自動(dòng)狀態(tài)下，某些時(shí)段各控制功能相互掣肘，造成無端的能源消耗，又考慮了所有狀態(tài)的控制精度及穩(wěn)定性，簡單實(shí)用，便與實(shí)現(xiàn)。
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