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关于纺织的纤维室内温湿度的操控

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集萃印花网  2012-07-31

    【集萃网观察】根据纺织研究所纤维测试具体要求，本项目设计四种工况，它们分别是工况1室内温度10℃，相对湿度50%；工况2：室内温度15℃，相对湿度30%；工况3：室内温度20℃，相对湿度20%；工况4：室内温度30℃，相对湿度15%；要求控制精度温度为±1℃，相对湿度为±5%。

　　这四种工况均为低湿要求，在一年四季大部处于除湿状态，以满足纺织纤维处于吸湿平衡后进行测试的实验要求。

　　空气除湿主要有四种方式，通风除湿、冷却除湿、液体吸湿剂除湿和固体吸附剂除湿。在空调除湿系统中，冷却除湿和固体吸附剂除湿是主要手段。冷却除湿在环境对湿度要求不是很高（RH>60～65%）的条件下效果较好，性能稳定且能耗也比较低，目前应用比较广泛。但当要求低湿（RH<45±5%）环境时，空气露点降低，水冷系统能耗显著增加。转轮除湿不受空气露点影响，且除湿量大，特别适用于低湿条件下，但如果全部除湿仅采用固态吸附原理的转轮除湿机进行，其再生耗能量也比较大。本项目将转轮除湿和冷却除湿技术有机结合，通过相关技术应用，更好的发挥综合效能。

　　本项目采用的组合式空调机组该机组由混风段、一次表冷段、转轮除湿段、二次表冷段、加热段、加湿段和送风段组成。为了满足室内温度10℃的工况要求，二次表冷由低温机组提供2～3℃乙二醇和水的混合液制冷剂。由于系统比较小，加热段采用电加热器进行加热。

　　加湿段采用电极加湿器，电极加湿器具控制精度高和性价比好的优点。

　　混风段将一次回风与新风进行混合，送初效过滤器过滤。经过滤后的空气进入一次表冷，一次表冷通以7℃冷水，由于空气在不同的温度及能量下，空气所能容纳的水分是不同的，空气中的水分含量随着空气温度的降低而减小。当空气通过表冷器时，空气被表冷盘管冷却降温，空气随着温度的降低，空气中的水蒸汽逐渐凝结，并达到饱和状态，空气的中的水蒸汽就变成凝结水并析出，从而空气中的绝对含水量得到降低，实现了空气预除湿和降温。经预除湿和降温处理后的空气，送转轮除湿机进行进步除湿，转轮由特殊陶瓷纤维载体和活性硅胶复合而成；转轮两侧由特制的密封装置分成两个区域：处理区域及再生区域；当需要除湿的潮湿空气通过转轮的处理区域时，转动的转轮载着趋于饱和的水蒸汽进入再生区域；再生区内反向吹入的高温空气使得转轮中吸附的水份被脱附，被风机排出室外，从而使转轮恢复了吸湿的能力而完成再生过程。采用蒸汽对再生空气加热，通过调节再生温度实现对除湿量的精确控制。对处理好湿度的空气通过二次表冷段和加热段进行等湿冷却和等湿加热，将空气处理成所需的温度由送风机送至特种纤维试验室内。在冬天，由于新风的含湿量比较低，空气需要加湿处理，本项目通过控制加湿器的模拟输入信号的大小来精确控制加湿量。

　　组合式空调的一次表冷段、转轮除湿段和电加湿段实现空气的湿度处理；二次表冷和加热段实现空气的温度处理。由温湿度传感器对试验室的温湿度进行采样并送控制器，控制器对采样的温湿度进行空气含湿量的计算，并与试验室设定值进行比较运算，当需要除湿时，根据除湿量对一次表阀开度、转轮再生温度进行控制，以满足试验室湿度要求；采样新风温湿度与试验室和设定值的温湿度并进行比较判断，控制新风阀、回风阀的开度，以满足节能的目的；经过湿度处理好的空气再进行温度调节，当需要冷却处理时，通过调节二次表冷阀的开度进行降温的控制；当需要加热处理时，通过调节加热模块的电源电压进行升温的控制。

　　含湿量计算要求控制器具有计算功能，本控制系统选用西门子S7-200系列的PLC作为本系统的控制器，该系统具有逻辑判断功能、功能指令强大、性价比高等特点。该控制系统由CPU224主模块、EM235模拟量输入/输出扩展模块和EM232模拟量扩展模块组成。采用威纶的人机界面（HMI）作为本系统的参数显示和参数设定单元，用以显示各个检测点的温度和湿度，显示各个执行机构的输出状态，设定各工况的温度和湿度，选择运行工况，设定PID等控制参数，记录测量参数历史曲线，实施异常状态的报警、历史故障的查询等。

　　本实验每相隔5分钟做一次数据采集，该曲线数据表明，通过合理设定湿度控制环、温度控制环和转轮再生温度环的PID参数值，本系统温、湿度控制的精度、稳定性符合项目初期设计要求，且实际运行中控制精度优于设计要求，说明技术组合应用的综合效果显著。运行曲线波形图表明，本系统稳定运行后相对湿度的变化在±2.5左右，温度的控制精在±0.5℃左右，系统运行节能效果良好。

　　本系统由于采用了合理空调结构和优化的控制方案，实现了对纺织特殊工况的低湿高精度温湿度的控制，该空调在用户运行二年多来，运行稳定，控制精度达到并优于预期要求，得到了用户好评。该项目成功经验，具有推广应用价值。

　　来源：中国印花网

  
  

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