紡織材料測試室恒溫空調(diào)自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試
摘 要: 詳細(xì)介紹了西安工程科技學(xué)院紡織材料學(xué)省級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)改造項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與調(diào)試情況。
1 項(xiàng)目概況
西安工程科技學(xué)院（原西北紡織工學(xué)院）紡織材料測試室是該校紡材專業(yè)進(jìn)行教學(xué)、科研測試工作的省級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。
紡材測試室原空調(diào)系統(tǒng)主機(jī)采用水冷式恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組，包括一臺帶半封閉式壓縮機(jī)的水冷冷凝機(jī)組和一臺上送風(fēng)恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組，兩臺設(shè)備均安裝在設(shè)備間，送風(fēng)管道從空調(diào)機(jī)組頂部接到兩個(gè)測試室上部，再通過天花板上的送風(fēng)口將處理過的空氣直接送到使用空間，室內(nèi)回風(fēng)通過貫穿于兩個(gè)測試間的下部回風(fēng)管道返回空調(diào)機(jī)組。
原空調(diào)系統(tǒng)建于八十年代初，限于當(dāng)時(shí)的條件，設(shè)備技術(shù)水平較低，尺寸龐大，能耗高。特別是使用一次性冷卻水，浪費(fèi)水資源，運(yùn)行費(fèi)用很大。加之經(jīng)過多年使用，部件磨損嚴(yán)重，性能下降，已無法滿足紡材測試對環(huán)境條件的要求，亟需對該空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行改造。
2 設(shè)計(jì)方案及設(shè)備選型
2.1 室內(nèi)設(shè)計(jì)要求
根據(jù)測試工作需要，在不同氣候條件下應(yīng)保證室內(nèi)溫濕度分別滿足20℃±1℃、65%±5%和27℃±1℃、65%±5%的要求。
2.2 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
鑒于西安地區(qū)供水緊張的狀況，主機(jī)改用風(fēng)冷式恒溫恒濕空調(diào)機(jī)。考慮到減少測試室內(nèi)噪聲及震動的要求，空調(diào)室內(nèi)機(jī)組仍安裝在設(shè)備間。室外機(jī)組安裝在設(shè)備間的外窗沿下，機(jī)組間連接管路短，同時(shí)便于維修。為減少改造項(xiàng)目投資，送、回風(fēng)管路仍然采用原有系統(tǒng)，設(shè)備安裝前對其內(nèi)部徹底進(jìn)行清理，以滿足使用要求。
2.3 設(shè)備選型
測試室室內(nèi)面積共40m2,凈高2.8米。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用雙層門結(jié)構(gòu)，房間四壁和地板為木板結(jié)構(gòu)，兩上外窗均封死，頂棚夾層內(nèi)設(shè)置送風(fēng)管路。根據(jù)用戶使用要求、圍護(hù)結(jié)構(gòu)狀況和室內(nèi)人員、設(shè)備數(shù)量等因素，經(jīng)過熱濕負(fù)荷計(jì)算，最后確定選用安詩曼設(shè)備有限公司生產(chǎn)的HF13D-I型恒溫恒濕空調(diào)機(jī)。機(jī)組主要參數(shù)為：制冷量13.2KW，制熱量7.2KW， 加濕量5kg/h。溫度控制范圍及精度為18℃-30℃±1℃，相對濕度控制范圍為30%-70%±5%，空氣過濾器等級為EU4級。 3 機(jī)組設(shè)計(jì)和調(diào)試中的幾個(gè)問題及措施
由于紡材測試室對室內(nèi)溫濕度，尤其對相對濕度有較嚴(yán)格的要求，加之其室內(nèi)熱濕負(fù)荷隨季節(jié)交替波動較大，所以，普通恒溫濕空調(diào)機(jī)直接用于此類場所難以滿足設(shè)計(jì)要求。因 此，我們在為之配套的HF13D-I空調(diào)機(jī)的設(shè)計(jì)和調(diào)試中采取了如下措施：
3.1 電氣控制
電氣控制是空調(diào)機(jī)組實(shí)現(xiàn)高精度控制的關(guān)鍵一環(huán)，為了保證設(shè)計(jì)要求，我們選用進(jìn)口智能型電腦控制器。該控制器含雙微處理器，操作面板帶LCD顯示屏，可顯示4行、每行20個(gè)字符的文字內(nèi)容。工作溫度和濕度數(shù)值范圍分別為0-50℃和20%-80%，相對濕度精度控制最低為±3%。控制器具有在運(yùn)行過程中修改運(yùn)行參數(shù)、顯示所有的運(yùn)行狀態(tài)和測量參數(shù)、通過聲音和文字信息自動報(bào)警等功能，通過微電腦可對機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行自動控制和監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)對空調(diào)空間溫濕度的高精度控制。此外，還可根據(jù)用戶要求，增加數(shù)據(jù)打印、時(shí)鐘控制及集中監(jiān)控等功能。
3.2 循環(huán)風(fēng)量
HF13D-I上送風(fēng)型機(jī)組原設(shè)計(jì)風(fēng)量為2800m3/h，為減少測試室內(nèi)溫濕度波動，保證設(shè)計(jì)精度，應(yīng)采取大循環(huán)風(fēng)量、低溫差（濕度差）的設(shè)計(jì)原則。另外考慮到該系統(tǒng)中送回風(fēng)管路和送風(fēng)口壓降較大的實(shí)際情況，最后選用名義風(fēng)量3500m3/h的離心風(fēng)機(jī)向室內(nèi)供風(fēng)。
3.3 制熱能力
恒溫恒濕空調(diào)機(jī)多用于電信和電腦機(jī)房、工業(yè)控制室等濕熱負(fù)荷大、需全年降溫的場合。而對本項(xiàng)目而言，一方面室內(nèi)顯熱負(fù)荷較小，另一方面冬季又無其他供暖設(shè)施，所以對機(jī)組的加熱能力有特定的要求。為此在機(jī)組設(shè)計(jì)中將加熱量由原來的7.2KW調(diào)整為18KW，以保證在冬季室外低溫條件下也能滿足設(shè)計(jì)要求，正常工作。
3.4 濕度控制及加濕量調(diào)節(jié)
由于該項(xiàng)目相對濕度變化范圍要求較嚴(yán)，濕度控制十分關(guān)鍵。濕度控制系統(tǒng)包括加濕和除濕兩套功能部件，通過在制冷系統(tǒng)增加專門除濕閥和采取空氣再熱措施，可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立除濕運(yùn)行。綜合多方面因素，加濕仍選用高效電極式加濕器，通過微電腦控制其動作。在系統(tǒng)最終調(diào)試過程中，曾出現(xiàn)了相對濕度波動較大的問題，經(jīng)過我們的認(rèn)真分析研究，最后確認(rèn)與溫濕度控制優(yōu)先順序和加濕量控制方式有關(guān)，通過采取有關(guān)針對性措施，調(diào)整液位控制和排水控制部件，有效地解決了這一問題。4. 使用情況及今后方向
該項(xiàng)目2005年12月13日正式通過用戶驗(yàn)收。在使用過程中，系統(tǒng)工作可靠、運(yùn)行狀況良好，保證了紡材測試工作的順利進(jìn)行，受到使用單位的好評。該實(shí)驗(yàn)室已于2006年被正式認(rèn)定為省級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。
該空調(diào)項(xiàng)目的建成和順利運(yùn)行，為紡織行業(yè)同類型實(shí)驗(yàn)室空調(diào)系統(tǒng)的改造提供了成功的經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)我們將通過增加環(huán)境溫度檢測功能等措施進(jìn)一步完善設(shè)備設(shè)計(jì)，為紡織行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)改造做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
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