紡織材料測試室恒溫空調自控系統的設計與調試

摘　要: 詳細介紹了西安工程科技學院紡織材料學省級重點實驗室恒溫恒濕空調系統改造項目的設計與調試情況。

　　關鍵詞: 紡織材料 恒溫恒濕 空調 測試室
　　1　項目概況
　　西安工程科技學院（原西北紡織工學院）紡織材料測試室是該校紡材專業進行教學、科研測試工作的省級重點實驗室。
　　紡材測試室原空調系統主機采用水冷式恒溫恒濕空調機組，包括一臺帶半封閉式壓縮機的水冷冷凝機組和一臺上送風恒溫恒濕空調機組，兩臺設備均安裝在設備間，送風管道從空調機組頂部接到兩個測試室上部，再通過天花板上的送風口將處理過的空氣直接送到使用空間，室內回風通過貫穿于兩個測試間的下部回風管道返回空調機組。
　　原空調系統建于八十年代初，限于當時的條件，設備技術水平較低，尺寸龐大，能耗高。特別是使用一次性冷卻水，浪費水資源，運行費用很大。加之經過多年使用，部件磨損嚴重，性能下降，已無法滿足紡材測試對環境條件的要求，亟需對該空調系統進行改造。
　　2　設計方案及設備選型
　　2.1　室內設計要求
　　 根據測試工作需要，在不同氣候條件下應保證室內溫濕度分別滿足20℃±1℃、65%±5%和27℃±1℃、65%±5%的要求。
　　 2.2　空調系統設計方案
　　 鑒于西安地區供水緊張的狀況，主機改用風冷式恒溫恒濕空調機。考慮到減少測試室內噪聲及震動的要求，空調室內機組仍安裝在設備間。室外機組安裝在設備間的外窗沿下，機組間連接管路短，同時便于維修。為減少改造項目投資，送、回風管路仍然采用原有系統，設備安裝前對其內部徹底進行清理，以滿足使用要求。
　　 2.3　設備選型
　　 測試室室內面積共40m2,凈高2.8米。圍護結構采用雙層門結構，房間四壁和地板為木板結構，兩上外窗均封死，頂棚夾層內設置送風管路。根據用戶使用要求、圍護結構狀況和室內人員、設備數量等因素，經過熱濕負荷計算，最后確定選用安詩曼設備有限公司生產的HF13D-I型恒溫恒濕空調機。機組主要參數為：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　機組設計和調試中的幾個問題及措施
　　由于紡材測試室對室內溫濕度，尤其對相對濕度有較嚴格的要求，加之其室內熱濕負荷隨季節交替波動較大，所以，普通恒溫濕空調機直接用于此類場所難以滿足設計要求。因 此，我們在為之配套的HF13D-I空調機的設計和調試中采取了如下措施：
　　 3.1　電氣控制
　　 電氣控制是空調機組實現高精度控制的關鍵一環，為了保證設計要求，我們選用進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個字符的文字內容。工作溫度和濕度數值范圍分別為0-50℃和20%-80%，相對濕度精度控制最低為±3%。控制器具有在運行過程中修改運行參數、顯示所有的運行狀態和測量參數、通過聲音和文字信息自動報警等功能，通過微電腦可對機組運行狀態進行自動控制和監測，實現對空調空間溫濕度的高精度控制。此外，還可根據用戶要求，增加數據打印、時鐘控制及集中監控等功能。
　　3.2　循環風量
　　HF13D-I上送風型機組原設計風量為2800m3/h，為減少測試室內溫濕度波動，保證設計精度，應采取大循環風量、低溫差（濕度差）的設計原則。另外考慮到該系統中送回風管路和送風口壓降較大的實際情況，最后選用名義風量3500m3/h的離心風機向室內供風。
　　3.3　制熱能力
　　恒溫恒濕空調機多用于電信和電腦機房、工業控制室等濕熱負荷大、需全年降溫的場合。而對本項目而言，一方面室內顯熱負荷較小，另一方面冬季又無其他供暖設施，所以對機組的加熱能力有特定的要求。為此在機組設計中將加熱量由原來的7.2KW調整為18KW，以保證在冬季室外低溫條件下也能滿足設計要求，正常工作。
　　3.4　濕度控制及加濕量調節
　　由于該項目相對濕度變化范圍要求較嚴，濕度控制十分關鍵。濕度控制系統包括加濕和除濕兩套功能部件，通過在制冷系統增加專門除濕閥和采取空氣再熱措施，可實現獨立除濕運行。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。在系統最終調試過程中，曾出現了相對濕度波動較大的問題，經過我們的認真分析研究，最后確認與溫濕度控制優先順序和加濕量控制方式有關，通過采取有關針對性措施，調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
　　該項目2005年12月13日正式通過用戶驗收。在使用過程中，系統工作可靠、運行狀況良好，保證了紡材測試工作的順利進行，受到使用單位的好評。該實驗室已于2006年被正式認定為省級重點實驗室。
　　該空調項目的建成和順利運行，為紡織行業同類型實驗室空調系統的改造提供了成功的經驗。同時我們將通過增加環境溫度檢測功能等措施進一步完善設備設計，為紡織行業的技術創新、技術改造做出自己應有的貢獻。