纺织材料测试室恒温空调自控系统的设计与调试

纺织材料测试室恒温空调自控系统的设计与调试

摘　要: 详细介绍了西安工程科技学院纺织材料学省级重点实验室恒温恒湿空调系统改造项目的设计与调试情况。

　　关键词: 纺织材料 恒温恒湿 空调 测试室
　　1　项目概况
　　西安工程科技学院（原西北纺织工学院）纺织材料测试室是该校纺材专业进行教学、科研测试工作的省级重点实验室。
　　纺材测试室原空调系统主机采用水冷式恒温恒湿空调机组，包括一台带半封闭式压缩机的水冷冷凝机组和一台上送风恒温恒湿空调机组，两台设备均安装在设备间，送风管道从空调机组顶部接到两个测试室上部，再通过天花板上的送风口将处理过的空气直接送到使用空间，室内回风通过贯穿于两个测试间的下部回风管道返回空调机组。
　　原空调系统建于八十年代初，限于当时的条件，设备技术水平较低，尺寸庞大，能耗高。特别是使用一次性冷却水，浪费水资源，运行费用很大。加之经过多年使用，部件磨损严重，性能下降，已无法满足纺材测试对环境条件的要求，亟需对该空调系统进行改造。
　　2　设计方案及设备选型
　　2.1　室内设计要求
　　 根据测试工作需要，在不同气候条件下应保证室内温湿度分别满足20℃±1℃、65%±5%和27℃±1℃、65%±5%的要求。
　　 2.2　空调系统设计方案
　　 鉴于西安地区供水紧张的状况，主机改用风冷式恒温恒湿空调机。考虑到减少测试室内噪声及震动的要求，空调室内机组仍安装在设备间。室外机组安装在设备间的外窗沿下，机组间连接管路短，同时便于维修。为减少改造项目投资，送、回风管路仍然采用原有系统，设备安装前对其内部彻底进行清理，以满足使用要求。
　　 2.3　设备选型
　　 测试室室内面积共40m2,净高2.8米。围护结构采用双层门结构，房间四壁和地板为木板结构，两上外窗均封死，顶棚夹层内设置送风管路。根据用户使用要求、围护结构状况和室内人员、设备数量等因素，经过热湿负荷计算，最后确定选用安诗曼设备有限公司生产的HF13D-I型恒温恒湿空调机。机组主要参数为：制冷量13.2KW，制热量7.2KW， 加湿量5kg/h。温度控制范围及精度为18℃-30℃±1℃，相对湿度控制范围为30%-70%±5%，空气过滤器等级为EU4级。 3　机组设计和调试中的几个问题及措施
　　由于纺材测试室对室内温湿度，尤其对相对湿度有较严格的要求，加之其室内热湿负荷随季节交替波动较大，所以，普通恒温湿空调机直接用于此类场所难以满足设计要求。因 此，我们在为之配套的HF13D-I空调机的设计和调试中采取了如下措施：
　　 3.1　电气控制
　　 电气控制是空调机组实现高精度控制的关键一环，为了保证设计要求，我们选用进口智能型电脑控制器。该控制器含双微处理器，操作面板带LCD显示屏，可显示4行、每行20个字符的文字内容。工作温度和湿度数值范围分别为0-50℃和20%-80%，相对湿度精度控制最低为±3%。控制器具有在运行过程中修改运行参数、显示所有的运行状态和测量参数、通过声音和文字信息自动报警等功能，通过微电脑可对机组运行状态进行自动控制和监测，实现对空调空间温湿度的高精度控制。此外，还可根据用户要求，增加数据打印、时钟控制及集中监控等功能。
　　3.2　循环风量
　　HF13D-I上送风型机组原设计风量为2800m3/h，为减少测试室内温湿度波动，保证设计精度，应采取大循环风量、低温差（湿度差）的设计原则。另外考虑到该系统中送回风管路和送风口压降较大的实际情况，最后选用名义风量3500m3/h的离心风机向室内供风。
　　3.3　制热能力
　　恒温恒湿空调机多用于电信和电脑机房、工业控制室等湿热负荷大、需全年降温的场合。而对本项目而言，一方面室内显热负荷较小，另一方面冬季又无其他供暖设施，所以对机组的加热能力有特定的要求。为此在机组设计中将加热量由原来的7.2KW调整为18KW，以保证在冬季室外低温条件下也能满足设计要求，正常工作。
　　3.4　湿度控制及加湿量调节
　　由于该项目相对湿度变化范围要求较严，湿度控制十分关键。湿度控制系统包括加湿和除湿两套功能部件，通过在制冷系统增加专门除湿阀和采取空气再热措施，可实现独立除湿运行。综合多方面因素，加湿仍选用高效电极式加湿器，通过微电脑控制其动作。在系统最终调试过程中，曾出现了相对湿度波动较大的问题，经过我们的认真分析研究，最后确认与温湿度控制优先顺序和加湿量控制方式有关，通过采取有关针对性措施，调整液位控制和排水控制部件，有效地解决了这一问题。4. 使用情况及今后方向
　　该项目2005年12月13日正式通过用户验收。在使用过程中，系统工作可靠、运行状况良好，保证了纺材测试工作的顺利进行，受到使用单位的好评。该实验室已于2006年被正式认定为省级重点实验室。
　　该空调项目的建成和顺利运行，为纺织行业同类型实验室空调系统的改造提供了成功的经验。同时我们将通过增加环境温度检测功能等措施进一步完善设备设计，为纺织行业的技术创新、技术改造做出自己应有的贡献。