隨著化工裝置自動(dòng)化水平的不斷提高,，越來(lái)越多的化工控制室對(duì)空氣調(diào)節(jié)提出了更高的要求，如何選擇一個(gè)合適的空氣調(diào)節(jié)方案來(lái)滿(mǎn)足設(shè)備,、人員的要求就成了暖通設(shè)計(jì)人員所必須面對(duì)的一個(gè)問(wèn)題,。

1. 恒溫恒濕機(jī)房空調(diào)

概述

恒溫恒濕空調(diào)是指對(duì)室內(nèi)空氣溫濕度允許波動(dòng)范圍均有嚴(yán)格要求的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng),。其區(qū)別于一般舒適性空調(diào)的主要不同點(diǎn)在于：1、對(duì)相對(duì)濕度提出了嚴(yán)格的要求,；2,、對(duì)空調(diào)的溫濕度允許波動(dòng)范圍（空調(diào)精度）提出了嚴(yán)格的要求。

1.1.1 相對(duì)濕度的控制

相對(duì)濕度的控制有很多方法,，空調(diào)系統(tǒng)中采用的較為普遍的是冷卻除濕法,。其原理大致如下：夏季工況下，由表冷器先將空氣處理到相應(yīng)的露點(diǎn)溫度,，以減少空氣中的含濕量,，然后再通過(guò)再熱來(lái)控制空氣的相對(duì)濕度；冬季工況下,，則通過(guò)加熱器控制溫度,，加濕器控制相對(duì)濕度。

1.1.2 空調(diào)精度的控制

空調(diào)精度是空調(diào)控制系統(tǒng)中的一個(gè)很重要的指標(biāo),，它反映了空氣調(diào)節(jié)結(jié)果偏離設(shè)定值的程度,。空調(diào)系統(tǒng)中,，影響控制精度的因素很多,，包括了從對(duì)象特性（包括傳感器、執(zhí)行器和被控對(duì)象）到控制器特性的幾乎整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié),。

常用的空調(diào)處理方法

1.2.1 水冷表冷器定露點(diǎn)溫度控制方式

下圖1為采用該種方式的空氣處理流程,，圖2為其對(duì)應(yīng)的夏季空氣處理過(guò)程的焓濕圖,。對(duì)于冬季處理過(guò)程的焓濕圖本文不再贅述（下同）。

這種控制方式中,，在室內(nèi)設(shè)有溫,、濕度傳感器，分別控制加熱器和加濕器閥門(mén)的開(kāi)度,。另外在表冷器后設(shè)有露點(diǎn)溫度傳感器,，以控制冷水閥的開(kāi)度。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),，房間內(nèi)的相對(duì)濕度只是在冬季才由相應(yīng)的濕度傳感器進(jìn)行控制,。夏季運(yùn)行時(shí)，則控制由控制目標(biāo)參數(shù)而確定的露點(diǎn)溫度,，進(jìn)而采用再熱的方式控制送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn),。從圖1中可以看出，室內(nèi)相對(duì)濕度傳感器的信號(hào)并沒(méi)有直接用于控制表冷器,，此時(shí)露點(diǎn)溫度的控制采用的是開(kāi)環(huán)控制方式,，所以此種固定露點(diǎn)溫度的控制方式對(duì)相對(duì)濕度的控制能力就較為有限了。

從圖2中可以看出,，室內(nèi)熱濕負(fù)荷變化時(shí)（假定冷負(fù)荷不變,，僅濕負(fù)荷變化），ε會(huì)如圖變?yōu)?epsilon;’,，由于空氣的露點(diǎn)溫度恒定,，當(dāng)采取再熱措施時(shí)，加熱器閥門(mén)的開(kāi)度又只由室內(nèi)溫度傳感器控制,，送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O不變,，此時(shí)，室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)N必然會(huì)偏移到N’,。所以這種控制方式只能適用在室內(nèi)濕負(fù)荷很小或很穩(wěn)定的場(chǎng)合,，一般來(lái)說(shuō)，其相對(duì)濕度控制精度是可以達(dá)到±5%的,。

1.2.2 水冷表冷器變露點(diǎn)溫度控制方式

下圖3為采用該種方式的空氣處理流程,，圖4為夏季室內(nèi)負(fù)荷變化時(shí)空氣處理過(guò)程的焓濕圖。

從圖3中可以看出,，此種控制方式與上種方式相比,，取消了露點(diǎn)溫度傳感器，取而代之的是由溫度傳感器和相對(duì)濕度傳感器共同控制表冷器以達(dá)到相應(yīng)的露點(diǎn)溫度,，以兼顧表冷器降溫和去濕的兩種功能,。加熱器和加濕器的控制則同上種方式相同。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),，室內(nèi)溫濕度傳感器的信號(hào)先通過(guò)選擇器經(jīng)過(guò)比較,，再?gòu)膬烧咂钚盘?hào)中選取其中大值，作為有效信號(hào)來(lái)控制表冷器的運(yùn)行,，以補(bǔ)償室內(nèi)負(fù)荷的變化,，達(dá)到恒定室內(nèi)相對(duì)濕度的目的。

圖4是室內(nèi)熱濕負(fù)荷變化時(shí)（同樣假定僅濕負(fù)荷變化）,，空調(diào)系統(tǒng)是如何通過(guò)改變露點(diǎn)以滿(mǎn)足要求的,。當(dāng)濕負(fù)荷變小時(shí)，由于冷負(fù)荷不變,，濕度偏差信號(hào)加強(qiáng),，選擇器采用濕度信號(hào)作為控制信號(hào)，此時(shí)冷水閥開(kāi)度減小,，空氣的露點(diǎn)溫度由L升至L’,，然后再通過(guò)加熱器將空氣加熱到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O’，以滿(mǎn)足室內(nèi)熱濕負(fù)荷的需要,。同樣,，當(dāng)室內(nèi)冷負(fù)荷也變化時(shí)，選擇器亦會(huì)采用偏差信號(hào)大者來(lái)控制表冷器冷水閥開(kāi)度,。顯然,，這種控制方式較上種方式有著更廣闊的應(yīng)用范圍和更高的控制精度，一般其相對(duì)濕度的控制能力可以達(dá)到±2%,。

1.2.3 中,、小型恒溫恒濕機(jī)組

這種控制方式亦是采用冷卻除濕原理，也是屬于固定露點(diǎn)溫度的控制方式,。與上兩種方式相比,，對(duì)空氣的冷卻和除濕，恒溫恒濕機(jī)組用直接蒸發(fā)的蒸發(fā)器代替了水冷表冷器,。而空氣的加熱和加濕則是通過(guò)電加熱器和電加濕器來(lái)完成,。其在H-D圖上表現(xiàn)出來(lái)的空氣處理過(guò)程與上兩種方式也基本相同。

這種控制方式中,，蒸發(fā)器后并沒(méi)有設(shè)置專(zhuān)門(mén)的露點(diǎn)溫度傳感器,，其對(duì)蒸發(fā)壓力和溫度并不做主動(dòng)控制，機(jī)組降溫和除濕通常是通過(guò)啟停壓縮機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,。由于蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度與蒸發(fā)壓力,、進(jìn)出口空氣參數(shù)、制冷劑流量,、制冷劑含油量等諸多因素有關(guān),，存在著不確定性，其表面溫度并不像冷水盤(pán)管那樣易于控制,，所以其處理的露點(diǎn)溫度也無(wú)法精確控制,。但是,，對(duì)于一定蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)和新風(fēng)比的機(jī)組而言，通過(guò)蒸發(fā)器處理后的空氣露點(diǎn)溫度必然會(huì)落在一定的范圍內(nèi),，這也是恒溫恒濕機(jī)組的控制原理,。從以上敘述來(lái)看，由于機(jī)器露點(diǎn)不易穩(wěn)定,，對(duì)相對(duì)濕度的控制能力較低,，所以，這種控制方式一般適用于相對(duì)濕度控制精度在±5%以上的場(chǎng)合,。

2,、化工控制室恒溫恒濕空調(diào)的設(shè)計(jì)

控制室空調(diào)系統(tǒng)對(duì)溫濕度的設(shè)計(jì)方案有很多種，但歸結(jié)起來(lái),，大致有如下三種：

2.1 冷風(fēng)降溫機(jī)

這里所說(shuō)的冷風(fēng)降溫機(jī)是指沒(méi)有濕度控制措施的柜式空調(diào),、多聯(lián)機(jī)等我們常見(jiàn)的直接蒸發(fā)式空調(diào)機(jī)。其一般適用于對(duì)溫度要求不高,，而對(duì)相對(duì)濕度不做要求的場(chǎng)合,。

從化工控制室設(shè)計(jì)規(guī)定可以看到，對(duì)于控制室,，即便是DCS控制室,，其溫度基數(shù)和控制精度的要求并不高，一般的冷風(fēng)降溫機(jī)就能滿(mǎn)足要求了,。此時(shí),，由于表冷器同時(shí)具有降溫和除濕的功能，冷風(fēng)降溫機(jī)也是具有一定的除濕能力的,。但是有除濕能力,，并不代表其對(duì)濕度有控制能力，特別是冬季工況下,，由于缺少加濕器,，控制室內(nèi)的濕度常常會(huì)達(dá)不到要求。而且,，這種空調(diào)方式對(duì)DCS控制室還有很多不能達(dá)到的功能,，如通常不設(shè)專(zhuān)門(mén)的新風(fēng)處理措施；通常不易設(shè)置空氣凈化過(guò)濾措施,；通常不易設(shè)置室內(nèi)壓力控制措施等,。所以，這種空調(diào)方式通?？蛇m用于常規(guī)儀表控制室,。

2.2 恒溫恒濕機(jī)房空調(diào)機(jī)組

這種空調(diào)方式是我們?cè)诨た刂剖易畛Ｒ?jiàn)的一種空調(diào)方式，其空氣處理過(guò)程前文已經(jīng)敘述過(guò)了。由前文來(lái)看,，恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組式是可以滿(mǎn)足DCS控制室±2℃,，±10%的空調(diào)精度要求的。這種空調(diào)方式靈活方便,，既可以?xún)H用作循環(huán)處理控制室空氣,，也可以集中處理新、回風(fēng)混合空氣,，從而滿(mǎn)足控制室對(duì)空氣品質(zhì)、壓力控制等的要求,。而且,，此種空調(diào)方式并不需要冷凍水，這對(duì)常常沒(méi)有專(zhuān)門(mén)空調(diào)冷源的化工廠(chǎng)來(lái)說(shuō)是尤為合適的,。

恒溫恒濕機(jī)房空調(diào)機(jī)組也有許多缺點(diǎn),，如機(jī)組風(fēng)機(jī)的選型通常會(huì)受到限制，其提供的風(fēng)壓往往有限,，不能滿(mǎn)足空調(diào)系統(tǒng)對(duì)空氣凈化過(guò)濾,、較大系統(tǒng)空氣輸送等的要求；機(jī)組通常是整合式的,，這就造成了一些功能段的設(shè)置受到限制,；機(jī)組容量有限，對(duì)大型控制室,，往往要使用很多機(jī)組,，造成設(shè)備分散，維護(hù)管理不便,。所以,，其一般適用于中、小型的控制室中,。

2.3 水冷表冷式集中空調(diào)

從前面的敘述來(lái)看,，該種空調(diào)方式，無(wú)論是采用定露點(diǎn)還是變露點(diǎn)均能夠滿(mǎn)足化工控制室對(duì)溫濕度精度的要求,。與恒溫恒濕機(jī)組相比,，它可以解決恒溫恒濕機(jī)組余壓小、功能段設(shè)置受限制等缺點(diǎn),，也較為方便實(shí)現(xiàn)新風(fēng)單獨(dú)處理,、二次回風(fēng)、室內(nèi)壓力控制等過(guò)程,，但是其初投資通常較高,，需要較大的機(jī)房，還需要另設(shè)空調(diào)冷源制備裝置。所以,，其通常適用于有空調(diào)冷源的要求較高的大型控制室,。

3．結(jié)論

從以上的敘述來(lái)看，不同的溫,、濕度控制精度要求的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng),，其采用的空氣處理方法是不盡相同的。設(shè)計(jì)時(shí),，應(yīng)做到因地制宜,，根據(jù)要求合理選用，既要避免空調(diào)系統(tǒng)不能滿(mǎn)足要求,，也要避免空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)于浪費(fèi),。

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